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        景洪電廠5號機組發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵鍵槽變形分析及處理

        2015-03-14 06:49:06高文軍
        機電信息 2015年24期
        關(guān)鍵詞:景洪主鍵鍵槽

        高文軍 曲 巖

        (華能瀾滄江水電股份有限公司檢修分公司,云南 昆明650214)

        0 引言

        景洪電廠發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵為切向鍵結(jié)構(gòu),分為6組,每組聯(lián)接鍵由一根主鍵和左右兩根副鍵組成,轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵主要起到轉(zhuǎn)子定位和扭矩傳遞的作用。

        主鍵為凸型結(jié)構(gòu),大頭端安裝在下端軸鍵槽內(nèi),小頭端與兩根副鍵配合作用在轉(zhuǎn)子中心體下法蘭鍵槽內(nèi),主鍵材質(zhì)35CrMo,單體重量85kg,有效配合長度350mm。主鍵除受擠壓應(yīng)力外,還承受轉(zhuǎn)子與主軸的剪切應(yīng)力。

        副鍵為楔形結(jié)構(gòu),斜率為0.01,材質(zhì)為45#鍛鋼,有效配合長度350mm,安裝方式為打入。副鍵在鍵槽內(nèi)與轉(zhuǎn)子鍵槽面和主鍵配合,主要承受擠壓應(yīng)力。

        1 存在的問題

        經(jīng)檢查,景洪電廠5號機組6組發(fā)電機聯(lián)接鍵的左側(cè)副鍵向法蘭外緣方向有不同程度的位移現(xiàn)象(圖1),位移最大的副鍵與頂緊螺栓距離達到54mm;轉(zhuǎn)子下法蘭與發(fā)電機下端軸法蘭產(chǎn)生圓周方向相對位移(圖2),位移量1.5mm;6組主鍵受鍵槽擠壓力作用均有翹起現(xiàn)象,最大翹起間隙達到1.95mm;6組發(fā)電機大軸聯(lián)接鍵右側(cè)副鍵與主鍵和鍵槽配合緊密無間隙,右側(cè)副鍵拔出后發(fā)現(xiàn)鍵槽受擠壓已產(chǎn)生變形。

        圖" 左側(cè)副鍵向法蘭外緣方向位移

        圖- 法蘭周向位移

        2 原因分析

        經(jīng)分析,產(chǎn)生法蘭周向位移及鍵槽變形的原因主要有以下三點:

        (1)廠家設(shè)計的聯(lián)軸螺栓拉伸值偏小,法蘭傳動摩擦力不足以克服發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性力,在機組開機和停機制動過程中,發(fā)電機轉(zhuǎn)子慣性力大于聯(lián)軸法蘭摩擦力,產(chǎn)生法蘭周向位移。

        (2)原主鍵與主軸鍵槽安裝配合不夠緊密,原副鍵可能存在打緊量不足或打緊力不均,在法蘭摩擦力不足的前提下,主、副鍵未起到傳遞扭矩的作用,導(dǎo)致聯(lián)軸法蘭周向位移。

        (3)因傳遞扭矩需要,發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵鍵槽產(chǎn)生微弱變形是正?,F(xiàn)象,但在(1)和(2)兩因素作用下鍵槽變形過大。

        3 處理方案

        2014—2015年度檢修期5號機組B級檢修過程中,針對發(fā)電機轉(zhuǎn)子聯(lián)接鍵鍵槽變形和法蘭周向位移等問題進行了專項處理。

        方案指導(dǎo)原則:通過保證傳遞扭矩承力面積、提高各鍵受力的均勻性和在螺栓強度許可范圍內(nèi)適當(dāng)增加螺栓拉伸值三條措施,可將變形控制在廠家允許范圍內(nèi)。

        具體方案如下:

        (1)5號機轉(zhuǎn)子吊出機坑后,拆除發(fā)電機聯(lián)接鍵主鍵,并對聯(lián)接鍵鍵槽尺寸進行測量。

        (2)對存在問題的轉(zhuǎn)子鍵槽和主軸鍵槽進行手工鉗修。手工鉗修要求:轉(zhuǎn)子鍵槽平面度達到0.05mm,垂直度達到0.05mm;主軸鍵槽平面度達到0.03mm,垂直度達到0.05mm,平行度達到0.05mm。鉗修合格后,根據(jù)鉗修后主軸聯(lián)接鍵鍵槽實際尺寸加工主鍵,要求主鍵與鍵槽配合緊密無間隙。

        (3)轉(zhuǎn)子吊裝后,對副鍵鍵槽斜度值進行測量,按實際尺寸加工副鍵,研配副鍵應(yīng)達到80%以上的接觸面積。

        (4)轉(zhuǎn)子與主軸聯(lián)軸螺栓拉伸值從圖紙規(guī)定的0.60mm增大到0.80mm。

        4 處理情況

        (1)鍵槽修復(fù)工作在5號機組B級檢修期間展開,控制工期10天。2014年12月26日,將5號機轉(zhuǎn)子吊出機坑,檢查主鍵與主軸鍵槽存在約1mm間隙。拆除發(fā)電機主軸聯(lián)接鍵主鍵,測量鍵槽尺寸,數(shù)據(jù)如表1所示。

        表" 主軸鍵槽處理前寬度 單位:==

        (2)轉(zhuǎn)子鍵槽右側(cè)立面有明顯壓痕,壓痕呈臺階狀,臺階為副鍵端部位置受擠壓產(chǎn)生的壓痕(L1、L2為兩次配鍵后產(chǎn)生的不同印記)。轉(zhuǎn)子鍵槽平面凹陷變形,數(shù)據(jù)如表2所示。

        表- 轉(zhuǎn)子鍵槽處理前數(shù)據(jù) 單位:==

        (3)鍵槽修復(fù)采用氣動手持式角磨機將臺階面和變形面修平,配合平板尺、刀口尺、塞尺等測量工具,最小修磨量根據(jù)表2內(nèi)б值確定。2015年1月19日,主軸鍵槽(圖3)及轉(zhuǎn)子鍵槽(圖4)修磨處理完成,各項數(shù)據(jù)均滿足要求,數(shù)據(jù)如表3、表4所示。

        圖* 主軸鍵槽

        圖. 轉(zhuǎn)子鍵槽

        表* 主軸鍵槽處理后尺寸 單位:==

        表. 轉(zhuǎn)子鍵槽處理后尺寸 單位:==

        (4)2015年1月28日新主鍵加工完成并實施安裝,安裝后主鍵與鍵槽配合緊密無間隙,主鍵安裝滿足方案要求。

        (5)2015年2月4日轉(zhuǎn)子吊裝,按方案要求將轉(zhuǎn)子中心體與發(fā)電機主軸的聯(lián)軸螺栓拉伸至0.80mm,實際拉伸值如表5所示。

        表# 實際拉伸值 單位:==

        (6)2015年2月20日新副鍵加工完成并實施安裝,副鍵打緊力度均勻,安裝后副鍵與鍵槽接觸面積達到80%以上,副鍵安裝滿足方案要求。

        5 結(jié)語

        景洪電廠5號機組于2015年3月6日移交調(diào)度,經(jīng)過長時間帶負荷運行考驗,目前5號機組運行穩(wěn)定,振動、擺度良好,數(shù)據(jù)較修后無明顯變化。通過2014—2015年度對景洪電廠5號機組B級檢修,徹底解決了轉(zhuǎn)子聯(lián)接法蘭周向位移和鍵槽變形問題,為景洪電廠其余4臺機組同樣問題的處理提供了寶貴經(jīng)驗。

        [1]景洪電廠發(fā)電機圖紙——轉(zhuǎn)子支架中心體1F6394[Z].

        [2]景洪電廠發(fā)電機圖紙——主軸1F6397[Z].

        [3]東方電機股份有限公司.景洪SF350-80/18900水輪發(fā)電機安裝說明書[Z],2007.

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