（华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司）
摘要：仿真机组轴线调整装置从设计、加工工艺要求，力求仿真立式半伞混流式水轮发电机机构，从而满足单位对职工进行水轮发电机组轴线调整、轴瓦间隙调整教学培训所需。
关键词：机组轴线调整轴瓦间隙调整主轴轴承设计加工
一、概述
水轮发电机组轴线调整是调整机组主轴线与机组的旋转中心线基本重合的工作，目的是防止机组运转中出现较大的摆度；轴瓦间隙调整是将机组各导轴承的中心均调到主轴的旋转中心线上且使各导轴承同心，使主轴在旋转中不致憋劲，并有利于约束主轴摆度，减轻轴瓦磨损和降低瓦温。它们都是水轮发电机组检修工作核心技术之一，作为检修工作高技术人才就必须熟练掌握和操作应用。轴瓦间隙调整只有在机组检修时，才有机会学习，而机组检修时间一般都很紧，给学习人员实际操作的时间就更少，这样对培养高技术检修人才很不利。特别是机组轴线调整，更是只有转子吊起后，而吊转子这需要等待几年，甚至十多年机组大修时，方有机会，这就更少有时间进行教学培训。有什么设备既能方便培训，又能真实反应机组轴线调整、轴瓦间隙调整基本原理和检修工作实用技能，而仿真机组轴线调整装置就是实现以上目的的设备装置。
二、装置设计
装置是仿真立式半伞混流式水轮发电机，设有电机轴、机架、上导轴瓦、方孔、盘车环、下导轴承、水导轴承、上导轴承、连接轴、走台、推力轴承、中间推力轴、下导轴承瓦、下水轮机轴、水导轴承瓦和肋板等。设置了盘车环，可以用一个人的力量轻松旋转主轴，方便人员盘车；推力轴承的数量为八块，靠下部轴承支架上的调节螺栓调整，以将负荷均匀分配在所有推力瓦上；各轴承瓦分为4块，可以用楔子板调整瓦的间隙；整体便于安装、调整、检查和拆卸，结构如图1。
图1
1、电机轴，2、机架，3、上导轴瓦，4、方孔，5、盘车环，6、下导轴承，7、水导轴承，8、上导轴承，9、连接轴，10、走台，11、推力轴承，12、中间推力轴，13、下导轴承瓦，14、下水轮机轴，15、水导轴承瓦，16、肋板。
1、装置技术参数
①装置总高2300mm；
②机架总高2005m；
③最大外行1300mm；
④上导轴直径110mm；
⑤推力轴直径220mm；
⑥水导轴直径220mm；
⑦镜板最大直径500mm。
2、主轴设计
（1）机组模型主轴分成三段轴，用法兰连接的结构，上下轴连接采用法兰连接，连接采用螺栓连接，中间装有专门调偏轴线用的调整螺栓（如图2），上下轴连接后有定位止口，以防法兰移动。
（2）主轴直径为220mm，连接法兰直径为310mm。
（3）主轴为中空结构，连接形式为外法兰拼焊结构；推力盘兼做镜板，采用沉头螺栓固定在推力轴上，所有材料采用0Cr18Ni9不锈钢材料焊接而成。
（4）两个连接法兰之间的连接，采用不锈钢的螺栓、螺母。
3、导轴承及轴承支架设计
（1）各导轴承采用调节楔子板调整导瓦轴承的间隙（如图2），轴瓦数量为4块，由轴承支架、导轴瓦等部件组成，轴承支架为钢板焊接结构，轴瓦为锻钢浇注巴氏合金。
图2
（2）为了便于导轴瓦的安装、调整、检查和拆卸；轴承支架采用钢板焊接的结构，轴承支架采用结构大小一致。
（3）整个机器模型分为上导轴瓦、下导轴瓦和水导轴瓦。材料为45锻钢，轴瓦表面浇有高性能的轴承用巴氏合金，并牢固地附在瓦基上。轴瓦具有互换性。
4、推力轴承设计
推力轴承能承受下导轴承支架及机组模型主轴及其附件的重量，采用弹性支柱螺丝支撑结构（如图3）。推力瓦共8块，材料为45锻钢，轴瓦表面浇有高性能的轴承用巴氏合金，并牢固地附在瓦基上。
图3
5、镜板设计
镜板尺寸为直径500mm，厚度50mm，镜板材料与轴采用一样的材料0Cr18Ni9不锈钢，镜板具有足够的强度与刚度，镜板镜面无任何缺陷。
6、各基础支座、支撑架设计
各机架结构采用钢板焊接而成，有足够的刚度和强度。上下机架有止口定位，底部有调节螺栓可调节机架水平。
三、加工工艺要求
1、加工标准
所有部件按国家标准规定的要求精确制造。零件可互换、便于修理。设备的生产过程进行严格的质量控制，确保质量。所有部件包括特殊设计或制造的部件按ISO工艺标准精确制造。螺栓、螺母等紧固件应符合ISO、GB的规定。
2、主轴加工要求
（1）主轴进行全部精加工，内外表面在最后一道机械加工时进行同心，同心度不大于0.05mm。主轴外径整体研磨抛光，以适合人可以接近的位置用于监测主轴的摆度及导轴瓦间隙的调整。
（2）主轴的径向跳动量和各法兰平面的同轴度、平行度在机床上加工时进行检查，精度不大于0.05mm。
（3）主轴与镜板的加工时，要保证主轴与镜板底面的垂直度在0.02mm以内，镜板的不平行度控制在0.02mm/m以内。
3、镜板加工要求
镜板的硬度和表面加工符合以下要求：
镜板硬度平均值：≥200HB
镜板硬度差值：≤30HB
镜面粗糙度：≤0.8μm
镜板与推力头结合面粗糙度：≤1.6μm
内外圆粗糙度：≤3.2μm
镜板平面不平度：≤0.02mm
两平面不平行度：≤0.03mm。
4、其它加工要求
部件在焊接和热处理后，应进行表面机械加工或处理，以达到规定的要求；需要消除内应力的部件，在部件已消除应力后进行机械加工。
主轴各轴瓦表面按美国国家标准协会ANSI标准B46.1“表面组织”定义的表面粗糙度Ra，不超过下列的数值：
表面粗糙度
四、总结
仿真机组轴线调整装置自从制作完成后，经历集团公司、公司多次教育培训、竞赛使用，从学员、选手反响评价，本装置完全适合用于职工教育培训、专业竞赛设备，学生教学工具，并获得国家专利。目前国家正大力推动职工技能培训工作，如在生产设备上进行教学，不仅投资大，培训时间也不允许，培训效果难达到预期，特别是大型设备更难满足。但仿真设备不仅能满足单位职工技能培训，而且培训场地不需太大，培训可以反复实施，能达到职工技能培训效果，投资也小，值得推广应用。
参考文献：
[1]美国国家标准协会的《ANSI46.1-1995表面特征（表面粗糙度、波纹度和扭转度）》
作者简介：
1965年11月27日生，1987年7月毕业于云南工学院，高级工程师，从事水轮发电机组检修工作三十年。参加了六十多台次机组检修、管理工作，编写三十多台机组检修方案，安全技术措施及组织措施，编写了二十多台机组试验大纲，参与编写了《中国华能集团公司水力发电厂金属结构监督技术标准》。先后主持、参与了漫湾电站冲砂底孔充压式水封、表孔弧门启闭机、机组调速器和景洪电站发电机定子铁芯、水轮机等重大设备技改工作，还进行了其它数十项设备技术改造工作，并于1998年获得云南省电力工业局科学技术进步二等奖，2002年云南省电力集团有限公司专业技术带头人后备人选，现为华能澜沧江水电股份有限公司检修分公司技术带头人。