劉須朋 李偉鵬 王衛(wèi)
摘要:本文通過對泗陽二站機組大修過程中,電機定子與水泵軸窩同心度調(diào)整合格后,電機定子需吊出,裝入水泵大軸,電機定子二次吊入,采用雙孔一面定位的技術方法,保證機組的同心度位置不變,順利解決機組大修中的技術問題,保證了機組的大修質(zhì)量,為同類型機組大修時,提供參考借鑒。
關鍵詞:機組大修;同心度;雙孔一面定位
1.引言
泗陽第二抽水站(下稱泗陽二站)位于江蘇省泗陽縣城東郊,是江蘇省江水北調(diào)第四梯級站,淮水北調(diào)第一梯級站,其主要作用是抽引由二河閘下泄的淮水或淮陰站轉送的江水北送,滿足泗陽閘上游地區(qū)的用水需求。
該站建成于1996年,工程總投資6300萬元??傃b機容量5600KW,設計流量為66m3/s。裝設2.8ZLQ-7.0液壓全調(diào)節(jié)軸流泵2臺,單機流量333/s,配套TDL325/56-40立式同步電機,電機與水泵采用剛性聯(lián)軸器直聯(lián)方式。泵站采用堤身式結構,肘形進水流道,虹吸式出水流道,真空破壞閥斷流。
2.泗陽二站機組情況及大修的工藝特點
泗陽二站機組由于設計、制造問題,水泵大軸下法蘭直徑比電機下油缸內(nèi)孔直徑大5mm,水泵大軸不能通過電機下油缸內(nèi)孔吊出,電機定子下機架聯(lián)接為一體,如圖1,電機定子通過下機架的4條支腿,每個支腿底鋼板(40cm×60cm×4.5cm)與混凝土基礎梁鋼板(60cm×60cm×4.5cm)由兩顆M48螺絲緊固聯(lián)接,地腳螺絲孔比M48地腳螺絲外徑大2mm。
因此,泗陽二站的機組大修就不能采用常規(guī)的機組大修工藝,在機組大修時,必須把同步電機全部拆除,才能把水泵軸吊出,便于零部件檢修;機組同心度調(diào)整后,必須進行電機定子下機架二次吊裝,其大修總裝工藝步驟簡述如下:
(1)吊葉輪部件至規(guī)定位置;
(2)吊裝水泵導葉體、出水錐管、泵蓋上蓋組合件;
(3)吊裝電機定子、下機架組合件;
(4)以水泵導葉體橡膠軸承軸窩上止口為基準,測量調(diào)整水泵、電機整體同心度;
(5)吊出電機定子下機架組合件;
(6)吊裝水泵大軸;
(7)二次吊裝電機定子下機架組合件;
(8)吊裝電機轉子、上機架;
(9)吊裝電機推力頭及其他有關附件安裝;
(10)測量、調(diào)整機組的擺度、水平、高程和其他有關技術數(shù)據(jù)等。
其特點是:機組解體和總裝時,因水泵大軸不能從電機下油缸內(nèi)孔中吊出和裝入,電機部分先拆后裝,總裝時電機定子需二次吊裝,此道工序對機組的同心度調(diào)整有很大影響。
5.問題分析和解決方法
機組的同心度調(diào)整很關鍵,它是保證機組大修安裝質(zhì)量的一個很重要技術質(zhì)量指標。只有水泵、電機的同心度調(diào)整合格,才能保證電機的空氣間隙、水泵葉片間隙合格,才能保證電機的電磁拉力平衡、泵運行水力平衡,提高機組運行效率、保證機組運行安全。
由于泗陽二站機組的特殊性,必須保證定子下機架組合件整體二次吊裝時,水泵與電機的同心度不變?根據(jù)泗陽二站機組的實際情況,采用機械加工中的雙孔一面定位原理方法,在定子下機架支腿底鋼板與混凝土基礎梁鋼板聯(lián)接部位對邊打兩定位銷與兩鋼板為平面接觸為基準,形成雙孔一面定位,以確保定子二次吊裝后位置不變,以保證機組同心度。
電機與水泵的垂直同心度調(diào)整合格以后,電機、水泵位置固定都是靠地腳螺絲緊固來限制電機、水泵的位置變化的,對空間的一個物體,其在空間有六個自由活動度,即在XYZ三個坐標方向的位移及繞三個坐標方向轉角的θx、θy、θz的轉動。如通過設置某些限制條件,其自由度會相應減少,其位置運動、變化也就相應減少,自由度為零,物體也就相對固定了,把定子下機架看成空間自由物體,采用雙孔一面定位,即當其被二次吊裝在基礎混凝土梁鋼板上:
①由于物體本身重量作用、鋼板平面支撐作用,物體向上、下運動被限制,即空間z軸方向運動被限制;
②在兩鋼板間打入定位銷,打入一只豎直圓柱定位銷,物體的在XOY水平面內(nèi)X軸、Y軸運動被限制,繞坐標方向轉角的θx、θy的轉動被限制;
③在對邊打入另一只豎直圓柱定位銷,繞坐標方向轉角的θz轉動被限制;見圖3
這樣,定子的空間6個運動自由度全部被限制,圓柱孔、圓柱銷為精加工,形成精確定位,在拆卸前、后,以兩定位孔(銷)和鋼板接觸平面為基準,以保證定子拆卸前后的位置的精確度,同心度就不會改變;否則,電機定子下機架在二次吊裝時,位置就會變動,因為電機定子下機架組合體在混凝土基礎梁鋼板平面上的水平、垂直方向和轉動方向有4mm變動范圍(地腳螺絲孔與螺絲的總間隙為4mm),就不能保證機組的同心度數(shù)據(jù)的精度。
6.具體解決辦法
采用在電機定子下機架底鋼板與基礎梁鋼板聯(lián)接部位適當位置對邊鉆雙空,兩個φ16mm圓柱孔;打入兩只φ16mm圓柱銷(一只加工成Φ16mm圓柱銷,另一只加工成Φ16mm圓柱削邊銷),即采用打雙孔定位銷與底鋼板接觸板平面來確保定子的定位準確,采用銷孔定位比較理想,比較精確,能保證安裝精度。
兩只定位銷不能都做成圓柱銷,如以兩個圓柱銷(孔)做定位時,常會產(chǎn)生過定位現(xiàn)象,即一只銷套上定位孔后,另一只銷很難同時套上,應將另一只銷在聯(lián)心線上的垂直方向上削去兩邊,機組大修的同心度度要求高,泗陽二站大修機組的同心度最大值為20絲,電機的定子中心到水泵的水導軸窩中心距離約為12.5米,定位孔、銷都屬于機械精加工,根據(jù)機械精加工原理,加工件有加工誤差,加工兩圓柱孔及兩孔的中心距有誤差,加工兩圓柱銷有誤差,為保證兩銷同時打入孔中,必須做成一只為圓柱銷,另一只為削邊銷。
如采用鉆一個孔,打一只定位銷,屬欠定位、不完全定位,定子下落后,圍繞單孔定位銷有轉動趨勢,不能定位在原位置。
如采用打三個、四個定位孔(銷)在電機下機架的三、四條支腿底鋼板,屬過定位,易發(fā)生干涉,無法同時準確裝入三只、四只定位銷。
所以,必須采用雙孔一面定位方法。
具體辦法:
(1)機組同心度調(diào)整合格后,用磁鉆在定子下機架支腿底鋼板與鋼筋混凝土基礎梁鋼板聯(lián)接部適當位置對邊鉆兩φ16mm圓柱孔,試裝兩定位銷(一只為φ16mm圓柱銷,另一只為φ16mm削邊銷);
(2)拆卸兩定位銷,拆卸定子下機架地腳螺絲;
(3)吊出電機定子下機架,吊入水泵大軸;
(4)二次吊裝電機定子下機架,在電機定子下機架底腳鋼板與鋼筋混凝土基礎梁鋼板接觸時,把兩根安裝位置相互垂直的定位銷打入,以保證原安裝位置不變,待電機定子下機架下落后,緊固8顆M48地腳螺絲。
泗陽二站機組經(jīng)過幾次大修,機組運行正常,各項技術數(shù)據(jù)合格,實踐證明雙孔一面精確定位方案正確,機組的大修質(zhì)量能夠得到保證。
7.結語
在泗陽二站機組大修過程中,通過在定子下機架底鋼板與基礎梁鋼板適當位置的對邊鉆兩定位孔、裝入兩定位銷,利用鋼筋混凝土基礎梁鋼板支撐面為平面,形成雙孔一面定位的方法,實現(xiàn)定子的二次吊裝的精確定位,確保機組的同心度調(diào)整數(shù)據(jù)不變,保證了機組的安裝質(zhì)量,解決了泗陽二站機組同心度調(diào)整的技術問題,為類似泵站的機組大修時,提供技術參考。