摘要：转子是机组转动部分的重要部件，转子组装及安装的质量直接关系到机组在运行过程中的稳定性和可靠性。而副立筋测量、加工及安装是特定设计的转子在组装中重要环节，副立筋是附着在主立筋上的重要部件，本文主要介绍了转子副立筋的测量、加工及安装过程，其中重点介绍测量技术及加工中的缺陷问题。通过后续的工艺改进提高了安装进度和安装精度
关键词：转子；副立筋；测量；加工；安装
老挝位于中南半岛北部，境内80%为山地和高原，全境雨量充沛，发源于中国的湄公河是境内最大河流。根据老挝河流水文特点，老挝境内水电站的建设特点是低水头，大流量，则对应的机组以南欧江流域五级水电站为例，单机容量80MW，发电机转子直径为9686mm，约310T这类大吨位机组类型。南欧江五级水电站发电机转子由圆盘式转子中心体、外环件、磁轭、磁极及相关附属部件构成。上述部件作为磁路的组成部件，同时提供水轮机性能上所需的转动惯量，并承受水轮机飞逸转速时的巨大离心力。鉴于设备的运输问题，制造厂将转子分体运输，在工地上进行现场组装。
在转子组装过程中，必定产生各种偏差，首先运输过程中的构件变形，安装过程中组装后的焊接变形，而如何消除转子组装、焊接造成的误差，便成了组装过程中的核心解决难题。为了尽可能的减小偏差，南欧江五级电站选择的发电机结构中为消除转子组装过程中产生的偏差，主要依靠在转子主立筋与磁轭间安装副立筋来进行消除，便于外环件焊接完成后来调节主立筋的外形尺寸（半径、弦距、垂直度），从而达到相应的精度要求。制造厂对于副立筋的加工量来自于现场安装人员进行的实际测量，现场实测得到的副立筋加工相应的数据反馈给厂家代表，由厂代表直接反馈制造厂进行加工，再发货至施工现场。而一种适合施工现场进而做到高效、准确的测量方式尤为重要。本文对老挝南欧江五级水电站发电机转子组装中副立筋的测量、加工、安装谈一点个人见解。
1、副立筋简介
副立筋是主立筋上的一个关键的部件，在主立筋与磁轭间起过渡作用，副立筋尺寸对磁轭叠装及磁轭打键工序造成影响。测量提供依据，副立筋的测量对后续工作起着尤为重要的作用。
2、副立筋的测量、加工
通常制造厂为了安装单位的安装质量达到厂家标准和规范要求，在供货的同时也会提供专用测量工装、现场安装作业指导书等。安装人员按照厂家图纸测量要求及方法，利用制造厂提供的工艺及测量工装进行副立筋具体位置的测量。测量的前期准备包括调整转子水平度，转子中心钢琴线找正，其中转子与上端轴连接的法兰面水平度必须控制在0.02mm/m，调整方式是在相应位置的转子中心体下法兰面与转子支墩间进行分段加垫，使之达到技术要求，转子中心钢琴线找正，利用转子中心体精加工止口找中心，中心偏差在0.02mm之内。且每次该工作面安装人员上班首要工作都要进行转子中心钢琴线中心核查。
图2
测量工装安装如图安装好后调整到副立筋正确的位置。
1）首先选择基准筋，例如图1、2所示，将配筋测量工具在NO,1主立筋上进行调整，用框式水平仪和内径千分尺精确调整配筋测量工具，使得NO.1配筋测量工具满足以下条件a、R1-R2≤0.01mm（即扭距偏差0.01mm）；
b、R=（Rc-r）±0.05mm=(3895-10)±0.05mm其中r为测量柱半径
c、配筋工具水平度≤0.04mm/m
满足以上条件后再将配筋测量工具固定牢靠，再最终确认校正相关尺寸。
2）按照上述方法依次调整NO.2~NO.12主立筋上的配筋测量工具，使得各配筋测量工具尺寸满足下列要求，并记录测量数据。
R1-R2≤0.01mm；R=（Rc-r）±0.05mm；Ln=（L-2r）±0.20mm;每个配筋工具水平度≤0.04mm/m；工具上平面高程差≤0.5mm。这样做的目的是减少累计误差。
在测量过程中，配筋测量工具的调整是难点：
首先是工装的安装调整要求精度非常高，调整过程中测量柱到转子中心的半径、扭距测量很容易产生偏差，因为测量柱到钢琴线之间最小距离的查找就是误差产生的原因之一，而控制偏差则需要多次测量，在调整好半径的同时得兼顾工装平面的水平，以及副测量柱的扭距，每一次单个测量因子在调整的时候都会引起其它测量因子的改变，的确是牵一发而动全身。因此在调整时候没有捷径可走，需反复测量相应的测量因子。
3)完成各主立筋上的测量并进行校对工作，检查测量数据是否有误，如有差错需重新调整测量如数据无误则继续下一步工作。当中尤其说明一点，测量工装弦距必须在规定范围内，如若超标需重新等分，直至在规定范围内。
4)副立筋加工量测量，工装副测量柱中心与工装两侧边处于同一径向位置，以工装两侧边引出副立筋在主立筋上的位置关系，具体方法将钢板尺贴紧工装侧边，把钢琴线放入油桶，慢慢使钢琴线靠近通过副测量柱中心线的钢板尺边沿，弹动钢板尺让钢板尺接触钢琴线用耳机听出最小声，即此时钢琴线与副测量柱中心、转子中心皆在同一直线上，再用宽角尺引出副立筋在主立筋上的轴向位置线，选取测量点A1、B1、C1、A2、B2、C2如图3所示。
图3
5）找出测量点后，测量各点到钢琴线径向数值，将A1、B1、C1、A2、B2、C2对应的数值作好记录。依次同样方法完成所有主立筋上对应副立筋测量点的数值，且记录主立筋上螺孔到副立筋轴向位置线的距离，此数据作为副立筋上开孔的位置数据，并作好记录。通过计算得出副立筋的加工量。及时反馈给制造厂商，由制造厂加工。
6)副立筋加工要选择合适的、精度高的刨床加工设备，保证副立筋厚度尺寸偏差在0.10mm范围内，保证平面度误差在0.10mm。加工完成后根据测量出的把合螺孔位置的测量数据，在副立筋开槽位置内配钻把合孔。至此，副立筋加工全部完成。
3、副立筋的安装
1）将副立筋按照图纸要求调整副立筋安装高程，将副立筋直接把合在主立筋上。然后如图4所示安装副立筋弦距测量工装。首先使用夹具、拉棒、M12螺母将弦距测量工具固定在副立筋凹槽中，每根副立筋上布置一个，共12个。
图4
2）校核副立筋加工尺寸
进行预装测量副立筋外径尺寸及倾斜度，确认是否满足设计值。若与设计尺寸有出入时，再次加工副立筋，再次调整副立筋（必要时打磨副立筋）；
R=（Rc-r）±0.20mm=（3920-10）±0.20mm
发现副立筋半径尺寸与设计尺寸有出入，半径实测值偏小，经现场技术人员分析后发现问题根本所在。由于厂家设计问题，在计算副立筋加工量公式上出现错误，误将副测量柱尺寸R1(2)当作副立筋径向半径3920mm，使副立筋尺寸小于设计值。如图5所示，经计算Rc=3918.16mm与实际测量值符合。
图5
经与厂家沟通后，由厂家同意在副立筋弦距测量工装与副立筋接触面加垫后再调整副立筋弦距，而对于后期安装磁轭键时也相应在被打键后加垫（垫片由厂家提供）从而满足设计要求。
安装调整副立筋时，选择1#副立筋为基准，逐步微调各副立筋的弦距，在调整过程中，控制弦距偏差在0.1mm之内，如果超出需重新调整。这样可以避免在调整到最后几个副立筋时可能会出现的弦距不符合要求的可能性，因此，安装调节时应尽可能的减小偏差，使之满足安装作业指导书要求，测量间距时确认副立筋左右（侧面）倾斜度（0.1mm/m以内），同时检查副立筋正立面的垂直度（0.1mm/m以内）。副立筋的间距确定后，将副立筋用螺钉安装，并确定副立筋的最终间距，记录测量数据。
3）副立筋焊接
将固定副立筋的螺钉间隔一颗取下，用比副立筋底面低的螺杆旋入，副立筋和螺杆进行塞焊，直至全部塞焊完毕，从副立筋底面突出的焊道用砂轮机打磨平滑，副立筋的两侧和主立筋的角焊缝应左右同时进行焊接。注意同步以及焊接速度，确认间距、倾斜度等，注意副立筋的活动，根据必要性变更焊接顺序。在焊接时，焊接容易发生微量位移变化，因此需顺序焊接，一定要先将塞焊焊接完毕后方可进行副立筋的两侧和主立筋的角焊缝的焊接，角焊缝焊接时，需两个焊接人员同时分多段焊接，尽量避免应力不均造成的副立筋微量形变，多段焊接完毕后再同时进行焊接，且焊高达到设计要求。
4）焊后检查，确认满足设计值
4、结束语
副立筋的测量、安装过程繁琐，需仔细认真，最好多人测量，互相校验，保证测量数据的真实性、相对准确性。测量完成后的计算也最好有两人以上计算互相核对，避免由于计算错误而给副立筋加工带来错误
论文作者:屈建
论文发表刊物:《防护工程》2019年14期
论文发表时间:2019/11/18
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