Центровкой ротора генератора является процесс проверки и придания валу генератора вертикального положения, а также совмещения оси вала генератора с осью вала турбины. Выполняется центровка до соединения валов турбины и генератора и включает в себя две последовательные операции: проверку и обеспечение перпендикулярности оси вала генератора к плоскости трения подпятника; прицентровку вала генератора к валу турбины путем совмещения положения и направления их геометрических осей. Все работы по центровке ротора генератора осуществляются при роторе, опирающемся на подпятник.
Проверка перпендикулярности оси вала плоскости трения подпятника. Практически ось вала генератора всегда не перпендикулярна плоскости трения подпятника из-за неизбежных погрешностей при обработке плоскости вращающегося диска, а иногда и из-за неправильности посадки втулки подпятника на вал. Вследствие этого при вращении вала генератора нижний конец его отклоняется от оси агрегата, кто вызывает также бой вала турбины. Чрезмерно большой бой вала генератора может привести к неспокойной работе агрегата, вибрациям его деталей, подплавке вкладышей подшипников и сегментов подпятника, а также к задирам и расстройствам уплотнений рабочего колеса турбины. Поэтому проверка и устранение недопустимого боя фланца вала генератора являются одной из важнейших монтажных операций.
Проверка перпендикулярности оси вала генератора плоскости трения подпятника осуществляется с помощью индикаторов при повороте ротора генератора на 180°. Схема проверки показана на рис. 9-21.
Перед началом проверки перпендикулярности вала генератора вновь проверяется исходная база для выверки — высотное положение и горизонтальность фланца вала турбины. Затем для фиксирования вала генератора и предохранения его от радиального перемещения устанавливается на место вкладыш генераторного подшипника, расположенного наиболее близко к подпятнику, с минимальным зазором порядка 0,1 мм. Плоскости вращающегося диска и сегментов подпятника смазываются вазелином или салом. Вдоль оси вала на фланце его и на шейке у подшипника наносят четыре равномерно расположенные по окружности вертикальные линии, образующие условные оси координат X и У. К этим линиям устанавливают по два индикатора под углом 90° один к другому — у подшипника и вблизи нижнего фланца вала. При повороте ротора на 180° верхние индикаторы покажут смещение вала вследствие наличия зазоров в направляющем подшипнике, а нижние — суммарное смещение фланца вала из-за неперпендикулярности его оси плоскости трения подпятника и наличия зазоров в направляющем подшипнике.
Рис. 9-21. Формуляр центровки ротора генератора. а — ротор генератора зонтичного типа; б — ротор генераторов подвесного типа.
Для поворота ротора на втулку подпятника или на ротор генератора устанавливается специальное поворотное устройство, которое соединяется тросом с крюком крана через систему вспомогательных блоков. С целью притирки смазки на сегментах подпятника делают один поворот ротора без записи замеров по индикаторам.
До начала поворота штифты индикаторов следует прижать к валу с натягом в 2—3 мм и шкалы их установить на нуль, что дает возможность при повороте отсчитывать только конечные показатели — смещение вала по соответствующей оси. После этого ротор поворачивают на 180° и записывают показания индикаторов. При этом показание индикатора принимают со знаком плюс, если штифт его переместился от оси вала, и со знаком минус в случае перемещения штифта к оси вала. Это правило знаков дает возможность всегда однозначно определять величину и направление боя вала.
Из полученных показаний индикаторов бой фланца по осям координат будет равен:
где И2 — показания нижнего индикатора;
И1 — показания верхнего индикатора.
Величина абсолютного радиального боя фланца генератора будет равна:
' (9-1)
Направление абсолютного боя можно определить графически или аналитически по формуле
где а — угол между осью X и направлением абсолютного боя.
Относительный бой фланца вала генератора на 1 м длины вала равен:
(9-2)
Рис. 9-22. Схема боя фланца вала генератора.
Для проверки правильности определения боя производят контрольный поворот ротора на 180° с соответствующим вычислением боя фланца. Кроме того, в качестве дублирующего контроля одновременно с проверкой радиального боя вала по индикаторам производится проверка торцевого боя фланца вала генератора измерением расстояний между сопрягаемыми поверхностями фланцев при повороте ротора. Для этого до поворота ротора в четырех равномерно расположенных радиальных сечениях с помощью щупа и мерных пластинок замеряют расстояния между плоскостями фланцев. Такие же замеры производят и после поворота ротора.
Результаты этих замеров могут дать возможность проконтролировать величину и направление радиального боя фланца. По схеме, приведенной на рис. 9-22, из геометрического подобия треугольников видно, что
(9-3)
где Бт.г — торцевой бой фланца вала генератора;
Dф — диаметр фланца вала;
l2 — расстояние между мерными плоскостями по вертикали. Такой же контроль можно осуществить и с помощью индикатора, установленного к торцу фланца вала генератора.
Если величина радиального боя фланца, определенная по индикаторам и подтвержденная контрольными проверками, находится в пределах допусков, приведенных в табл. 9-3, то далее может производиться прицентровка вала генератора к турбинному валу. В случае, когда радиальный бой выходит за пределы допустимого, он должен быть устранен или приведен к норме шлифовкой на клин опорной поверхности втулки подпятника или тыльной стороны вращающегося диска.
Допустимые биения вала агрегата при проверке поворотом ротора на подпятнике
Таблица 9-3
Постановка клиновых прокладок из бумаги или фольги взамен шлифовки, применяемая в последние годы в монтажной практике по рекомендациям или разрешениям заводов-изготовителей с целью ускорения процесса монтажа, может обеспечить только пуск агрегата и непродолжительное время его эксплуатации. Очень быстро прокладки деформируются или истираются, агрегат теряет центровку и начинает работать с большим биением вала и повышенной вибрацией, что приводит к необходимости в процессе эксплуатации почти сразу же вновь производить центровку агрегата с шлифовкой втулки или диска и полной разборкой генератора. Поэтому постановка прокладок для устранения боя вала взамен шлифовки опорной поверхности втулки или диска, как нарушающая нормальную технологию устранения боя вала, не должна допускаться.
Величина клина шлифовки сопрягаемых поверхностей втулки или диска определяется по радиальному бою фланца вала из геометрического подобия треугольников (рис. 9-22):
(9-4)
Эта же величина клина может быть определена по торцевому бою фланца вала:
(9-5)
где hn — наибольшая величина клина;
Dn — диаметр втулки или диска подпятника.
Для снятия клина шлифуемую плоскость устанавливают горизонтально и размечают равно отстоящими друг от друга параллельными линиями, расположенными перпендикулярно направлению максимального боя. На этих линиях наносятся и вышабриваются маяки такой глубины, чтобы основания их составили плоскость, перпендикулярную оси вала. Глубина маяков определяется по разметке в зависимости от величины клина, подлежащего снятию шлифовкой, и проверяется с помощью индикатора. Затем торцевой шлифовальной машинкой производится шлифовка плоскости на клин соответственно глубине маяков с контролем по поверочной линейке и плите. По окончании снятия клина генератор собирается и вновь производится проверка боя вала.
После установки оси вала перпендикулярно плоскости трения подпятника следует произвести также проверку волнообразности поверхности вращающегося диска. Для этого между сегментами к рабочей
плоскости диска устанавливаются индикаторы по наружному, среднему и внутреннему диаметрам диска. Волнообразность поверхности диска не должна превышать 0,06—0,08 мм.
В генераторах зонтичного типа одновременно с проверкой перпендикулярности оси вала генератора либо при центровке ротора агрегата проверяется также радиальный бой надставки вала, расположенной выше верхнего направляющего подшипника генератора. После установки на место и закрепления надставки к верхнему концу ее ставятся два индикатора под углом 90° в тех же плоскостях, что и индикаторы на валу генератора. При повороте ротора генератора записываются также и показания индикаторов у надставки. Бой надставки вала по осям агрегата будет равен разности показаний индикаторов:
где Ин— показания индикатора надставки;
И1 — показания индикатора подшипника.
Величина абсолютного боя надставки равна:
(9-6)
Абсолютный бой надставки вала допускается не свыше приведенного в табл. 9-3. Если бой надставки превышает допустимый, то необходимо шлифовать на клин опорную поверхность надставки.
Прицентровка вала генератора к валу турбины производится перед соединением валов гидроагрегата и заключается в установке вала генератора вертикально и соосно с валом турбины.
Вертикальность вала генератора определяется горизонтальностью нижней поверхности его фланца. Следовательно, если верхняя поверхность фланца вала турбины установлена горизонтально, то при одинаковых зазорах между фланцами вал генератора будет вертикален. Поэтому для выверки вертикальности вала генератора необходимо и достаточно установить его так, чтобы разница зазоров между фланцами валов турбины и генератора (непараллельность фланцев) была не более допустимой, приведенной в табл. 9-4.
Таблица 9-4
Отклонения на прицентровку вала генератора к валу турбины
Зазоры между фланцами замеряются щупом с помощью дополнительной мерной пластины в четырех размеченных ранее сечениях (см. рис. 9-21). Непараллельность фланцев устраняется подъемом ротора с соответствующей стороны опорными болтами сегментов подпятника.
Одновременно необходимо проверить величину подъема ротора турбины при соединении валов и установить фланец вала генератора по высоте согласно этой величины с точностью до ±1,0 мм. Величина подъема рабочего колеса определяется правильностью положения колеса относительно оси направляющего аппарата в радиально-осевых турбинах или зазором между крышкой рабочего колеса и нижним конусом крышки турбины в поворотнолопастных турбинах.
Затем производится проверка соосности вала генератора с валом турбины, что определяется совмещением или концентричностью образующих их фланцев. Совмещение образующих фланцев замеряется щупом между лекальной линейкой, приложенной к выступающему фланцу, и вторым фланцем. При записи замеров величину выступа фланца генераторного вала относительно турбинного (когда линейка приложена к фланцу генераторного вала) следует принимать со знаком плюс, а величину выступа фланца турбинного вала относительно генераторного (линейка приложена к фланцу турбинного вала) — со знаком минус.
Необходимое перемещение ротора генератора для достижения соосности с валом турбины будет равно:
где а — величина несовпадения образующих фланцев.
Допустимая величина несоосности вала генератора и вала турбины приведена в табл. 9-4. Направление перемещения определяется его знаком, как указано выше. Осуществляется перемещение ротора отжимными болтами сегментов подшипника.
