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第一章 水轮发电机组安装与
检修的基础知识
第一节 水轮发电机组安装与检修的特点和基本要求
水轮发电机组,通常是指水轮机和发电机连接成的整体。依水电行业的划分,单机容
量
以下的称小型机组;单机
万
及以上的称大型机组;而容量
至
万
的则称中型机组。但对制造行业说来,水轮发电机组是大型甚至巨型的设备。其零
部件形状很复杂,尺寸大、重量重,而且相当多的部件由混凝土结构来支撑和固定,这与
其它行业的设备有很大不同。水轮发电机组的安装、检修也就不同于其它行业,有其特殊
的程序和方法而且都是复杂的综合性工程,有更重要的作用,也有更严格的要求。
(一)水轮发电机组安装、检修的重要性
人们普遍认为机组的安装是水电站建设期间的核心工程;而机组的维护、检修是水电
站运行管理的关键工作。这样的认识是由于以下几点。
安装工程在很大程度上决定机组的整体质量
由于水轮发电机组的零部件尺寸大、重量重,而且不少部件靠混凝土结构支撑及固定,
制造厂在厂内是无法完成机组总装配的。甚至一些零部件也只能分瓣制造,要运到现场后
才组合成整体。因此,水轮发电机组总是在现场边安装、边组合的,安装工程也就包括了
很多制造厂未能完成的工作,例如:
由混凝土结构支撑的部件(称为埋设件),必须在现场定位及调整。
)零部件之间的组合和连接要在安装过程中进行,包括对组合面的加工、修整、相
互间定位及定位销孔的加工,以及必要的组合焊接等工作。
部件之间,水轮机与发电机之间位置的测量和调整要在安装过程中进行。
)机组轴线的检查、调整;各轴承的组装,间隙调整等重要工作只能在安装工程后
期进行。
从安装工程包括的这些工作内容就不难看出:制造厂可以也应该保证零部件的制造质
量,还应该为安装工程作好必要的技术准备。但是,最终决定机组整体质量的是安装过程,
安装不良的机组是不可能达到设计要求的。
安装质量直接影响机组的运行性能
水轮发电机组投产以后,除了应达到设计的流量、出力等工作参数以外,还必须保证
运行的稳定性、可靠性和长期性。而这些运行性能的好坏,除受机组的选型、设计、制造
等影响外,更在很大程度上取决于机组的安装质量。
运行的稳定性
许的范围内。
运行的可靠性
要求机组在运行过程中转速平稳,各部分的振动、摆动要在允
要求机组在正常使用的条件下能长期地连续运行,在规定的考
核期内不发生或少发生故障或事故。
运行的长期性
要求机组达到应有的使用年限。就我国目前的情况,要求机组
每
年大修一次,有效寿命
年(小型机组
年,大型机组
年)。
这些运行性能的好坏,在很大程度上受机组安装及检修质量的影响。不难想像,如果
水轮机转轮四周的止漏环间隙不均匀;发电机的气隙一边大一边小;立式机组的轴线不是
铅垂直线,而是一条倾斜的折线;轴承松动或者轴瓦间隙不正确等等,都势必破坏机组的
运行性能。上述的各种问题都必然使机组在运行中发生不应有的振动、摆动;主要零部件
将承受额外的周期性交变力的作用,从而加快磨损甚至造成破坏。机组运行不稳定,故障
或事故就在所难免,使用寿命也就必然缩短。
检修质量直接影响机组性能和效益
水轮发电机组一但投入运行,就应该长期、连续地发电生产,尽可能满足电网和用户
对电力、电量和供电质量的要求。但机组总会发生气蚀、泥沙磨损、机械磨损、绝缘老化
等等损坏,其工作参数会逐渐下降,运行性能也会不断变差。搞好机组的日常维护,合理
安排检修并保证检修质量,就可以尽量延长机组的正常运行,不断地恢复甚至改善其工作
参数。机组以至整个电站就能取得最大的社会效益和经济效益。
(二)水轮发电机组安装与检修的特点
与其它行业情况相比,水轮发电机组的安装、检修更为复杂和特殊,有它自己的一整
套程序和方法,已经发展成了一个专门的知识领域。其基本的特点有以下几方面。
起重和运输工作非常重要
由于水轮发电机组的零部件尺寸大、重量重、安装的空间和装配的间隙又很小,因而
在安装及检修过程中,零部件的起吊和运输就显得特别重要。专业的安装队和不少水电站
都配有专门的起重工人,甚至设有起重的专职技术人员。重视起重工作,确保设备及人员
的安全是机组安装、检修工程的首要问题。
安装与检修是综合性的、复杂而要求很高的工程
设备安装与土建施工交叉进行。水轮机的尾水管里衬、座环,蜗壳等部件,发电
机的定子、下机架等都是由混凝土结构支撑和固定的。安装时由下而上逐件进行,每装好
一件就要浇注混凝土,设备安装总是与土建施工交叉进行的。
)多工序、多工种协调配合。水轮发电机组的安装远不是简单的摆平、放正,包括
了对零部件的组合、检查;零部件之间的连接;以及各种高精度的测量和调整工作。机组
的安装、检修需要钳工、焊工、管道工等很多工种,而且必须严密组织,协调配合才能保
证质量。
有非常严格的质量要求。水轮发电机组安装、检修的质量要求非常严格,不仅零
部件的形状、尺寸必须符合要求,它们的中心位置、高程,以致水平度、垂直度等的误差
也必须在允许范围内。零部件的表面质量,尤其是某些组合面还有很高的结合质量要求。至
于机组的整体轴线,更必须达到非常高的质量精度。例如:立式机组水轮机座环的顶平面,
发电机定子的顶平面都必须安装成水平位置,水平度误差不超过每米直径
;对悬式
机组说来,水轮机导轴颈远离推力轴承,轴线检查时它的摆动(双摆幅)却不允许超过
。这样高的精度要求,对尺寸和重量都很大的水轮发电机组,其难度远远超过其
它行业的设备安装。为此,水轮发电机组的安装、检修已形成了一整套特有的测量项目、仪
器、工具和方法,而且国家有专门的技术规范和统一的技术标准。
不同类型的机组有不同的安装程序
水轮机有不同的类型,发电机也有不同的结构形式,因而机组的安装工程会有不同的
程序,甚至某些安装、调整的方法也随机组情况而变化。例如:立式机组与卧式机组不同;
立式机组中悬式结构与伞式结构不同;卧式机组的安装还会因轴承座个数不同而有明显的
区别。而混流式水轮机,轴流式水轮机,水斗式水轮机的安装又会有不同的程序和方法。
机组的安装与检修还有很强的理论性
水轮发电机组的安装、检修,是个复杂的工艺过程,必须在一定的理论知识指导下进
行才能保证质量。
)安装、检修中的高精度测量。机组在安装、检修过程中,要测定环形部件的中心
位置;检查内、外圆柱面的不圆度、同轴度;测定并调整平面的水平度、垂直度等。在被
测部件尺寸很大的情况下,要保证达到高精度,就不得不用一些特殊的工具、仪器,以及
相应的检测方法。
安装、检修中的调整及试验工作。机组在安装、检修过程中,要进行不少困难而
要求又很高的调整或试验工作。如检查并调整机组的轴线;决定并调整导轴瓦的间隙;在
必要时进行转动部分的静平衡甚至动平衡试验等。
总之,水轮发电机组的安装、检修,不同于其它行业的情况,已经发展成了一门既有
理论又有实践的、综合性很强的专门学科。随着水电事业的发展和科学技术的进步,机组
安装、检修中的新工艺、新材料、新技术还在不断出现,这门学科也就在不断地发展和丰
富着。
(三)对水轮发电机组安装与检修的基本要求
正由于水轮发电机组的安装、检修是复杂的综合性工程,又必须在保证质量的前提下
尽量缩短工期,减少人力、物力的消耗,还要为电站今后的运行管理准备条件。就一般情
况而言,应该满足以下的基本要求:
)科学合理的计划安排。机组的安装、检修都应该有科学而周密的计划,对所需要
的设备、材料、人员、经费等作出计划,更要对各工序、各工种的实施和衔接作出安排。这
些计划、安排必须合理,既要保证质量和进度,又要留有余地。在日程安排上如果能运用
线性规划的方法,则往往可以取得更好的效果。
严格质量检查,确保高质量。机组安装的每道工序,机组检修的基本项目,其质
量要求在国家技术规范中都有规定,实际施工时必须严格按规范进行。首先由施工人员自
查,填好安装(或检修)记录;再由技术监理人员检查、验收,填写质量检验记录。只有
严格按规范进行质量检查与控制,才能保证安装、检修达到高质量。
作好各种记录,建好机组技术档案。机组安装或检修的全过程都应作好有关的文
字记录以及数字资料,以便为机组建立一套完整的技术档案,这对于电站的运行管理是非
常重要的。需要的记录如:
零部件到货时的检查、验收记录。
有关缺陷及处理的记录。
主要工序的安装记录。
质量检验记录。
轴线检查、调整,以及轴瓦间隙调整记录。
机组起动试运行,以及各种试验检查记录。
)认真作好工程总结。工程结束后的技术总结十分重要,应当给予充分重视。通过
总结既可以回顾工程的全貌,更可以找出实际的经验和教训来,为今后的工作打下坚实的
基础。不善于总结经验和教训的人是不可能迅速提高的。
第二节 水电站常用的起重机具
起重机具,包括起重机和吊索、吊具,还包括临时使用的葫芦、千斤顶等。除了少数
重要吊具,如发电机转子吊具由制造厂提供外,其余部分通常都是选用的标准产品,本节
将就此作一些简单介绍。另外,在起吊重要部件如发电机转子之前,起吊机具都必须通过
试验检查,试验应按国家有关的技术规范进行。
(一)水电站常用的桥式起重机
水电站的主厂房都装有桥式起重机,它们因用桁架或钢梁横跨主厂房成为桥形而得名。
桥式起重机可在轨道上沿厂房长度方向移动,其行走部分称为“大车”。它的起重部分还可
以在桥形结构上沿厂房的横方向移动,这常称为“小车”。再加上起重部分使重物的上升、
下降,这就形成了三个方向的空间运动体系。
桥式起重机按结构不同,动力不同又可分为不同类型,水电站中常用的有:电动桥式
起重机,电动双梁或电动单梁起重机,以及手动双梁或手动单梁起重机。
电动桥式起重机
大中型水电站常用电动桥式起重机如图
所示。它有两根横跨主厂房的大梁,再加上
图
电动桥式起重机
钢桁架构成桥形结构。其小车成平台形,在主梁的上方行走。起重部分常为不同起重量的
卷扣机,具有主、副两个挂钩,主钩起重量大但升降缓慢,副钩起重量小而运行速度快。电
动桥式起重机的起重量范围很大,运行平稳,但结构比较复杂,自身的尺寸和重量都较大。
电动桥式起重机常在大车梁旁边设控制室,人在上面操作控制。
电动双梁或电动单梁起重机
电动单梁(双梁)起重机如图
图
所示,这是简化后的桥式起重机,经常在中小型电站
电动单梁起重机
见到。它用两根或者一根工字梁横跨主厂房,其大车的形式与桥式起重机类似,但起重部分
多为电动葫芦,吊在主梁的下翼沿上,而小车也就相应得以简化。电动双梁或电动单梁起
重机只有一个挂钩,但升降的速度可以分档变化。而操作控制常为吊牌式的按钮开关,人
在地面上操作。电动双梁的起重量较大,电动单梁的起重量较小,由于结构比桥式起重机
简单,因而尺寸和自重较小,造价也降低不少,但运行的稳定性不如桥式起重机。
手动双梁或手动单梁起重机
这是由人力驱动的起重机,大车、小车靠人拉链条驱动,起重则靠手动葫芦。对机组
容量很小,台数又不多的水电站,它简单而实用。手动单梁的起重量一般不超过
,而手
动双梁的起重量通常也在
以下。
(二)手动葫芦和千斤顶
手动葫芦和千斤顶,结构简单,尺寸不大而且安装、使用灵活,是水电站常用的辅助
性起重工具。在机组安装、检修过程中常用于零部件的临时性起吊、支撑或者位置调整。
手动葫芦
手动葫芦如图
所示,其型号、参数见表
。起重的高度一般有
等不同
规格,特殊定货还可使起重高度达到
。使用手动葫芦通常应注意以下问题:
实际起重量不得超过额定起重量。
)实际起吊高度不得超过规定的起吊高度。
)挂钩与吊钩应在同一直线上。
千斤顶
千斤顶有螺旋式和油压式两大类,螺旋千斤顶如图
所示,其型号、参数见表
。它
靠人力转动螺母,造成螺杆升降来工作,其底座是圆形的。油压千斤顶用人力动作一个柱
塞泵,产生高压油来顶升活塞,从而实现对重物的升降。油压千斤顶的型号、参数见表
,其底座是方形的。
手动葫芦型号、参数
表
图
一挂钩;一起重链;一吊钩;
手拉链;一传动箱
表
图
螺旋千斤顶型号、参数
套筒;顶块;
铜螺母;
铜套
手动葫芦
螺旋千斤顶
伞形齿轮;
底座;一轴承;一主架;
棘轮;
一摇柄;
螺杆;
表
油压千斤顶型号、参数
千斤顶的选择应考虑起重量和顶升高度这两方面都符合要求,实际使用时还必须注意
底座的支撑要平稳、牢固。
(三)钢丝绳及其附件
起重工作离不开各种索具,而使用最广泛的是大大小小的钢丝绳,以及与之配套的绳
卡、卸扣等附件。索具及附件选用不当,就会在起重过程中引起严重事故,因此必须充分
重视它们的正确选择和使用。
钢丝绳
水电站普遍采用的是
型钢丝绳,它由
股或
股钢丝束绞合而成,每股有
根或
根细钢丝,其断面如图
所示。股数多,每股根数多的钢丝绳绞合更紧密,使用起来相对
柔和。常见钢丝绳的规格及最大拉力见表
图
钢丝;
钢丝绳
绳股;一绳心
图
卡座;
绳卡
形螺钉
表
中所列的最大拉力,是整条新钢丝绳所能承受的极限拉力,实际使用时的荷载必
须远小于这个数值。为了确保安全,钢丝绳的实际荷载取为表中最大拉力的
为安
全系数,起吊一般物品可取
;起吊重要部件时则取
另外,钢丝绳应当正确地使用和保管,如不得用钢丝绳打结;不能让钢丝绳发生成锐
角的曲折;应当避免钢丝绳变扁或断钢丝;应注意清洗和上保护性油脂等。
表
绳卡
常用钢线绳
绳卡如图
所示,由卡座、形螺钉和螺母组成,是把两根钢丝绳夹在一起的附件。
绳卡的规格和尺寸见表
,它必须按钢丝绳的直径选择,并与之配套使用。将钢丝绳绕成
绳卷时,应该用两个绳卡来固定,绳卡之间的间距不得小于钢丝绳直径的
倍。如果用绳
卡使两段钢丝绳连成整条,则通常用
倍。
个绳卡来固定,相互间隔仍应大于钢丝绳直径的
表
卸扣
绳卡规格、尺寸
卸扣俗称
形环,如图
所示,卸扣是一种便于装、拆的连接件,用于钢丝绳与被
吊工件吊耳的连接。与绳卡一样,卸扣也要与钢丝绳配套使用,细钢丝绳若连大的卸扣会
不稳定;粗钢丝绳连小的卸扣则会不安全。卸扣的规格及尺寸见表
。除绳卡和卸扣以外,
机组安装、检修中还会用到吊耳、吊头以及吊梁
等,而这些吊具往往由制造厂配套供给,应按厂
家的规定使用。
(四)起重机具的试验检查
新安装的桥式起重机必须通过试验检查才
允许投入运行;而原有的桥式起重机,在每次起
吊重要部件如发电机转子之前,也必须进行试
验检查。这种试验包括对吊索、吊具的检查,而
且分为静荷试验和动荷试验两部分来进行。
静荷试验
图
一本体;
卸扣
横销
静荷试验的目的是检查桥式起重机等的强
度、刚度是否足够,换句话说就是起重机具要能承受住试验荷重。这里的试验荷重,是按
规定重量配置的水泥块、铁块等。
表
用额定起重量的
卸扣规格、尺寸(
作试验荷重。使小车停在大梁的中间位置,缓慢吊起试验荷
载并保持
检查桥式起重机以及吊索、吊具的各个部分,应该没有明显的异常现象。
放下试验荷载,将小车开到大梁端部,检查大梁的实际“上拱度”
大梁在设计和
制造时,总是使它成中间偏高的弧形,大梁中点高于两端的高度即为其“上拱度”。
这样反复三次,所测得的大梁实际上拱度的平均值,不得小于大梁跨度的
用额定起重量作试验荷重。小车停在大梁中点,缓慢吊起试验荷重,检查大梁中
点因受力而下沉的高度
这称为大梁的“挠度”。
实测的大梁挠度不得大于其跨度的
动荷试验
动荷试验的目的在于检查起重机具能否正常运行。试验时用额定起重量的
作试
验荷重,按工作速度吊起、下落,同时检查大车、小车在负重情况下的行走及停止。
起吊、下落都应平稳,起重部分的制动器应工作稳定、可靠。
大车、小车的行走应平稳,速度均匀,不得发生明显的冲击和跳跃。刹车机构的
工作应正确、可靠。
控制系统及相关的电气线路应工作正常,操作灵活、可靠。
第三节 零部件组合的基本工艺
零件就是组成机械设备的最小单元,是不可再拆卸的独立体;而部件是指机械设备中
具有一定功能作用的部分,部件通常由若干个零件组合而成。水轮机、发电机都是由成百
上千个零件构成的,但所划分的部件则只有几个或十几个。机组的安装工作,就是要把这
些零件组合成部件,安放到它应有的位置上,并且正确地连接起来,从而形成一台完整的
水轮发电机组。零部件之间的组合和连接就成了机组安装的重要内容,其中还可能包括某
些大型零件或部件本身的拼合工作。
零部件之间的组合和连接,可能有各种不同的形式,但从最基本的相互关系看,不外
相对运动与相对静止这两大类。以下就水轮发电机组中常见的情况作一些简单介绍。
相对运动的组合关系
滚动配合。电动机、水泵等小型设备常用滚动轴承,轴承的滚动体与内、外卷之
间就是相对滚动的配合关系。不过,滚动轴承的尺寸及运动精度等,都是由制造厂规定和
保证的,安装或检修时只进行必要的清洗、检查、润滑,而且往往是整体装、拆的,其工
艺过程相对简单,这里就不多叙述了。
滑动配合。水轮发电机组的轴承,除极少数以外都是滑动轴承,一种是圆柱面的
导轴承,一种是平面的推力轴承,其中轴领和镜板转动,而导轴瓦和推力轴瓦不转动,构
成了相互滑动的配合关系。另外,导叶轴与轴套之间,控制环与顶盖之间也是滑动配合,不
过滑移的范围小,速度低。
相对静止的组合关系
螺栓连接。用各种螺栓把两个甚至多个零件连在一起,组成可以拆卸但又相对固
定的组合关系,这是广泛采用的连接形式。在水轮发电机组中,除了一般性的连接以外,主
轴与水轮机转轮之间,水轮机轴与发电机轴之间的螺栓连接,是最重要的、要求很高的螺
栓连接。
过盈配合。轴比孔大的配合称为过盈配合,当用强力挤入或者加热后套入的方法
把轴与孔装配起来后,它们之间就会密切接触而紧紧地连在一起。过盈量较大的配合将使
轴与孔固定成一体,今后不再拆卸,如发电机主轴与轮壳之间就是这种连接。过盈量较小
的配合是可拆卸的,但它能使轴与孔同心,而且连接比较紧密,推力头与主轴之间的配合
就是个典型代表。
焊接。电孤焊是常用的一种固定连接方式,也是一般不再拆卸的连接。水轮机金
属蜗壳的拼节和挂装;尾水管里衬与基础环或者转轮室之间的连接,就正是重要的焊接
实例。
铆接。在两个零件的同一位置钻孔,穿入铆钉并将钉头打变形,从而使两者固定
在一起的方式就是铆接。就水轮发电机组而言,铆接只用于一些次要的地方,而且应用已
越来越少。
以上的这些组合形式,各有其特点和要求,实施的工艺过程也各不相同,本节将介绍
其基本工艺。
(一)滑动配合面的研磨和刮削
水轮发电机组的轴承,绝大多数是用透平油润滑的滑动轴承。为了使轴瓦耐磨,都在
钢的瓦体上浇铸一层巴氏合金来制成工作面。分块瓦式的导轴承,由四周均匀分布的六块、
八块或更多的轴瓦围成圆柱面,包围轴领并承受径向力,以而使机组轴线稳定。筒式导轴
承则只有两块半圆形的轴瓦。推力轴瓦一般是分块的,由八块或更多的轴瓦围成一个圆环
形的平面,面对推力头及镜板,在轴线方向固定主轴并承受轴向力。
实际运行时,轴瓦与轴领或镜板并不直接接触,要在中间形成一层油膜,靠油膜润滑
并传递压力,这即是液力摩擦的形式。液力摩擦对滑动的工作面有很严格的要求,不仅形
状、尺寸要正确,而且表面质量要高,还得相互密切配合。这些质量要求单靠机床加工是
无法满足的,必须在安装过程中用人工的方法修整,这就是对轴领和镜板进行研磨,对轴
瓦进行刮削。
研、刮的目的
)修整摩擦面,改善结合质量。机床加工出来的平面、内圆柱面、外圆柱面,都不
可避免的存在问题,如形状和尺寸有误差,表面留有加工痕迹因而光洁度(粗燥度)不够,
更不可能相互密切配合。对镜板或轴领研磨,对轴瓦刮削,首先就是为了修整制造误差,提
高其表面质量;更要改善它们之间的结合情况,使两者的工作面互相吻合,接触面积达到
轴瓦总面积的
,而且使接触点均匀分布,如达到每平方厘米
个点。
刮削在轴瓦表面留下凹坑,有利于形成油膜。刮,是人工用刀具去修整的过程。对
轴瓦的刮削,一方面造成适当的进油边,使透平油能顺利进入;另方面又在轴瓦表面留下
大量凹坑,这种宽而浅的凹坑有利于形成并保持油膜。
提高耐磨性,延长轴瓦的使用寿命。研磨使轴领或镜板的工作面更平整、更光洁;
刮削使轴瓦表层的巴氏合金发生塑性变形,不仅更好地与轴领、镜板配合,而且表面硬度
有所提高。这些都大大提高了轴瓦的耐磨性,可以明显地延长其使用寿命。
目前,除某些大型机组采用不需刮削的氟塑料推力瓦以外,巴氏合金轴瓦都要经过
研刮。
镜板的研磨
研磨,就是用工业毛毡、法兰呢等软材料,加上研磨剂后在工件表面来回摩擦的加工
过程。研磨剂中细小但硬度很高的磨料晶粒,会在混乱无序的相对运动中对工件表面进行
切削。研磨的切削量非常小,但是足以纠正机床加工留下的表面不平整等细小误差,更能
大大提高表面的光洁度,直到形成不同程度的“镜面”。
大中型机组的镜板常用研磨机研磨,如图
所示。将推力轴承座放成水平位置,在互
成
角的三方安装抗重螺栓,装入推力
轴瓦或者临时性垫块。把镜板吊放到这三
个支点上,并使工作面向上,调整其水平
度到误差不大于
两根长条形的研磨用平台,以工业毛毡或
法兰呢包裹起来作为研磨条,对称地放在
镜板表面并与转臂连接。当电动机带动转
臂旋转时,研磨条即对镜板进行研磨。
但实际研磨应注意以下几点:
图
研磨机
研磨前须对镜板进行检查和必要
一电动机;一轴;一转臂;一研磨条;一镜板;
的修整。工作表面如果有局部伤痕、锈蚀
一推力瓦或临时垫块;一抗重螺栓;
螺栓支柱
等缺陷,应该先用天然油石修磨。
)研磨前用无水酒精或甲苯仔细清洗镜板,并以绸布擦干,再加上适量的研磨剂。
研磨剂通常用煤油、猪油和粒度
的氧化铬粉末,按适当比例调合而成,必
要时还需用细绢布过滤。由于氧化铬成绿色,这种研磨剂俗称“绿膏”,可以在专业商店购
得。研磨剂的用量和稠度视具体情况决定,一般是先多后少,先稠后稀。
研磨条在镜板表面的运动应该包括两个方面;既要随转臂绕中心旋转(公转),又
要以连接螺栓为中心自身旋转(自转)。这才能保证混乱无序的研磨,不形成方向固定的磨
痕。研磨条的运动还必须缓慢而平稳,一般公转的转速控制为
)研磨到最后,镜板工作表面应平整、光滑,没有肉眼可见的缺陷。表面应成略为
发暗的镜面
表面粗糙度
以下(光洁度
及以上)。
中小型机组的镜板往往用人工研磨,其原理、方法和最终要求都与上述相同。但人工
研磨应特别注意以下问题:
事先准备研刮用的工作平台。工作平台的大小和高度视需要而定,但必须牢固,
稳定。
将镜板工作面向上地放在工作平台上,支撑成水平状态,水平度误差以不大于
为宜。
研磨工具可用毛毡包裹工业平板,或者用毛毡包裹推力瓦。研磨剂的配制和使用
与前述相同。
)用人力推动磨具进行研磨,但只能在水平方向用力,不允许向下按压。磨具的公
转应顺时针方向
顺将来的转动方向;在公转的同时自转,而自转最好顺、反时针交替
进行。以保证整个工作面均匀研磨,而且磨痕的方向混乱,最后形成符合要求的镜面。
轴领的研磨
轴领的工作面是一段外圆柱面,通常都用人工研磨,先准备一块宽度适当的长条形工
业毛毡,两端可钻孔并穿上细麻绳以便于拉动。将毛毡包在轴领上,加适量研磨剂后来回
拉动,就可以对轴领进行研磨,如图
所示。操作中应注意:
毛毡条所包裹的轴领,其中心角应尽可能大,一般为
均匀甚至使轴领失圆。
,否则研磨容易不
拉动毛毡条时用力要均匀,同时要不
断地围绕轴线旋转,保证轴领的整个工作面都
得到均匀一致的研磨。
)研磨前应仔细检查,清洗轴领,如果
有局部的缺陷,可事先用油石修磨。
研磨到最后,轴领的工作面应平整、
光滑,表面粗粗度
上)。
推力轴瓦的刮削
以下(光洁度
以
刮削,就是人为用刀具在巴氏合金表面进
图
轴领研磨
行修刮的过程。以推力瓦的刮削为例,为了使推力瓦的工作表面成为平面并与镜板密切贴
合,先让推力瓦在标准平面或镜板上研磨,显示出已经接触的区域或点来,再由人工用刀
具削去这些相对高的地方。这样逐次研磨和刮削,最终实现推力瓦的工作表面能有
与镜板接触,而且接触点均匀分布,每平方厘米范围内有
个接触点。
刀具。推力瓦的刮削使用平面刮刀。平面刮刀又分为平板刮刀和弹簧刮刀两大类,
图
)平板刮刀;
平面刮刀
弹簧刮刀
如图
所示。平钣刮刀宽而短,可以用废的机用锯条磨削而成,主要用于大面积的初步刮
削。在操作手法上,平钣刮刀多为向后用力的“刨削”方式。弹簧刮刀是长条形的,刀口
宽
,厚
,可以是直头的,也可以是弯头的。一般用碳素工具钢或弹
簧钢锻打而成,是刮削接触点的主要刀具。粗刮的刀具宽而厚,精刮时刀具窄而薄。在操
作手法上,粗刮时可以向前平推,成“铲削”的方式;精刮时则多用“挑花”方式,先使
刀口向下,再向前、向上挑起,在巴氏合金表面留下一个弧形凹坑。
)推力瓦的刮削程序。推力瓦的刮削,通常分为刮进油边、粗刮、细刮、精刮、排
花及中心区刮低这几个阶段来进行。
刮进油边,是在顺机组旋转方向的进油一侧,在推力瓦表面造成一个契形油槽以便透
平油流入。进油边的宽度,深度应符合制造厂要求,一般情况如图
所示。刮进油边常
用刨或铲的手法,但必须使它成为倒圆的斜坡,而且表面应光滑、平整。
粗刮,粗刮时目的是扩大推力瓦与镜板的接触面积。粗刮的常用工业平板或镜板的背
面作标准,在推力瓦上研磨出已接触的痕迹,再用较宽的刮刀将其普遍铲掉,刀痕宽而深,
而且可以连片铲削。
细刮,细刮的目的是增加接触点数目而且使
之均匀分布。细刮要用较窄的刮刀,沿一定方向把
已接触的点刮掉。细刮必须反复研磨和刮削,每次
刮削的方向互错
左右,这样可使刀痕排列有
序,也便于观察已有的接触点。
图
推力轴瓦的进油边(单位:
精刮,精刮的作用与细刮相近,但重点在修刮
已有接触点中的大点、亮点,使接触点更均匀一
致。精刮阶段要用镜板与推力瓦研磨,以达到实际运行中的良好配合。细刮则仍以粗刮时
的办法研磨。在刮削的手法上,细刮和精刮多采用挑花的方式。
排花,当推力瓦是用铲削方式刮削而成时,最后应按一定方向和方法使刀花排列整齐。
刀花即刮削的刀痕,排花的情况如图
图
所示,由操作者的习惯而定。排花使刀花整齐而
刀花及其排列
有序,有利于油膜的形成和保持,还便于今后观察轴瓦的磨损情况。如果细刮和精刮是用挑
花手法进行的,刀花已经有序排列,就不需再排花了。
中心区刮低,由支柱和抗重螺栓支撑的推力瓦,由于螺栓的球形头只在一点上与托盘
接触,推力瓦受力后必然变形,如图
所示。为了使推力瓦的表面在受力后仍维持平面,
就必须事先把中心区域刮得略为偏低。在精刮的最后或排花阶段,对推力瓦表面的中心区
域
图
占瓦面积
所示。
的范围,多刮两遍,就可使该区域比四周低
,如
这里还必须指出:刮削轴瓦首先要准确显示已有的接触点。为此,在每次研磨轴瓦以
前,都应当用无水酒精或甲苯清洗瓦面和研磨对象,并以绸布擦干。
导轴瓦的刮削
刀具。导轴瓦的工作表面是内圆柱面,对它的修刮应该用刃口在侧边的刀具,如
三角刮刀、勺形刮刀或柳叶形刮刀。只有当轴瓦内径很大、曲率
较小时,才允许使用平面刮刀。
导轴瓦的研磨。导轴瓦的修刮仍然是逐次研磨、逐次
刮削的过程,但研磨是在轴领上进行的。由于轴领的工作段总
在一段外圆柱面的中间,而且在轴线方向没有明确的标志。对
导轴瓦的研磨又只能在工作段上,顺着转动方向来进行。这就
图
推力瓦的变形
必须注意研瓦时的位置和方向。图
就是常用的研瓦
方法,事先用软质绳索绕在轴领的非工作段上,用绳的边
沿作为研磨边界,研磨时让瓦块紧靠着它并顺着转动方
向推动。对筒式导轴瓦,则必须将两半瓦组合起来研磨,
两半瓦的结合面上加适当厚度的垫片。用以调整轴瓦
间隙。
分块式导轴瓦的刮削。分块式导轴瓦的刮削程
序,仍可分为刮进油边、粗刮、细刮、精刮及排花这样几
个阶段。刮进油边和粗刮阶段常用铲削手法,而细刮和精
刮多用挑花手法。
导轴瓦的进油边如图
所示,仍应铲成倒圆的斜
图
推力瓦中心区刮低
坡。粗刮以扩大轴瓦与轴领的接触面积为主,刀花宜大而深。细刮应使接触点分散,刀花
宜小而浅。精刮仍以修刮已接触的大点、亮点为主,使接触点细密而分布更均匀。用挑花
手法进行细刮和精刮时,每次刮削的方向要错开
,使刀花排列有序,以后即可不再排花。
分块式导轴瓦,刮削到最后应使
以上的面积与轴领接触,而且接触点均匀分布,每平
方厘米至少有
面积的
个接触点。而未接触的部分应分散,其中任何一块的面积不得大于轴瓦总
图导轴瓦的研磨
一轴领;一导轴瓦;一软绳箍
图
导轴瓦的进油边(单位:
)筒式导轴瓦的刮削。筒式导轴瓦由两半块构成,研磨和刮削都相对困难,应该以
修整圆度和扩大接触面积为主。刮削到最后,应有
以上的面积与轴领接触,接触点仍
应均匀分布,但密度可以比较低,每
平方厘米范围有
个接触点就符合要求。
筒式导轴瓦的刮削,应先修整油沟,再进行瓦面的粗刮、细刮、精刮。油沟是制造厂
设计并加工的,但油沟的边沿需用刮刀修圆,或者在油沟两侧修刮出下凹的契形过渡带,以
利于透平油的流入。
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