馬頸坳電站位于沅水支流辰水中下游，安裝6臺懸式三導(dǎo)軸流機組。6號機組于1996年擴建，發(fā)電機額定容量2500kW，其制造、安裝均存在許多問題，其中由于受水導(dǎo)嚴重磨損，水導(dǎo)瓦間隙不斷擴大，特別是受導(dǎo)葉開口不均，轉(zhuǎn)輪所受水力不平衡力過大并造成劇烈振動，致下導(dǎo)軸承徑向不平衡受力過大，同時由于發(fā)電機下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子與大軸焊縫可能存在焊接缺陷，在8年投產(chǎn)時間內(nèi)，滑轉(zhuǎn)子在運行中兩次脫落。

第一次脫落后電站草草焊接，未采取任何保證質(zhì)量的措施，第二次脫落后采用相同的方法處理，均不能保證下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子的同心度。

發(fā)電機下導(dǎo)軸承在機組中起著重要的作用，直接承受著機組轉(zhuǎn)動部分徑向不平衡力和電磁不平衡力，維持機組轉(zhuǎn)動部件在軸承間隙范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。導(dǎo)軸承正常運行時，導(dǎo)瓦溫度必須控制在規(guī)程規(guī)定范圍，瓦溫一旦過高，將嚴重限制機組的出力，嚴重時會出現(xiàn)導(dǎo)軸瓦及滑轉(zhuǎn)子燒損，甚至導(dǎo)致機組被迫停運。導(dǎo)軸承各項技術(shù)參數(shù)符合規(guī)范標準是保證導(dǎo)軸承正常運行的基本條件。

滑轉(zhuǎn)子脫落后在停機前與大軸產(chǎn)生相對轉(zhuǎn)動及摩擦，滑轉(zhuǎn)子將大軸上原焊縫部位磨損殆盡，造成更大的間隙，滑轉(zhuǎn)子已無法返回原工作部位，焊接就位也無法保證滑轉(zhuǎn)子的同心度，因此也不能保證上、下、水導(dǎo)三導(dǎo)同心，下導(dǎo)瓦間隙無法調(diào)整，發(fā)電機轉(zhuǎn)動部件的所有徑向力轉(zhuǎn)移至上導(dǎo)瓦，造成上導(dǎo)瓦溫高，給機組運行埋下安全隱患。

由于電站進行機組改造，6號水輪機開口不均及水導(dǎo)軸承等的缺陷將一并得到處理，有必要對下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子脫落的重大缺陷進行處理。由于發(fā)電機大軸返廠加工拆卸難度大、費用高，必須想方設(shè)法在電站現(xiàn)場消除缺陷，將滑轉(zhuǎn)子重新校正就位后進行焊接、打磨、拋光，恢復(fù)其出廠前技術(shù)參數(shù)，才能保證本臺機組安全運行。下導(dǎo)基本參數(shù)：大軸直徑Φ450，滑轉(zhuǎn)子直徑Φ800，滑轉(zhuǎn)子工作面高度190mm。

1 下導(dǎo)現(xiàn)場處理工藝

為保證下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子現(xiàn)場處理質(zhì)量，整個工藝分三步：

第一步：依靠測圓架百分表的測量，將滑轉(zhuǎn)子調(diào)整至工作位置，使用千斤頂?shù)裙ぞ呔o緊固定滑轉(zhuǎn)子；第二步：焊接滑轉(zhuǎn)子，并利用旋轉(zhuǎn)測圓架對滑轉(zhuǎn)子的同心度進行測量控制，以采取不同的焊接順序和焊接工藝縮小變形和位移；第三步：根據(jù)同心度測量數(shù)據(jù)對滑轉(zhuǎn)子進行打磨、拋光處理，亦為本次處理的關(guān)鍵工序。

本次能夠進行現(xiàn)場處理的前提是滑轉(zhuǎn)子原加工的外圓與發(fā)電機大軸外圓同心，兩同心圓與聯(lián)軸法蘭相互垂直。以下為滑轉(zhuǎn)子脫落恢復(fù)原工位的工藝措施：

2 固定滑轉(zhuǎn)子至工作位置

2.1 加工專用工器具等固定用具及旋轉(zhuǎn)測圓架

限位塊：3塊，高45mm，根據(jù)滑轉(zhuǎn)子上端與轉(zhuǎn)子輪輻的距離為45mm，加工限位塊的尺寸為45±0.02mm，限制在焊接時滑轉(zhuǎn)子上竄。

千斤頂：兩端為螺帽，中間為螺桿，長度由滑轉(zhuǎn)子內(nèi)面至大軸間距決定，螺帽旋至極限位置時螺桿長度為120～150mm，用于調(diào)整滑轉(zhuǎn)子同心度。

旋轉(zhuǎn)測圓架：用厚10mmQ235鋼板制作一圓形支架，安裝三圈6002深溝球軸承，每圈8個，下排滾動球軸承垂直落在下部法蘭面上轉(zhuǎn)動，上部兩圈滾動球軸承垂直落在發(fā)電機大軸圓面上，布置在滑轉(zhuǎn)子與法蘭中間，測圓架可靈活繞大軸轉(zhuǎn)動，用于測量滑轉(zhuǎn)子的圓度及作為對滑轉(zhuǎn)子進行旋轉(zhuǎn)打磨的支架。測圓架見圖1。

虎鉗：將虎鉗底座拆除，并將虎鉗滑動面及基座固定在旋轉(zhuǎn)支架上，虎鉗滑動面可上下滑動并鎖緊，模擬機加工時車床上刀架進刀，可以保證固定在虎鉗上砂輪機沿滑轉(zhuǎn)子工作面軸向移動時偏差足夠小，提高打磨精度。

圖1 發(fā)電機下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子處理示意圖

2.2 固定滑轉(zhuǎn)子，安裝調(diào)整測圓架

利用限位塊、千斤頂將滑轉(zhuǎn)子固定在安裝位置，同時將測圓架各部組裝在法蘭上部，調(diào)整各滾動軸承，使各軸承均接觸法蘭及大軸，緊固各部螺栓，測圓架不蹩勁，轉(zhuǎn)動靈活，打上百分表后，沿圓周轉(zhuǎn)動一周，百分表讀數(shù)偏差不超過0.02mm。利用測圓架測量滑轉(zhuǎn)子同心度，同時用千斤頂進行調(diào)整，保證滑轉(zhuǎn)子工位位置偏差及同心度合格。

3 焊接滑轉(zhuǎn)子

先將滑轉(zhuǎn)子對稱點焊固定，采用對稱焊及分段退步焊，選用Φ3.2mmJ507焊條，減小焊接變形，焊接時在測圓架垂直方向打2塊百分表監(jiān)視滑轉(zhuǎn)子變形量。為使滑轉(zhuǎn)子穩(wěn)固，在圓周向焊接工作完成后，將限位塊焊接在滑轉(zhuǎn)子上部及轉(zhuǎn)子輪輻上。

滑轉(zhuǎn)子焊接完畢后同心度測量值見表1（以11點為起點，百分表讀數(shù)為0）：

表1 下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子滿焊后同心度測量表

從表1可見，下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子同心度為0.18mm，遠大于0.05mm的同心度要求，須從最低點開始進行打磨拋光處理。

4 下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子打磨工藝

1）將虎鉗用螺栓固定在測圓架上，將1.5kW砂輪機固定在虎鉗滑動臺上，砂輪片直徑100mm，砂輪片打磨面與滑轉(zhuǎn)子應(yīng)相切，通過焊接在測圓架上的調(diào)整螺栓使虎鉗整體相對滑轉(zhuǎn)子產(chǎn)生位移量達0.2mm是能夠進行打磨，保證打磨質(zhì)量的先決條件。重新調(diào)整各個滾動軸承的受力，保持合適的松緊程度，保證測圓架轉(zhuǎn)動靈活，旋轉(zhuǎn)一周后至起點，百分表測量數(shù)值相差不超0.02mm。

2）考慮打磨時砂輪機的振動及偏差，采取分批少量多次打磨，采用打磨的粗砂輪片先粗后細，最后用尼龍砂輪片拋光。

（1）在上表11測點（作為打磨起點）處調(diào)整80#砂輪片與滑轉(zhuǎn)子的距離為用0.20mm塞尺剛好能通過，固定砂輪機，給電動砂輪機通電，轉(zhuǎn)動測圓架，進行打磨。一輪要打磨2～3周，一輪打磨好后往上移動虎鉗滑動臺并鎖緊，移動量為砂輪片寬度的一半，打磨方式與第一輪相同工藝進行，直至滑轉(zhuǎn)子整個工作面打磨完畢。

（2）將砂輪片與滑轉(zhuǎn)子的工作面的間距調(diào)整為0.15mm，打磨完畢后再調(diào)整至0.1mm，直至間隙0.05mm打磨完畢。

（3）換用200#砂輪片，調(diào)整間隙為0.01mm進行打磨，打磨完畢后用尼龍砂輪片進行拋光。拋光后測量同心度值見表2：

表2 下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子打磨拋光后同心度測量表

表2，滑轉(zhuǎn)子同心度合格，經(jīng)檢測光潔度達標。為了驗證以發(fā)電機大軸外圓面及法蘭上端面為基準進行下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子打磨的正確性及本次打磨處理的質(zhì)量，在機組軸線處理時記錄盤車數(shù)據(jù)見下表3：

表3 6#機盤車記錄表

5 結(jié)論

從表3可見，下導(dǎo)單邊凈擺度最大只有0.07mm，擺度最大方位有0.05mm以上的油膜厚度，能保證軸承正常工作。6號機組改造施工完畢，進行72h試運行，額定負荷運行時，下導(dǎo)瓦溫為34℃（環(huán)境溫度22℃），下導(dǎo)軸承運行正常。

筆者經(jīng)過應(yīng)用專用工具，將脫落的下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子重新焊接至原工作位置，并在電站現(xiàn)場模擬車床進刀等機加工條件進行打磨拋光等處理工藝，使下導(dǎo)軸承各項參數(shù)恢復(fù)出廠前狀態(tài)，保證了機組正常穩(wěn)定運行，開辟了發(fā)電機大軸不返廠機加工而在電站現(xiàn)場使用專用工具將下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子同心度和光潔度處理合格的先例，因此本次滑轉(zhuǎn)子脫落處理是一次有益的嘗試和探索。

（編自《電氣技術(shù)》，原文標題為“水輪發(fā)電機下導(dǎo)滑轉(zhuǎn)子脫落現(xiàn)場處理工藝”，作者為張屹峰。）