摘 要：文章簡單介紹了烏江銀盤電站導向鍵鐵芯結構裝配方法與傳統(tǒng)雙鴿尾定位筋鐵心結構裝配的異同，并介紹了導向鍵定子鐵心疊裝的質量控制特點及相應的工藝措施。

關鍵詞：銀盤定子；導向鍵；雙鴿尾定位筋；質量控制；壓緊

1 概述

烏江銀盤水電站水輪發(fā)電機組設備由浙江富春江水電設備有限公司制造供貨。機組型式為軸流轉漿式機組，發(fā)電機型號為SF150-72/14100，額定容量為166.67MVA/150MW。定子機座由8瓣組成，外徑Ф14100mm，定子鐵芯內徑Ф13400mm，定子鐵芯高度1578mm。鐵芯共由44小段組成，中間有43個高通風溝。定子鐵芯是由薄硅沖片及通風板現(xiàn)場疊裝而成。

定位筋是定子疊片的基準，傳統(tǒng)的雙鴿尾定位筋調整時間長，焊接變形大。銀盤電站定子采用導向鍵作為鐵芯疊裝基準，用帶鴿尾的螺桿配合拉塊對疊裝完成的鐵芯永久壓緊。鴿尾螺桿和拉塊之間留有1mm的間隙，保證機組運行時鐵芯膨脹時鐵芯不受擠壓，減小鐵芯變形，導向鍵調整簡單，并且只需點焊。既縮短了調整工期，又避免了焊接變形，保證了調整質量。

2 導向鍵鐵芯結構與雙鴿尾鐵芯結構的特點及異同

2.1 導向鍵定子鐵芯結構

導向鍵采用角鋼、螺栓和機組鏈接形式，角鋼點焊到機座上，導向鍵通過螺栓固定到角鋼上。等鐵芯疊裝完成后，安裝帶鴿尾的螺桿和拉塊，拉塊焊接到機座上，鴿尾螺桿和拉塊之間無焊接固定，鴿尾螺桿可以在拉塊槽內有一定浮動量（預留間隙和廠家設計有關，一般機座直徑越大預留間隙就越大）它由導向鍵、角鋼、鴿尾螺桿、拉塊、定子沖片等組成，其裝配結構如圖1所示。

2.2 雙鴿尾定位筋鐵芯結構

雙鴿尾定位筋采用托板和定子機座焊接形式，定位筋和托板之間無焊接固定，鴿尾可以在托板槽內有一定浮動量，（預留間隙和廠家設計有關，一般機座直徑越大預留間隙就越大）它由雙鴿尾定位筋、托板、機座、定子沖片等組成，其裝配結構如圖2所示。

2.3 導向鍵鐵芯結構與雙鴿尾定位筋鐵芯結構的異同

相同點：通過兩種鐵芯的裝配結構圖可以看出，兩種鐵芯最終都有一定的浮動量，鐵芯在機組工作時承受的徑向和切向電磁力最終都傳到機座上，其機座和定子沖片都是一樣的。

不同點：導向鍵在疊裝過程中只起到疊裝基準的作用，鴿尾螺桿和拉塊配合其最終鐵芯的固定及電磁力傳遞的作用，雙鴿尾定位筋既承擔疊片基準的作用又配合托板傳遞電磁力。導向鍵調整簡單，不用大面積焊接，雙鴿尾定位筋調整復雜、焊接變形大。

3 質量控制特點及工藝流程

3.1 導向鍵鐵芯結構鐵芯疊壓工藝流程

導向鍵校直→預疊片20mm→基準導向鍵安裝→大等分導向鍵調整、導向鍵掛裝→小等分導向鍵調整→導向鍵驗收→定子鐵芯疊裝→鴿尾螺桿安裝→上壓板安裝→鐵芯蝶形彈簧安裝→鐵芯冷壓緊→拉塊焊接→鐵芯熱壓緊→鐵損試驗→導向鍵取出及附件安裝。

3.2 質量控制特點及操作要點

導向鍵鐵芯結構和雙鴿尾定位筋鐵芯結構工藝流程大致相同，導向鍵鐵芯結構疊裝主要質量控制點有導向鍵垂直度、弦長、半徑，鐵芯疊裝后的鐵芯內徑、圓度、垂直度、槽寬、緊量等。

導向鍵安裝：為了給鐵芯疊裝提供依據(jù)，找到一個安裝基準，在疊片之前，安裝99根導向鍵，作為疊片過程中的基準，通過導向鍵初步控制定子鐵芯的圓度及半徑，從而保證疊片質量。為了進一步保證疊片質量，按以下工藝檢查安裝：檢查下指壓板水平及上翹量，對于下壓指直接焊在大環(huán)板上的結構，內圓一般比外圓端高（0.5 ～1.5）mm，鐵心高度超過2.5m時應取上限；用短齒片作樣板，檢測下壓指中心與沖片齒中心偏差不大于1.5mm，下壓指齒端與沖片齒端的徑向距離應符合圖紙規(guī)定；為精確安裝導向鍵，用普通片試疊定子鐵心下端部疊片，試疊厚度20mm，疊片過程應兼顧鐵芯半徑、拉緊螺桿孔、導向鍵安裝位置和壓指中心，疊片過程中用整形棒整形，檢查鐵芯圓度，使其基本達到圖紙尺寸，如有超差，需再次進行調整；在鐵芯缺口處插入已檢測校直合格的導向鍵，為減小累計誤差，導向鍵應分九等分對稱均勻插入；通過帶頂絲的角鋼將導向鍵固定在機座環(huán)板上，并調整測量導向鍵，利用吊琴線的方法測量調整導向鍵周向垂直度偏差<0.10mm/m，并對稱點焊上環(huán)、中環(huán)、下環(huán)板角鋼兩側，如圖3所示。

基準鍵安裝，用內徑千分尺測量基準鍵上、中、下三點絕對半徑值；以基準鍵上、中、下三點為零點，均勻對稱的用測圓架安置百分表分別調整9大等處的其余8根導向鍵的半徑，導向鍵半徑偏差控制半徑在+0.10～0.20mm以內、9根大等分的導向鍵彼此之間的弦長的平均值與實測值的絕對值之差不大于0.25mm。調整完成后點焊9根導向鍵。以9根大等分導向鍵調整區(qū)域90根導向鍵，使?jié)M足以下要求：導向鍵徑向和周向垂直度偏差≤0.05mm/m；導向鍵內徑絕對尺寸為7040±0.2mm（一般正偏差）。試疊片，整圓疊片四層沖片，檢查導向鍵兩側與沖片應有0.10mm左右的間隙；壓指應在齒中；用整形銷檢查確認拉緊螺桿孔和襯口環(huán)是否影響拉塊安裝。

3.3 鐵芯疊裝及壓裝

銀盤電站定子鐵芯有六種不同尺寸的薄硅鋼片、四種絕緣板、三種端板及兩種通風槽板疊裝而成，三次壓緊貫徹于疊片過程之中，最終壓緊和上齒壓板同步安裝。在鐵芯硅鋼片的制造或現(xiàn)場疊裝過程中，可能存在片間絕緣損壞，從而造成片間短路。為了防止運行中因片間短路引起局部過熱，甚至威脅到機組的安全運行，在定子鐵芯組裝過程中，必須對沖片、絕緣板、通風板等設備進行詳細檢查，同時在疊裝完成后必須進行鐵損試驗，以檢查鐵芯片間絕緣是否短路，壓緊螺栓是否壓緊。為了保證疊片質量，按以下工藝進行檢查疊裝。

檢查鐵心沖片的外觀質量，抽查每箱鐵心沖片內單張鐵心沖片周外圓兩側的厚度。鐵心沖片應清潔、無損、平整、漆膜完好。對于缺角、有硬性拆彎、沖片齒部或齒根斷裂、齒部槽楔槽尖角卷曲的沖片應挑出處理或報廢，表面絕緣漆脫落的沖片亦不得使用；對不同厚度的沖片進行分類處理疊裝。

清點其它到貨設備時，如發(fā)現(xiàn)缺件、少件、缺陷、尺寸不符設計要求等情況及時反映；如清點時不能發(fā)現(xiàn)而在施工過程中發(fā)現(xiàn)的缺陷，立即以書面形式通知監(jiān)理，并作好包括缺陷發(fā)現(xiàn)的時間、部位、缺陷情況的記錄，同時將記錄報監(jiān)理。

疊裝前抽樣測量每箱鐵片厚度，每層鐵片應采用同種厚度的鐵片。在疊裝過程中，隨時根據(jù)疊片厚度調整不同鐵片的位置，以保證鐵芯的波浪度在設計范圍內。環(huán)氧膠配比環(huán)氧樹脂（E-44）：固化劑（H-4）：稀釋劑（501）=100：75：適量，注意膠的用量要少，以免出現(xiàn)膠被擠壓出來流到齒部及槽底，不利于線棒安裝。

（1）鐵芯壓緊。定子鐵芯共分四次冷壓緊，三次預壓，一次最終壓緊，三次預壓經貫穿于疊片過程中，分別在第二小段疊完之后，第23小段疊完之后，第43段疊完之后。第三次壓緊時穿入鴿尾螺桿，最終壓緊為所有沖片疊完之后。最終壓緊應注意一下問題：安裝上齒壓板，并調整壓指的中心與沖片齒中心重合。安裝碟形彈簧、調整螺栓和臨時螺桿等壓緊裝置。放入時應注意不要損壞拉緊螺桿的螺紋和鐵心片間表面，并盡可能使螺桿向外靠緊沖片圓孔，使鐵心和拉緊螺桿保持一定的間隙；旋上拉緊螺桿上端的螺母，利用油壓千斤頂給鐵心表面逐步加壓至42MPa；壓緊后，鐵心設計高度為1578mm。測量鐵心高度和內徑，并測量鐵心的緊度；擰緊全部拉緊螺桿下端的螺母；拆除所有的臨時壓緊裝置。用扳手分三次對稱將拉緊螺桿把緊，直到碟形彈簧壓縮到指定高度；測量鐵心高度和圓度。分32點測量定子鐵心內側（齒部）高度，并調整齒部的松緊度。上、中、下各均勻分32點測定子鐵心內徑，并做記錄。

（2）焊拉塊。在拉塊與鐵心之間打入楔子板，脹緊拉塊；做好防護措施，不得使焊渣濺上鐵心；4名焊工按A、B、C、D的順序在對稱位置、同一方向、同一順序將拉塊點焊在機座環(huán)板上，先點焊①，再輪流點焊②、②'，如圖4所示，點焊時注意焊縫收縮偏移；

拆下導向鍵與角鋼的聯(lián)接螺栓，拔出導向鍵，同時拿出導向鍵與機座之間的調整墊片和角鋼；按圖4所示的方法分三道滿焊拉塊，同時監(jiān)測鐵心內徑的變化；拔出全部的槽樣棒；測量鐵心的高度、圓度和不平度，并做記錄；拆除各種工具，并用壓縮空氣徹底清掃鐵心。

3.3.1 疊片過程質量控制及操作要點

為了保證定子鐵芯的疊裝質量，必須在疊裝過程中進行必要的質量控制和過程操作方式控制。

（1）質量控制點。定子鐵芯內徑和圓度（設計半徑6700mm）：±4%設計空氣間隙值；定子鐵芯疊片高度（設計高度1578mm）：允許偏差+2～+6mm；（一般不要取負公差）鐵心槽底和背部高差0.5毫米。定子整體鐵芯波浪度：4mm。測量點應與鐵心圓度測點相對應。鐵心圓度測量.在鐵芯高度方向分上中下三個斷面測量，上下兩個斷面離鐵心上下面距離100mm左右。每個斷面圓周方向測量點不少于32，各測量點半徑與平均半徑之差的絕對值不大于±4%設計空氣間隙值。定子鐵芯槽形應能用整形棒順利通過，沒有凸出的沖片。

（2）操作過程控制。定子鐵芯疊裝前兩小段的時間，要涂抹環(huán)氧膠，而在刷環(huán)氧膠時，不能過多，否則在壓緊時間環(huán)氧膠受擠壓流到槽形內，影響槽形尺寸。定子沖片整形是疊片過程中保證疊片質量，鐵芯圓度的主要控制方法，而在整形時，為了保證沖片不被破壞，保證鐵芯外觀。在整形過程中，不能用鐵錘去敲擊沖片，應用銅錘。定子沖片以導向鍵定位，如果出現(xiàn)沖片不能順利放進兩導向鍵時，最好橡皮榔頭敲打，不宜用鐵榔頭敲打。在疊片過程中，保證槽形的槽樣棒必須隨著沖片的升高度而隨之提高，但又不易過高，否則給疊片帶來困難。疊片過程中，絕緣板及通風板在整形過程中應特別注意，絕緣板材質比較軟，不容易與其他沖片整齊，故在每次放絕緣板時間，要特別注意單獨度絕緣板整形，而通風板比普通沖片小一點，不能通過整形到位，故在疊裝過程中要單獨整理。

在壓緊安裝壓緊裝置時，要保證壓緊裝置的托板保證水平，同時檢查與下壓指之間沒有間隙。在壓緊時間，要注意沖片及端板向中心移動，而第三次時要特別注意，壓緊螺桿上的套管不能和機座環(huán)板干涉，以免保鐵芯沖片不被擠出，影響鐵片質量；在最終壓緊時間，要調整上壓指與沖片槽齒的中心重合，同時上齒壓板與導向鍵干涉部位，要對上齒壓板進行處理，以保證壓緊過程中不影響鐵芯尺寸。在第三次及最終壓緊時間都要為戴鴿尾的永久螺桿留足夠的壓縮量，以免與機座環(huán)板干涉。在穿壓緊螺桿時間，要注意對定子鐵芯的保護，防止螺桿劃傷沖片。為了保證定子鐵芯疊裝質量，對工人師傅一定要進行技術交底，把操作控制過程中的注意事項對師傅交代清楚，使每一個參與施工的人熟悉并按操作控制點進行。

3.3.2 熱壓

定子鐵芯所有壓緊都是在室溫下進行的，而機組運行時間溫度略高于室溫，為了保證機組運行時間，定子能穩(wěn)定的工作，提前消除疊片過程中硬物的處理，軟化疊片中一些硬物及環(huán)氧膠中沒有固化良好的部分，必須進行熱壓。銀盤電站定子鐵芯熱壓溫度約為85℃，在疊片時間考慮熱壓量，熱壓壓縮量按0.2～0.3%考慮疊裝高度。銀盤電站4臺機定子熱壓量約為3mm。

4 結束語

文章簡單的對導向鍵鐵芯結構和雙鴿尾定位筋鐵芯結構進行了對比，讓我們對不同結構的鐵芯結構的特點有所了解，同時文章對導向鍵結構的施工工藝進行了簡單的介紹，對今后同種鐵芯結構定子的安裝有一定的借鑒意義。銀盤電站定子是導向鍵鐵芯結構，文章介紹的工藝，在銀盤電站定子組裝中得到了成功的應用，銀盤電站4臺機定子組裝完成，各項技術質量指標均滿足設計及有關標準、規(guī)程規(guī)范要求。從投產至今，一直穩(wěn)定運行，定子監(jiān)測各項指標均滿足規(guī)范要求。由此可鑒，此工藝是成功的，可以對同種結構鐵芯的疊裝工藝有借鑒意義。

作者簡介：史永軒（1985-），男，助理工程師，主要從事水輪發(fā)電機組安裝工作。