亓文海

（山東省調(diào)水工程運行維護中心棘洪灘泵站,山東 青島 250199）

大型立式水泵機組的安裝一般以導(dǎo)葉體的水導(dǎo)軸窩作為基準件,用求心器和內(nèi)徑千分尺來測定通過該基準的中心鉛垂線,然后以該鉛垂線為標準來調(diào)整已就位待調(diào)整的其他各固定部件的中心。因此,水導(dǎo)肘窩法蘭面的測量調(diào)整是機組安裝的重要環(huán)節(jié)。

導(dǎo)葉體的水導(dǎo)軸窩安裝必須先確定高程,機組的高程均以水泵葉輪中心高程為基準,水泵葉輪中心高程決定于立式水泵的氣蝕余量,也就是水泵葉輪中心的淹沒深度,要保證水泵機組最低淹沒深度能正常抽水運行。規(guī)范規(guī)定葉輪中心安裝高程的標準,允許偏低于設(shè)計高程1～3mm,因此我們從基礎(chǔ)墊鐵開始就要嚴格控制安裝高程,基礎(chǔ)墊鐵的表面高程也要偏低2～3mm左右,而且一般圖紙?zhí)峁┑母叱讨挥腥~輪中心高程,其它部位的高程都要以葉輪中心位置為基礎(chǔ),其他部件的實際高程均要以實物的實際尺寸來推算到相應(yīng)位置的高程,各臺機組均不完全一樣,因各部件的實際尺寸只要不大于規(guī)定的公差范圍就合格,所以與設(shè)計圖紙尺寸有一定的誤差。裝配后的累計誤差就會比較大,因此各臺機組的基礎(chǔ)板的安裝高程就不一樣,所以契形墊鐵的預(yù)埋高程也就不一樣[1]。

要保證葉輪中心安裝高程在規(guī)定的范圍內(nèi),必須對機組各部位的零部件進行實際測量,有些部件還必須進行預(yù)裝后進行測量。定好安裝高程后,開始安裝基礎(chǔ),吊裝導(dǎo)葉體以下部件,測量調(diào)整導(dǎo)葉體水導(dǎo)軸窩的中心和水平。

1 調(diào)整水導(dǎo)軸窩的中心位置

1.1 首先在主機層,找出土建施工測放在地面上的縱橫中心線[2,3]。

1.2 用釣魚線在電機坑上方按地面的縱橫中心拉上十字中心線,并在機坑上架起腳手架及腳手板,注意不能與十字中心線相碰。

1.3 在導(dǎo)葉體水導(dǎo)軸窩法蘭處也用釣魚線拉起十字縱橫中心線。

1.4 在電機坑十字中心線上方搭起鋼管十字架,而后按X-X',y-y′四個方向,用四只重錘球吊線至水導(dǎo)軸窩的十字線上,錘尖距十字線高度約5mm 左右,上部吊線靠緊電機坑的十字線。檢查軸窩處的錘球下的十字線,判斷軸窩中心位置偏移量,而后在水泵基礎(chǔ)耳側(cè)面與水泵層的隔墻墩之間量好尺寸,加工管道千斤頂以及水泵基礎(chǔ)墩與導(dǎo)葉體外殼之間的距離,也加工管道千斤頂。水泵基礎(chǔ)墩每側(cè)架設(shè)兩只管道千斤頂,導(dǎo)葉體外殼與基礎(chǔ)墩之間每側(cè)各架設(shè)一只管道千斤頂,而后用管道千斤頂來位移泵體,使主機層的中心線與水導(dǎo)軸窩法蘭上的中心線基本重合,其誤差最大不超過1mm 左右,中心調(diào)整到位后,將6 只管道千斤頂均頂緊,不讓泵體位移。（管道千斤頂就是用112 ″的鋼管一頭焊一只M24～M30 的螺母,而后旋上螺栓,用調(diào)整螺栓的長短來位移泵體）[4]。

2 測量調(diào)整中間接管法蘭面的安裝高程

2.1 首先找出隔墩墻上的標準葉輪中心高程點,而后向上量至中間接管法蘭面的計算安裝高程,并做好記號點。

2.2 用軟管水平尺水泡一端與記號點重合,另一端靠在中間接管的法蘭上,看水泡是否高于中間接管法蘭面1～3mm,并測量四個方位進行比較,做好記錄。若是水泡高于法蘭面,證明法蘭面安裝高程偏低,若是水泡偏低于法蘭面,證明法蘭面的安裝高程偏高于標準高程,在調(diào)整水導(dǎo)法蘭面的水平時,高程偏低時,調(diào)整水平時只升不降,若水平偏高時只降不升,如高程在規(guī)范范圍內(nèi),調(diào)整水平時升降各半,就可以保持高程變化不大。

3 測量調(diào)整下水導(dǎo)軸窩法蘭面的水平

3.1 首先按軸窩的法蘭中心點直徑加工一只小型固定水平梁供安裝可調(diào)水平梁及合像水平儀。

3.2 安裝合像水平儀時,可調(diào)旋鈕應(yīng)與可調(diào)水平梁的單獨旋鈕保持一致,并用相色帶將水平儀牢固的固定在可調(diào)水平梁上,固定水平梁的三只地腳螺栓應(yīng)用螺母緊固,螺栓頭部應(yīng)磨尖頭[5],其三只螺栓的高度基本一致。

3.3 在軸窩法蘭面上按照中心線的位置選好X-X',y-y′測點,一般稱為東、西、南、北四個方位,法蘭面上要用細砂紙打磨干凈。

3.4 首先將水平儀架設(shè)在南- 北方位,以向南方向調(diào)整合像水平儀上的旋鈕,使大數(shù)窗口的讀數(shù)指針調(diào)整在5 字上,旋鈕讀數(shù)在0 位上,而后調(diào)整可調(diào)水平梁上的旋鈕,使水平儀的窗口中的兩半圓形水泡重合（水平位置）,而后將固定水平梁旋轉(zhuǎn)180°。調(diào)整合像水平儀上的旋鈕,使水平儀的兩半圓形水泡重合,再讀出大窗口的讀數(shù)加旋鈕的讀數(shù),若是大窗口的讀數(shù)大于5,為正數(shù),說明北偏高,若是小于5 為負數(shù),北偏低,旋鈕的讀數(shù)如果是正數(shù),旋鈕的讀數(shù)多少就是多少,若是負數(shù),旋鈕讀數(shù)應(yīng)倒讀,例如大窗口為6～7 之間,旋鈕的讀數(shù)為80,這時最大水平數(shù)為1.8mm/M,若是大數(shù)在2～3 之間,旋鈕的讀數(shù)在75上,而實際最大讀數(shù)是-2.25mm/M。測量時,記錄的方式如圖1所示。

圖1 記錄的方式

南北方向測量后再測東西向,也可直接測量,將固定水平梁轉(zhuǎn)到旋鈕對準東方位置,并將水平儀大數(shù)調(diào)至5,小數(shù)調(diào)至0位,調(diào)整可調(diào)水平梁,使水平儀水泡重合水平,再旋轉(zhuǎn)固定梁,使旋鈕對準西位置,調(diào)水平儀,讀出最大值,大數(shù)在7～8 之間,小數(shù)在32 上,其誤差為+2.32mm/M,從以上測量的數(shù)字來判斷,泵體應(yīng)為西南方位偏高,東北方位偏低[6]。

3.5 用計算的方法來求出最大傾斜值以及傾斜點的方位：

由計算得到最大偏差角為南偏西46°左右,最大偏差值為3.25mm

如果用圖解法（圖2）：南北方位直角為2.25,東西為2.32,偏差角約45°。

圖2 圖解法

不管是計算法還是圖解法,其誤差最大傾斜量及偏差角均為一致,所以在45 方位直接用水平儀測量出泵體的最大傾斜量。

具體操作如下,首先按照45°方位架設(shè)水平梁,其水平儀旋鈕向西南方向,并將水平儀大數(shù)調(diào)至5,小數(shù)調(diào)至0,然后調(diào)可調(diào)水平梁,使水平儀的水泡重合在水平位置。而后在西南方位降楔形可調(diào)墊鐵或是在東北方位升楔形可調(diào)墊鐵（一般高程要求偏低,所以以升為主,在升調(diào)墊鐵時,也調(diào)整水平儀的旋鈕,始終保持水平儀的氣泡重合,直至調(diào)到水平儀讀數(shù)為-1.62mm為止。而后再重新復(fù)測東西向和南北向的水平度,這時軸窩法蘭的水平度應(yīng)接近水平位置,如果東西向以或南北向的水平度大于0.04mm/M,再微調(diào)一兩次水導(dǎo)軸窩的水平就符合規(guī)范要求了。

3.7 當(dāng)水平調(diào)整好后還必須復(fù)測中心及高程,要中心位置不大于2mm,安裝高程偏低于0～3mm,水平偏差不大于0.04mm/M,整個調(diào)整過程算是初步合格?？梢杂秒姾笇⒌啬_螺栓與砼的露筋焊接,并用φ20 的鋼筋將水泵兩側(cè)支撐的管道千斤頂焊接牢固,并與地面焊牢,防止千斤頂?shù)袈洹Ｍㄖ两ㄊ┕挝涣⒛捕陧?二期砼要求采用膨脹砼,或是采用水泥灌漿料,灌漿料不需要用振倒器振倒,而且強度較高。

待二期砼澆好養(yǎng)護7～10 天后,拆模以后再復(fù)測一次高程中心水平,并通過監(jiān)理驗收,其驗收表如下,驗收時,支撐管道千斤頂均已拆除。

4 測量調(diào)整上水導(dǎo)軸承窩的垂直同心度

立式水泵機組的垂直同心度都是以下水導(dǎo)軸窩的上止口為基準的,而下水導(dǎo)軸窩分上下兩道止口,也有垂直同心度,但是規(guī)范規(guī)定下水導(dǎo)軸窩法蘭的水平標準是≤0.04mm/m,如果合格就不再測量下止口的垂直同心度了。我們也多次實踐測量,水導(dǎo)軸窩法蘭的水平合格時,再測它的垂直同心度也一定能合格,所以下水導(dǎo)的兩止口就不需要再測垂直同心度了。上水導(dǎo)軸窩垂直同心度的測量步驟和方法如下：

4.1 首先在主機層電機坑的上方架設(shè)測同心的專用支架,支架下方墊絕緣橡膠墊,保證專用支架與地面絕緣,搭好腳手板供工作人員調(diào)整求心器,并在專用支架上裝好求心器。

4.2 在葉輪上法蘭上放上專用機油桶,而后將求心器的鋼琴線上吊一重物放至油桶處,并與專用重錘聯(lián)接好,收緊鋼琴線,使重錘懸掛在機油桶內(nèi),為防止風(fēng)吹鋼琴線晃動影響測量準確性,重錘應(yīng)全部浸沒在汽輪機油里。

4.3 接好電池、耳機等電氣回路線,回路導(dǎo)線的兩端分別連接專用支架和被測金屬部件。

4.4 以水泵下水導(dǎo)軸窩的上止口為準,從東西南北四個方位分別用鋼直尺量鋼琴線至止口的距離,通過移動鋼琴線調(diào)整到四個方位距離相同。

4.5 在求心器的東西南北向各架設(shè)一只百分表,百分表的指針垂直對準求心器兩個方向的活動板。

4.6 用內(nèi)徑千分尺電氣回路法測量調(diào)整下水導(dǎo)軸窩上止口的鋼琴線的中心位置,測量方法是：操作人員戴上耳機,用內(nèi)徑千分尺一頭緊靠在上水導(dǎo)軸窩的上止口,另一頭（活動尺頭）對準鋼琴線上下左右晃動,并慢慢調(diào)整尺頭的長度,當(dāng)內(nèi)徑千分尺測頭剛碰到鋼琴線時,電氣回路就接通,耳機里就會發(fā)出喀喀聲響,當(dāng)發(fā)出聲響時,千分尺調(diào)小0.01 毫米就不響。再恢復(fù)到原來的測量數(shù),耳機就發(fā)出輕微的喀喀聲,這時,內(nèi)徑千分尺的讀數(shù)就是要測量的讀數(shù),用同樣的方法測出東西南北四個數(shù)值,并進行比較,調(diào)整鋼琴線的位置,直至四個數(shù)值相等,鋼琴線居中。測量記錄如圖3。

圖3 測量記錄圖

一般上水導(dǎo)軸窩的不同心度會出現(xiàn)兩種情況,而且這兩種情況會同時出現(xiàn)。第一種情況是傾斜,第二種情況是偏移,其原因是多方面的。因為60°彎管的法蘭面與中間接管的法蘭面聯(lián)接時是靠法蘭止口來固定聯(lián)接的,法蘭的公母止口有一定的間隙,安裝時可能偏到一邊,同時法蘭加工面是有一定公差要求的,只要在允許公差范圍內(nèi)就是合格產(chǎn)品,所以運到安裝現(xiàn)場裝配時,各部件的累計誤差可能會變大,超出規(guī)范標準范圍。同時泵體出水彎管的重力、絲桿的拉力也會產(chǎn)生一定的彈性撓度,導(dǎo)致上水導(dǎo)軸窩不同心,所以必須調(diào)整至允許誤差范圍內(nèi)。一般調(diào)整上水導(dǎo)軸窩的垂直同心度應(yīng)先校正60°彎管的傾斜度,而后校正偏移。假設(shè)兩道止口測量的數(shù)值見表1。

表1 假設(shè)兩道止口測量的數(shù)值

從測量記錄中看出東西向傾斜,假設(shè)水泵的出水口是在西方位,從測量的數(shù)值判斷,由于水泵出水管的重力產(chǎn)生的撓度,泵的出水口應(yīng)向上抬高,抬的方法首先是采用收緊出水管拉桿上螺栓來調(diào)整,同時在伸縮節(jié)預(yù)埋管底部用管道千斤頂向上頂,調(diào)整的量通過計算得來,泵體的垂直傾斜的三角形與出水管中心線下沉的三角形為一個相似三角形,兩相似三角形的直角邊之比是相等的,所以由以下公式計算：

a.已知上止口與下止口的垂直距離假設(shè)為650mm。

c.水泵軸窩中心至出水管口的直線距離假設(shè)為4500mm。

d.出水口應(yīng)抬高的數(shù)值為X（絲）

相似三角形公式 L:S=L1：S1

650：60.5=4500：X

由計算得知,水泵出水口處的中心位置應(yīng)抬高419 絲

在出水管端的底部架設(shè)一只百分表,指針頂住出水管的外殼或內(nèi)壁,若指向外殼,抬高時百分表為負值應(yīng)抬-419 絲,若指在內(nèi)壁上,讀數(shù)應(yīng)為正值,收緊吊水泵的拉桿花蘭螺絲,同時在出水管預(yù)埋管的底部,用管道千斤頂向上頂,靠機組的鋼鐵彈性及變形量使出水管抬高419 絲。調(diào)整后再測量對中及上水導(dǎo)的垂直同心度,假設(shè)測得數(shù)值見表2。

表2

在中間接管與60°彎管的聯(lián)接法蘭處先按（東南）、（西北）、（西南）、（東北）這四個方位拆除4 個或8 個聯(lián)接螺栓,分別架設(shè)4 個或8 個錯位器,在東側(cè)和南側(cè)中間接管與60°彎管聯(lián)接法蘭處各架設(shè)一只百分表,支在60°彎管的法蘭面上,百分表的指針垂直于中間接管的法蘭面,監(jiān)視60°彎管位移量。將兩只百分表指針調(diào)到0 位,大數(shù)調(diào)到5 字上（10mm的量程百分表）,而后松開中間接管與60°彎管聯(lián)接的所有的螺絲螺母,并看百分表的變化,用錯位器將百分表調(diào)到原位,而后用錯位器向東南方向移動15 絲,而后再緊固所有的螺絲,拆除錯位器,緊固螺絲并重新測量調(diào)整垂直同心度,垂直同心度的標準為0.08mm(8 絲),調(diào)整好垂直同心度后,在出水管的預(yù)埋管四周用自制的管道千斤頂頂牢,防止?jié)捕陧艜r有位移,并用二期部分的外露鋼筋,用其它短鋼筋與預(yù)埋管搭焊牢固[7]。底座若是鑄鐵件,就不要焊接,只用管道千斤頂頂牢,并用鋼筋將千斤頂焊牢即可,再立模澆二期砼。待砼達到80%以上強度,再重新測量一次垂直同心度,合格后請監(jiān)理驗收,并做好記錄。