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作者：張毅

桐子林水電站1號機(jī)發(fā)電機(jī)由東方電機(jī)廠制造，轉(zhuǎn)子主要由轉(zhuǎn)子中心體、支臂、磁軛、磁極、引線及附件組成。磁軛由3mm厚的高強(qiáng)度沖片在現(xiàn)場疊裝而成，并用磁軛鍵、扭矩鍵和加強(qiáng)鍵進(jìn)行固定。磁軛總高度為1710mm，用磁極鍵將90個磁極固定在磁軛的外側(cè)。轉(zhuǎn)子磁軛裝配重量為343.76t，磁軛絕對半徑為7399mm（熱打鍵后）。

    磁軛疊裝是一項工期較長且較復(fù)雜的工藝，也是轉(zhuǎn)子組裝中的關(guān)鍵工序。國內(nèi)關(guān)于轉(zhuǎn)子磁軛疊裝的施工方案報道較少，本文較詳細(xì)地介紹了轉(zhuǎn)子磁軛施工步驟以及需要特別注意的事項。首先簡要介紹磁軛組裝的主要工序，如圖1所示。

1  磁軛疊裝前準(zhǔn)備

    磁軛疊裝前需要進(jìn)行以下幾方面工作。首先將到貨的磁軛沖片進(jìn)行打毛刺、分類，清除沖片表面油污、銹跡等，并用干凈抹布將沖片表面清擦干凈進(jìn)行稱重，按0.3kg等級分類堆放。然后抽檢各重量等級磁軛沖片各部位厚度，每種重量等級的沖片抽檢數(shù)量不得少于10張，每張不得少于12個點，統(tǒng)計各類沖片數(shù)量，并做好記錄。檢查轉(zhuǎn)子中心體上法蘭面水平應(yīng)不大于0.02mm/m；檢查各掛鉤處高程并做好記錄。全面清理轉(zhuǎn)子磁軛疊裝所需的專用工具，清洗磁軛鍵、扭矩鍵、加強(qiáng)鍵、圓柱銷等，檢查其表面應(yīng)無毛刺、高點。

1.1測圓架安裝

    測圓架安裝前，檢查轉(zhuǎn)子中心體水平度，并清理轉(zhuǎn)子上法蘭面及止口面。以轉(zhuǎn)子中心體下法蘭面止口內(nèi)鏜口為基準(zhǔn)，調(diào)整轉(zhuǎn)子測圓架中心柱的中心。調(diào)整轉(zhuǎn)子測圓架與轉(zhuǎn)子中心體下法蘭面止口內(nèi)圓的同心度（用吊鋼琴線的方法）。把框式水平儀放置測臂上旋轉(zhuǎn)8個方向位置，檢查中心柱測圓架中心柱的垂直度情況，偏差小于0.02mm/m。

    測圓架中心及垂直度合格后，把緊把合螺栓，并復(fù)測中心及垂直度。調(diào)整測圓架其他項指標(biāo)符合要求后，用測圓架復(fù)查立筋的圓度情況。

1.2下磁軛壓板安裝

    待轉(zhuǎn)子水平調(diào)整并固定好后，清掃、檢測所有掛鉤的高程及相對高程差（相對高差不大于2.0mm），吊裝下壓板就位，進(jìn)行調(diào)整下壓板時應(yīng)符合下列要求：

    (1)現(xiàn)場配刨鋼板(55 mmx60 mmx160 mm)，確保下磁軛壓板的安裝高程和水平，如圖2所示。

    (2)以轉(zhuǎn)子支架為基準(zhǔn)，調(diào)整下磁軛壓板中心，使其對稱二支臂處的中心偏差不大于0.3mm。

    (3)考慮在焊接下壓板過程中的收縮量，對焊縫應(yīng)進(jìn)行預(yù)留約2mm間隙。

    (4)用支墩和調(diào)整螺栓固定調(diào)整下壓板徑向水平，其偏差不大于0.5mm/m；周向波浪度不大于2.0mm。

    (5)在布置支墩時，應(yīng)充分考慮不會影響到磁軛螺桿及螺帽的施工。

    (6)用洗好的磁軛片檢查下壓板螺孔位置，不合格的需進(jìn)行打磨處理，直到全部合格。

    (7)所有檢測數(shù)據(jù)均調(diào)整好后，將支墩、基礎(chǔ)板等進(jìn)行點焊固定。

    在對下磁軛壓板進(jìn)行焊接時應(yīng)注意以下問題。清理焊縫兩側(cè)50mm范圍內(nèi)，應(yīng)無油污、油漆、鐵銹等雜物，焊縫坡口應(yīng)露出金屬光澤；每合縫處設(shè)2塊加強(qiáng)板，共15條焊縫；對組裝間隙大于3mm的焊縫，采用鑲邊堆焊，并采用多層多道分段退步焊；采用3或5名焊工進(jìn)行同時、同步、對稱焊接；每道焊層焊接完成后，應(yīng)用風(fēng)鏟錘擊焊縫表面，以盡量消除焊接應(yīng)力；下磁軛壓板焊接工作在磁軛最終壓緊完成之后進(jìn)行。

2磁軛片疊裝

2.1磁軛片疊裝準(zhǔn)備

    測量下磁軛壓板水平并檢查下磁軛壓板與配刨鋼板、掛鉤間隙，壓板與配刨鋼板、掛鉤間應(yīng)無間隙，局部間隙應(yīng)不大于0.5mm，合格后，將磁軛壓板與立筋兩側(cè)點焊固定，并用Φ20 mm圓鋼將磁軛壓板與基礎(chǔ)固定。利用角尺檢查磁軛沖片，使其與立筋鍵槽中心線與劃好的立筋中心線周向分布偏差均勻，要求調(diào)整兩中心線偏差的最大值可調(diào)整量在1mm以內(nèi)。

    按轉(zhuǎn)子磁軛疊片預(yù)壓工具圖，安裝并固定磁軛導(dǎo)向鍵，調(diào)整導(dǎo)向鍵中心線與磁軛鍵槽中心線偏心量不大于1mm，導(dǎo)向鍵應(yīng)緊貼磁軛鍵槽，如圖3所示。檢查轉(zhuǎn)子上法蘭水平和轉(zhuǎn)子測圓架測量精度，滿足測量精度要求。

2.2磁軛片疊裝要求

    疊片過程采用特殊的方式，利用磁軛片本身形成通風(fēng)槽道。設(shè)計為3張沖片為一層，每層間相錯一個磁極間距，沖片每疊三層再反向旋轉(zhuǎn)堆疊三層，依此類推，如圖4所示。先疊至約100mm高，并進(jìn)行如下檢查、調(diào)整：

    (1)對磁軛片進(jìn)行充分整形校正。

(2)檢查磁軛絕對半徑7398±0.5mm。

    (3)檢查校核磁軛底部的波浪度在2mm以內(nèi)，磁極鍵槽周向傾斜控制在0.5mm以內(nèi)。

2.3磁軛沖片分段疊裝與預(yù)壓

    待上述檢查調(diào)整合格后，繼續(xù)疊片至約570mm高度，并進(jìn)行第一次預(yù)壓緊。使用液壓拉伸器分三次拉伸螺桿，第一次拉伸長度為設(shè)計值的50%(1.3mm)，第二次拉伸長度為設(shè)計值的75%(1.95mm)，第三次拉伸長度為設(shè)計值的100%( 2.6mm)。測量計算磁軛的絕對半徑和圓度在0.7mm以內(nèi)、同心度在O.lmm以內(nèi)。檢查拉緊螺桿伸長值為2.6士0.3mm;計算第一段壓緊的疊壓系數(shù)應(yīng)不小于0.99;用Φ16mm圓鋼對磁軛內(nèi)外沿圓周方向進(jìn)行臨時上下固定。

    根據(jù)磁軛片疊裝堆積表，繼續(xù)疊裝至約1140mm高度，疊片過程中應(yīng)注意以下事項。

    (1)在疊片的過程中應(yīng)根據(jù)第一次預(yù)壓時的檢查結(jié)果在合適的位置加入調(diào)整片，使磁軛的徑向高差和波浪度符合要求。

    (2)復(fù)查轉(zhuǎn)子中心體下法蘭水平以及測圓架中心、水平等數(shù)據(jù)。

    (3)檢查調(diào)整磁軛的圓度小于0.7mm，計算磁軛相對于轉(zhuǎn)子中心的同心度小于0.1mm。

    (4)檢查并利用支撐調(diào)整磁軛底部的波浪度小于2mm，磁極鍵槽周向傾斜小于0.5mm。

    符合要求后進(jìn)行第二次預(yù)壓，同第一次預(yù)壓方法進(jìn)行第二次預(yù)壓緊，并檢查各項數(shù)據(jù)符合要求，并拆除預(yù)壓工具。

    繼續(xù)疊裝至約1710mm高度，在疊片的過程中應(yīng)根據(jù)第二次預(yù)壓時的檢查結(jié)果在合適的位置加入調(diào)整片，使磁軛的徑向高差和波浪度符合要求；根據(jù)前兩次預(yù)壓情況，確定最終磁軛疊裝高度，并進(jìn)行最終壓緊。

2.4上磁軛壓板焊接

    最終壓緊檢查驗收合格后，再進(jìn)行上磁軛壓板的焊接，焊接時應(yīng)注意以下幾點：磁軛壓板為單“V”型焊縫，共15條；焊接時應(yīng)選3或5名焊工同時、對稱施焊；采用分層分段退步焊法；焊接過程中應(yīng)及時采用風(fēng)鏟對焊縫進(jìn)行錘擊，消除部分焊接應(yīng)力；焊接完成后，檢查焊縫外觀質(zhì)量并進(jìn)行MT探傷監(jiān)測。安裝并打緊磁軛加強(qiáng)鍵，割除其超出磁軛壓板的部分，將其與磁軛焊接在一起。

2.5磁軛冷打鍵安裝

    磁軛冷打鍵安裝前的準(zhǔn)備工作及要求：拆除磁軛導(dǎo)向鍵，將鋼板與轉(zhuǎn)子支架焊接；根據(jù)圖紙要求安裝磁軛鍵并焊接擋塊；磁軛主鍵伸出副鍵的長度應(yīng)滿足磁軛冷打鍵和熱打鍵的要求并留有適當(dāng)?shù)挠嗔浚�并要保證磁軛熱打鍵后的磁軛主鍵小頭必須伸出磁軛下沿；在磁軛鍵的摩擦面上涂抹一層二硫化鉬以減少摩擦力；用大錘對磁軛鍵進(jìn)行冷態(tài)打緊，打緊過程中注意要繼續(xù)調(diào)整磁軛圓度以及同心度。

2.6磁軛熱打鍵安裝

    對于分布半徑很大同時具有巨大質(zhì)量的轉(zhuǎn)子磁軛，在隨主軸旋轉(zhuǎn)時會受到強(qiáng)大的向心力，這種向心力會使得磁軛發(fā)生變形，從而使磁軛與轉(zhuǎn)臂發(fā)生分離，發(fā)生安全事故。為了保證發(fā)電機(jī)在正常運行狀態(tài)下磁軛與轉(zhuǎn)臂之間有一定的壓緊量，需要在轉(zhuǎn)子裝配過程中預(yù)先給磁軛一定預(yù)緊力。熱打鍵是在冷打鍵的基礎(chǔ)上進(jìn)行，通過加熱磁軛使之膨脹，在熱狀態(tài)下打入，

依靠這種預(yù)緊量，抵消轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)中的變形，設(shè)計的磁軛熱打鍵單邊緊量為2.5mm。

    熱打鍵的準(zhǔn)備及要求：首先測量轉(zhuǎn)子支架與磁軛鍵槽之間間隙并記錄；在磁軛外圍用石棉布包裹，并圍上阻燃篷布防風(fēng)保溫；裝好電加熱裝置（廠家提供）并把電纜接頭包扎絕緣；磁軛沿圓周及上下端的內(nèi)外徑側(cè)均布地裝上水銀溫度計（測值量在150°C以上）做好安全保護(hù)措施，對加熱現(xiàn)場進(jìn)行隔離。

    當(dāng)磁軛膨脹量滿足熱打要求時，對稱打緊磁軛鍵至標(biāo)記位置，并進(jìn)行保溫，使其自然冷卻。轉(zhuǎn)子磁軛冷卻到常溫后，檢查磁軛拉緊螺桿的壓緊值和伸長值，如果合格點焊所有磁軛壓緊螺桿螺母。

    根據(jù)磁軛裝配圖，割去磁軛鍵多余部分并將其與支架搭焊牢固；焊接上、下磁軛壓板，磨平焊縫并焊接導(dǎo)風(fēng)角鋼，轉(zhuǎn)子引線處不焊接導(dǎo)風(fēng)角鋼，如圖5所示。點焊所有磁軛拉緊螺母。

2.7扭矩鍵安裝

    清理、檢查各扭矩鍵配合面，修磨各鍵配合面毛刺等，安裝所有的下扭矩鍵，安裝時主鍵應(yīng)緊貼磁軛，打緊副鍵。安裝搭塊，搭塊應(yīng)靠緊主鍵。檢查搭塊與轉(zhuǎn)子支架之間的間隙應(yīng)不大于0.5mm，如有需要進(jìn)行打磨轉(zhuǎn)子支架處理。

    點焊搭塊與轉(zhuǎn)子支架以及搭塊與扭矩鍵后，先滿焊搭塊與轉(zhuǎn)子支架，然后滿焊搭塊與主鍵。安裝所有的上扭矩鍵，安裝時主鍵應(yīng)緊貼磁軛，打緊副鍵。應(yīng)注意的是每一個上扭矩塊正對應(yīng)一個下扭矩鍵；并安裝搭塊和三角形鋼板，檢查搭塊與轉(zhuǎn)子支架之間的間隙應(yīng)不大于0.5mm。點焊搭塊與三角鋼板，先滿焊搭塊與轉(zhuǎn)子支架，再滿焊搭塊與主鍵，然后滿焊三角鋼板與主鍵，最后滿焊三角鋼板與搭塊。

2.8主要質(zhì)量檢測控制點

    在施工過程中要加強(qiáng)監(jiān)督，確保各項作業(yè)嚴(yán)格按照工藝措施進(jìn)行，以過程控制保證工程質(zhì)量符合要求。主要質(zhì)量檢測控制點如表1所示。

    實踐證明，施工人員在保證安裝質(zhì)量的情況下按時完成安裝任務(wù)，得到業(yè)主和廠家的一致好評。各項數(shù)據(jù)達(dá)到要求，說明轉(zhuǎn)子磁軛疊片工藝成功可靠，為大型軸流式水輪機(jī)組轉(zhuǎn)子疊片安裝提供了寶貴的經(jīng)驗。

3結(jié)語

安裝單位人員必須認(rèn)真研究磁軛結(jié)構(gòu)、加工工藝、材質(zhì)，應(yīng)該根據(jù)不同的情況，采用不同的工藝，絕不能公式化。磁軛鍵的垂直、傾斜和輪臂間的弦長是裝配磁軛鍵的基礎(chǔ)，要加以控制。在磁軛熱打鍵工序要有嚴(yán)格的溫控措施，防止溫度變化過快導(dǎo)致轉(zhuǎn)子中心體發(fā)生變形。磁軛疊裝的質(zhì)量在很大程度上影響著轉(zhuǎn)子的運行安全。

4[摘要]  桐子林水電站發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子磁軛為整體結(jié)構(gòu)，磁軛分為三次疊裝并預(yù)壓兩次。磁軛采用磁軛鍵，扭矩鍵和加強(qiáng)鍵進(jìn)行固定。疊片時不設(shè)臨時疊片螺桿，直接安裝永久定位螺桿。疊片過程采用特殊的方式，利用磁軛片本身形成通風(fēng)溝。在磁軛熱打鍵工序過程中，要嚴(yán)格控制溫度變化，防止轉(zhuǎn)子中心體發(fā)生形變。這里詳細(xì)介紹了桐子林水電站轉(zhuǎn)子磁軛裝配的施工工藝及具體的施工步驟，在施工過程中總結(jié)出了一些可行的經(jīng)驗，提高了轉(zhuǎn)子磁軛裝配的質(zhì)量，為機(jī)組的安全運行提供了質(zhì)量保障。