CN102829701B - 大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

为解决现有技术没有一种检测工具能在装配过程中对水轮发电机转子磁极外圆各个点的半径随时进行测量的问题，本发明提出一种大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法。本发明大型水轮发电机转子测圆架包括主轴连接机构、配重轴、配重、水平支撑架和测量臂。采用本发明大型水轮发电机转子测圆架对水轮发电机转子的装配进行测量，可随时测量各个磁极的外圆半径，对各个磁极外圆的圆度、同轴度进行检查，保证磁极中心高度与定子中心高度相一致。本发明的有益技术效果是保证了转子装配中磁极外圆的圆度、同轴度和各个磁极的中心高度，为机组的安全运行发挥了重要作用。并且，具有通用性，能满足多种型号规格的水轮发电机转子装配的需要。

Description

大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法

技术领域

本发明涉及到大型水轮发电机转子装配技术，特别涉及到一种大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法。

背景技术

在大型水轮发电机转子运行过程中，转子和定子之间的间隙很小，只有8～40mm，而发电机主轴要带动转子、水机主轴、转轮等一起以每分几百到上千转的速度旋转(一般的机组整个旋转的重量在10吨以上)，如果转子的外圆圆度达不到要求，与定子的间隙就会不均匀，在机组的旋转过程中就会造成很大的振动，影响机组的发电。如果磁极中心高度与定子中心高度不一致也会影响机组的发电；所以，转子外圆的圆度、同轴度和中心高度就显得非常的重要。

通常，大型水轮发电机转子外径的公差要求一般在1mm左右，以保证圆度和同轴度，进而保证与定子的间隙的均匀性，以及磁极中心高度与定子中心高度一致。由于大型水轮发电机转子的体积较大，重量也较大，因此，常常是在水电站现场进行装配。又由于水轮发电机的大小规格各不相同，没有一种检测工具能在装配过程中对水轮发电机转子磁极外圆各个点的半径随时进行测量，从而不断的调整正在安装的磁极，使其圆度、同轴度和中心高度达到技术要求，进而保证与定子间隙的均匀性和与定子中心高度的一致性。

发明内容

为解决现有技术没有一种检测工具能在装配过程中对水轮发电机转子磁极外圆各个点的半径随时进行测量的问题，本发明提出一种大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法。

本发明大型水轮发电机转子测圆架包括主轴连接机构、配重轴、配重、水平支撑架和测量臂，配重轴和水平支撑架对称安装在主轴连接机构两端，测量臂安装在水平支撑架的末端，主轴连接机构包括上定位环、下定位环、上侧向轴承、下侧向轴承、滚动支脚和等高柱，上、下定位环通过竖筋固定连接在一起并套装在转子主轴上，上侧向轴承固定安装在上定位环上，下侧向轴承固定安装在下定位环上，滚动支脚固定安装在下定位环的底部，等高柱设置在下定位环的底部；所述上、下侧向轴承各为6个均匀分布在圆周，所述滚动支脚和等高柱各为6个与侧向轴承对应设置，所述竖筋为12块且均匀分布在圆周。

进一步的，本发明大型水轮发电机转子测圆架在水平支撑架的上方设置有拉绳，下方设置有内支撑和外支撑。

进一步的，本发明大型水轮发电机转子测圆架的侧向轴承包括三角支撑、调节螺栓和轴承，其中，三角支撑固定在定位环上，调节螺栓固定在三角支撑上，轴承固定在调节螺栓前端。

进一步的，本发明大型水轮发电机转子测圆架的滚动支脚包括支撑柱、调节螺栓和轴承，其中，轴承安装在支撑柱的底部，支撑柱通过调节螺栓固定在下定位环上。

进一步的，本发明大型水轮发电机转子测圆架的等高柱顶部设置有调节螺栓。

本发明大型水轮发电机转子测圆架使用方法，采用本发明大型水轮发电机转子测圆架对水轮发电机转子的装配进行测量，包括以下步骤：

S1：通过调节螺栓将侧向轴承收缩到最短位置，同样，将滚动支脚收缩到最短位置；

S2：通过调节螺栓将等高柱调节到所要求的高度，等高柱之间的高度误差应当在0.05mm以内，并将其均匀放置在转子支架轮毂顶面；

S3：将定位环套装在转子主轴并放置在等高柱上，并调整定位环的位置，使定位环各方内侧到主轴外圆的距离相等；

S4：调节各侧向轴承的调节螺栓使前端的轴承与主轴外圆贴紧；如果主轴椭圆度超过0.04mm时，需采用塞尺进行调整，以所有轴承都能在不受挤压的情况下通过最大直径处为准；

S5：调节滚动支脚的高度使其与等高柱的高度相同；

S6：取下等高柱，在转子支架轮毂顶面涂上机油，旋转定位环并用百分表进行检测，要求定位环的回转精度在0.05mm之内，否则，重复执行步骤S4、S5，直到满足要求；

S7：安装配重轴、配重和水平支撑架及拉绳和内、外支撑；安装测量臂，并在测量臂上安装百分表；

S8：在转子磁极装配过程中，使测量臂绕主轴进行旋转，随时测量各个磁极的外圆半径，即主轴外圆到百分表的距离减去百分表的读数再加上主轴的半径就是磁极外圆的半径，从而对各个磁极外圆的圆度、同轴度进行检查；

S9：转子磁极装配完毕后，先测定某一磁极的中心高度，要求偏差在±1.0mm以内，再将百分表对准此磁极的中心，最后旋转测量臂检查各个磁极的中心高度；若检查调整后还是有局部的高点就要用砂轮将其打磨掉，从而保证磁极中心高度与定子中心高度相一致。

本发明大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法的有益技术效果是保证了转子装配中磁极外圆的圆度、同轴度和各个磁极的中心高度，为机组的安全运行发挥了重要作用。并且，具有通用性，能满足多种型号规格的水轮发电机转子装配的需要。

附图说明

附图1为本发明大型水轮发电机转子测圆架的正视结构示意图；

附图2为本发明大型水轮发电机转子测圆架的俯视结构示意图；

附图3为本发明大型水轮发电机转子测圆架主轴连接机构的局部结构示意图；

附图4为本发明大型水轮发电机转子测圆架侧向轴承的局部结构示意图；

附图5为本发明大型水轮发电机转子测圆架滚动支脚和等高柱的局部结构示意图；

附图6为本发明大型水轮发电机转子测圆架使用状态的示意图。

下面结合附图和具体实施例对本发明大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法作进一步的说明。

具体实施方式

附图1为本发明大型水轮发电机转子测圆架的正视结构示意图，附图2为本发明大型水轮发电机转子测圆架的俯视结构示意图，附图3为本发明大型水轮发电机转子测圆架主轴连接机构的局部结构示意图，图中，1为主轴连接机构，2为配重轴，3为配重，4为水平支撑架，5为测量臂，6为发电机转子主轴，101为上定位环，102为下定位环，103为上侧向轴承，104为下侧向轴承，105为滚动支脚，106为等高柱，107为竖筋。由图可知，本发明大型水轮发电机转子测圆架包括主轴连接机构1、配重轴2、配重3、水平支撑架4和测量臂5，配重轴2和水平支撑架4对称安装在主轴连接机构1两端，测量臂5安装在水平支撑架4的末端，主轴连接机构1包括上定位环101、下定位环102、上侧向轴承103、下侧向轴承104、滚动支脚105和等高柱106，上、下定位环(101，102)通过竖筋107固定连接在一起并套装在转子主轴6上，上侧向轴承103固定安装在上定位环101上，下侧向轴承104固定安装在下定位环102上，滚动支脚105固定安装在下定位环102的底部，等高柱106设置在下定位环102的底部；所述上、下侧向轴承(103，104)各为6个均匀分布在圆周，所述滚动支脚105和等高柱106各为6个与侧向轴承(103，104)对应设置，所述竖筋107为12块且均匀分布在圆周。本发明大型水轮发电机转子测圆架采用主轴连接机构将水平支撑架和测量臂安装在发电机转子主轴上并配以配重使其保持平衡，保证测量臂能够围绕着发电机转子主轴旋转，对转子磁极的装配进行监测。由附图1还可知，本发明大型水轮发电机转子测圆架在水平支撑架4的上方设置有拉绳401，下方设置有内支撑402和外支撑403，不仅保证了水平支撑架始终处于水平位置，还保证了水平支撑架与主轴连接机构和测量臂的垂直度。

附图4为本发明大型水轮发电机转子测圆架侧向轴承的局部结构示意图，图中，1031为三角支撑，1032为调节螺栓，1033为轴承。由图可知，本发明大型水轮发电机转子测圆架的侧向轴承包括三角支撑1031、调节螺栓1032和轴承1033，其中，三角支撑1031固定在定位环(101，102)上，调节螺栓1032固定在三角支撑1031上，轴承1033固定在调节螺栓1032前端。本发明大型水轮发电机转子测圆架的侧向轴承主要用于将定位环活动固定在发电机主轴上，并保证定位环能够围绕发电机主轴平稳的旋转。本发明测圆架的定位环为二个，且采用竖筋连接在一起，而侧向轴承也为二组，分别固定连接在上、下定位环上，每组侧向轴承为6个且均匀的分布在圆周上。这样的设计充分保证了定位环能够精密、稳固的活动固定在发电机主轴上，并能稳固、平稳的旋转。需要特别说明的是本发明测圆架的侧向轴承采用调节螺栓固定连接，使得每一个侧向轴承相对于定位环圆心均可调节，不仅能够准确的调节定位环与发电机主轴的同轴度，还能够适应不同直径尺寸的发电机主轴，使得本发明大型水轮发电机转子测圆架能够满足不同型号规格的水轮发电机转子装配的需要。

附图5为本发明大型水轮发电机转子测圆架滚动支脚和等高柱的局部结构示意图，图中，1051为轴承，1052为支撑柱，1053为调节螺栓，106为等高柱，1062为调节螺栓。由图可知，本发明大型水轮发电机转子测圆架的滚动支脚包括支撑柱1052、调节螺栓1053和轴承1051，其中，轴承1051安装在支撑柱1052的底部，支撑柱1052通过调节螺栓1053固定在下定位环102上。为进一步提高主轴连接机构旋转的平稳性和稳固性，保证水平支撑架始终以水平的位置旋转，本发明测圆架在下定位环的底部专门设置了滚动支脚，并与侧向轴承对应设置。滚动支脚起到了有效的支撑作用，使得定位环不会因为承受较大的扭矩而产生倾斜，从而保证了水平支撑架始终以水平的位置旋转。从附图5还可知，本发明大型水轮发电机转子测圆架的等高柱106顶部设置有调节螺栓1062。需要特别说明是不论是等高柱顶部设置的调节螺栓，还是采用调节螺栓将滚动支脚固定在下定位环上，都是为了使等高柱和滚动支脚的高度能够调节，使其能够适应不同直径尺寸的发电机主轴，使得本发明大型水轮发电机转子测圆架能够满足不同型号规格的水轮发电机转子装配的需要。

附图6为本发明大型水轮发电机转子测圆架使用状态的示意图。结合附图6可知，本发明大型水轮发电机转子测圆架使用方法，采用本发明大型水轮发电机转子测圆架对水轮发电机转子装配进行测量，包括以下步骤：

S1：通过调节螺栓将侧向轴承收缩到最短位置，同样，将滚动支脚收缩到最短位置；

S2：通过调节螺栓将等高柱调节到所要求的高度，等高柱之间的高度误差应当在0.05mm以内，并将其均匀放置在转子支架轮毂顶面；

S3：将定位环套装在转子主轴并放置在等高柱上，并调整定位环的位置，使定位环各方内侧到主轴外圆的距离相等；

S4：调节各侧向轴承的调节螺栓使前端的轴承与主轴外圆贴紧；如果主轴椭圆度超过0.04mm时，需采用塞尺进行调整，以所有轴承都能在不受挤压的情况下通过最大直径处为准；

S5：调节滚动支脚的高度使其与等高柱的高度相同；

S6：取下等高柱，在转子支架轮毂顶面涂上机油，旋转定位环并用百分表进行检测，要求定位环的回转精度在0.05mm之内，否则，重复执行步骤S4、S5，直到满足要求；

S7：安装配重轴、配重和水平支撑架及拉绳和内、外支撑；安装测量臂，并在测量臂上安装百分表；

S8：在转子磁极装配过程中，使测量臂绕主轴进行旋转，随时测量各个磁极的外圆半径，即主轴外圆到百分表的距离减去百分表的读数再加上主轴的半径就是磁极外圆的半径，从而对各个磁极外圆的圆度、同轴度进行检查；

S9：转子磁极装配完毕后，先测定某一磁极的中心高度，要求偏差在±1.0mm以内，再将百分表对准此磁极的中心，最后旋转测量臂检查各个磁极的中心高度；若检查调整后还是有局部的高点就要用砂轮将其打磨掉，从而保证磁极中心高度与定子中心高度相一致。

显然，本发明大型水轮发电机转子测圆架及其使用方法的有益技术效果是保证了转子装配中磁极外圆的圆度、同轴度和各个磁极的中心高度，为机组的安全运行发挥了重要作用。并且，具有通用性，能满足多种型号规格的水轮发电机转子装配的需要。

Claims (6)

1.一种大型水轮发电机转子测圆架，其特征在于：该测圆架包括主轴连接机构、配重轴、配重、水平支撑架和测量臂，配重轴和水平支撑架对称安装在主轴连接机构两端，测量臂安装在水平支撑架的末端，主轴连接机构包括上定位环、下定位环、上侧向轴承、下侧向轴承、滚动支脚和等高柱，上、下定位环通过竖筋固定连接在一起并套装在转子主轴上，上侧向轴承固定安装在上定位环上，下侧向轴承固定安装在下定位环上，滚动支脚固定安装在下定位环的底部，等高柱设置在下定位环的底部；所述上、下侧向轴承各为6个均匀分布在圆周，所述滚动支脚和等高柱各为6个与侧向轴承对应设置，所述竖筋为12块且均匀分布在圆周。

2.根据权利要求1所述大型水轮发电机转子测圆架，其特征在于：在水平支撑架的上方设置有拉绳，下方设置有内支撑和外支撑。

3.根据权利要求1所述大型水轮发电机转子测圆架，其特征在于：侧向轴承包括三角支撑、调节螺栓和轴承，其中，三角支撑固定在定位环上，调节螺栓固定在三角支撑上，轴承固定在调节螺栓前端。

4.根据权利要求1所述大型水轮发电机转子测圆架，其特征在于：滚动支脚包括支撑柱、调节螺栓和轴承，其中，轴承安装在支撑柱的底部，支撑柱通过调节螺栓固定在下定位环上。

5.根据权利要求1所述大型水轮发电机转子测圆架，其特征在于：等高柱顶部设置有调节螺栓。

6.一种大型水轮发电机转子测圆架使用方法，其特征在于：采用权利要求1所述大型水轮发电机转子测圆架对水轮发电机转子的装配进行测量，包括以下步骤：

S1：通过调节螺栓将侧向轴承收缩到最短位置，同样，将滚动支脚收缩到最短位置；

S2：通过调节螺栓将等高柱调节到所要求的高度，等高柱之间的高度误差应当在0.05mm以内，并将其均匀放置在转子支架轮毂顶面；

S3：将定位环套装在转子主轴并放置在等高柱上，并调整定位环的位置，使定位环各方内侧到主轴外圆的距离相等；

S4：调节各侧向轴承的调节螺栓使前端的轴承与主轴外圆贴紧；如果主轴椭圆度超过0.04mm时，需采用塞尺进行调整，以所有轴承都能在不受挤压的情况下通过最大直径处为准；

S5：调节滚动支脚的高度使其与等高柱的高度相同；

S6：取下等高柱，在转子支架轮毂顶面涂上机油，旋转定位环并用百分表进行检测，要求定位环的回转精度在0.05mm之内，否则，重复执行步骤S4、S5，直到满足要求；

S7：安装配重轴、配重和水平支撑架及拉绳和内、外支撑；安装测量臂，并在测量臂上安装百分表；

S8：在转子磁极装配过程中，使测量臂绕主轴进行旋转，随时测量各个磁极的外圆半径，即主轴外圆到百分表的距离减去百分表的读数再加上主轴的半径就是磁极外圆的半径，从而对各个磁极外圆的圆度、同轴度进行检查；

S9：转子磁极装配完毕后，先测定某一磁极的中心高度，要求偏差在±1.0mm以内，再将百分表对准此磁极的中心，最后旋转测量臂检查各个磁极的中心高度；若检查调整后还是有局部的高点就要用砂轮将其打磨掉，从而保证磁极中心高度与定子中心高度相一致。