水轮机轴和发电机轴联结找同心度工艺方法研究

李泰岭+++翟志顺

摘 要：文章介绍了美国标准IEEE水轮机轴与发电机轴联轴找同心度的标准，并通过实例，阐述了联轴找同心度的工艺方法。

关键词：IEEE；联轴；同心度；工艺

前言

随着国内制造行业的发展，涉外项目的增加，一些标准也需要与国际接轨，水轮发电机组的两轴联轴找同心度是涉及机组正式安装后机组运行稳定性和震动的重要指标，是由业主参加制作厂的一项验收标准，国外水电项目和国内比较重大的水电项目均采用国际标准IEEE. IEEE标准文件由美国电气和电子工程师学会（IEEE）的技术委员会和美国电气和电子工程师学会IEEE标准协调委员会编制，与传统的两轴找摆度检测位置和标准有很大的不同。

通过溪洛渡、洪都拉斯水轮发电机组的水轮机轴和发电机主轴的联轴找同心度实例，介绍了IEEE标准的运用和特殊轴的联轴找摆度工艺方法，可供借鉴和参考。

1 IEEE标准简介

1.1 简介和范围

本标准适用于整锻轴法兰尺寸和轴的跳动偏差。本标准包涵的轴和法兰适用于水电设备中卧式和立式发电机与水轮机的连接。本标准不包括组焊轴、轴的应力和螺栓拉伸的数据。工业经验表明：轴的直径由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）时，最好采用焊接轴而不采用锻造轴。

1.2 轴摆度公差-工厂检查

1.2.1 水轮机轴和发电机轴组合。当在工厂内进行水轮机和发电机轴组合找正时，可在车床上旋转检查或在垂直校准平台上进行。水轮机和发电机组合轴解体前应做好对应标记。通过固定在车床或工作台上的检测装置所读取的摆度（跳动）值不应超过表1的规定。

1.2.2 记录。应准备一份标明检测位置和测量值的轴的找正图纸，供工地安装单位参考。

附图及表1说明：

水轮机轴和发电机轴组合公差（无中间轴）

表1

*如推力头不与轴整锻，对发电机轴与中间轴或水轮机轴组合结构，没有必要把推力头重新装在轴上进行车间检查。

2 IEEE标准运用实例

2.1 溪洛渡水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例

溪洛渡水轮发电机是三峡公司继三峡左岸、三峡右岸之后开发的大型混流式机组，单机出力700MW，水轮机与发电机两轴连接法兰处直径φ3430mm，水轮机轴与转轮连接端外圆直径φ3035mm，两轴共重约208t。

2.1.1 设备情况：

a.我公司采用18M米重型机床，机床技术参数如下：

加工直径 0～4300mm

中心高（到工件床身） 2800mm

中心高（到刀座床身） 3200mm

中心距 18000mm

两顶尖间最大承重 250T

卡盘与一个中心架间最大承重 250T

两个中心架间最大承重 250T

主电机功率 225Kw

卡盘转数 0.3～120rpm

卡盘扭矩 260000NM

卡盘外卡范围 600～4050mm

CNC走刀范围 0～4800mm/min

快速移动 4800mm/min

切削力 200000N

b.吊车：70万厂房吊车：采用两个200吨吊车，联合吊运。两吊车联吊间距12.5米，有效起吊高度大于15米，大约20米左右。

2.1.2 工艺方案：

a.找摆度采用夹发电机轴端圆，架水轮机轴端。在发电机轴端法兰附近架一个中心架（作为辅助支撑），在水轮机轴远端法兰附近架一个中心架，利用加工的架子口，见图（距离法兰近端面约500mm）。

b.将两轴分别吊到18米卧车上先精调发电机轴，再吊水轮机轴在机床上进行联轴把合。

c.按ANSI/IEEE标准要求进行检查，整圆要求均匀测量8点，作好分度标记，并作好检测记录。

2.2 洪都拉斯水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例

2.2.1 洪都拉斯机组是轴流转浆式水轮机。特殊处是发电机轴热套中心架精车后进行联轴找摆度.装夹方式为：夹水轮机端法兰，架发电机轴发端架子口。

2.2.2 工艺过程

使用的机床为数控18m卧车。按水端法兰和发端架子口找正后，使用千分表检查各面跳动，发现发轴D2部位跳动超差，0.24mm，按常规处理方法两轴相对旋转90°、180°后，跳动有所好转，但还是超差，拆开后单独检测水轴和发轴，全面检查所有形位公差都满足图纸要求，精确确定两轴联接法兰面的高低点，再次检查跳动仍超差，根据全部检查记录和整个过程，进行分析，结论是因热套转子支架，中间过重导致挠度大，考虑机组运行时，立轴半伞式结构，且有两段轴承支撑固定：水导轴承，发导轴承，我们决定在水轴架子口处增加中心架，并请专家进行了专门计算，计算依据是根据两轴重量和转子支架重量及重量分布和机组运行时的工作油压，给定中心架最大允许油压，加上中心架后，各圆跳动明显好转，随着压力提升，跳动越来越好，升值2/3最大允许油压后，所有跳动均满足IEEE标准要求，我们与业主、监理、设计部门共同开了个专题会议，获得了业主的好评。最后的摆度数据如下：

注：B基准为水轴精车时车出的基准面，要求与水轴止口垂直度0.025mm。

检查部位简图

3 结束语

标准的引进，是有利于开发国外市场，但在实际引用和运用标准时，要正确理解标准的精髓，要灵活运用标准，遇到特殊结构的轴，常规方法无法满足标准要求时，需采取特殊的工艺方法，这对生产顺利进行是非常有必要的。endprint

摘 要：文章介绍了美国标准IEEE水轮机轴与发电机轴联轴找同心度的标准，并通过实例，阐述了联轴找同心度的工艺方法。

关键词：IEEE；联轴；同心度；工艺

前言

随着国内制造行业的发展，涉外项目的增加，一些标准也需要与国际接轨，水轮发电机组的两轴联轴找同心度是涉及机组正式安装后机组运行稳定性和震动的重要指标，是由业主参加制作厂的一项验收标准，国外水电项目和国内比较重大的水电项目均采用国际标准IEEE. IEEE标准文件由美国电气和电子工程师学会（IEEE）的技术委员会和美国电气和电子工程师学会IEEE标准协调委员会编制，与传统的两轴找摆度检测位置和标准有很大的不同。

通过溪洛渡、洪都拉斯水轮发电机组的水轮机轴和发电机主轴的联轴找同心度实例，介绍了IEEE标准的运用和特殊轴的联轴找摆度工艺方法，可供借鉴和参考。

1 IEEE标准简介

1.1 简介和范围

本标准适用于整锻轴法兰尺寸和轴的跳动偏差。本标准包涵的轴和法兰适用于水电设备中卧式和立式发电机与水轮机的连接。本标准不包括组焊轴、轴的应力和螺栓拉伸的数据。工业经验表明：轴的直径由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）时，最好采用焊接轴而不采用锻造轴。

1.2 轴摆度公差-工厂检查

1.2.1 水轮机轴和发电机轴组合。当在工厂内进行水轮机和发电机轴组合找正时，可在车床上旋转检查或在垂直校准平台上进行。水轮机和发电机组合轴解体前应做好对应标记。通过固定在车床或工作台上的检测装置所读取的摆度（跳动）值不应超过表1的规定。

1.2.2 记录。应准备一份标明检测位置和测量值的轴的找正图纸，供工地安装单位参考。

附图及表1说明：

水轮机轴和发电机轴组合公差（无中间轴）

表1

*如推力头不与轴整锻，对发电机轴与中间轴或水轮机轴组合结构，没有必要把推力头重新装在轴上进行车间检查。

2 IEEE标准运用实例

2.1 溪洛渡水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例

溪洛渡水轮发电机是三峡公司继三峡左岸、三峡右岸之后开发的大型混流式机组，单机出力700MW，水轮机与发电机两轴连接法兰处直径φ3430mm，水轮机轴与转轮连接端外圆直径φ3035mm，两轴共重约208t。

2.1.1 设备情况：

a.我公司采用18M米重型机床，机床技术参数如下：

加工直径 0～4300mm

中心高（到工件床身） 2800mm

中心高（到刀座床身） 3200mm

中心距 18000mm

两顶尖间最大承重 250T

卡盘与一个中心架间最大承重 250T

两个中心架间最大承重 250T

主电机功率 225Kw

卡盘转数 0.3～120rpm

卡盘扭矩 260000NM

卡盘外卡范围 600～4050mm

CNC走刀范围 0～4800mm/min

快速移动 4800mm/min

切削力 200000N

b.吊车：70万厂房吊车：采用两个200吨吊车，联合吊运。两吊车联吊间距12.5米，有效起吊高度大于15米，大约20米左右。

2.1.2 工艺方案：

a.找摆度采用夹发电机轴端圆，架水轮机轴端。在发电机轴端法兰附近架一个中心架（作为辅助支撑），在水轮机轴远端法兰附近架一个中心架，利用加工的架子口，见图（距离法兰近端面约500mm）。

b.将两轴分别吊到18米卧车上先精调发电机轴，再吊水轮机轴在机床上进行联轴把合。

c.按ANSI/IEEE标准要求进行检查，整圆要求均匀测量8点，作好分度标记，并作好检测记录。

2.2 洪都拉斯水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例

2.2.1 洪都拉斯机组是轴流转浆式水轮机。特殊处是发电机轴热套中心架精车后进行联轴找摆度.装夹方式为：夹水轮机端法兰，架发电机轴发端架子口。

2.2.2 工艺过程

使用的机床为数控18m卧车。按水端法兰和发端架子口找正后，使用千分表检查各面跳动，发现发轴D2部位跳动超差，0.24mm，按常规处理方法两轴相对旋转90°、180°后，跳动有所好转，但还是超差，拆开后单独检测水轴和发轴，全面检查所有形位公差都满足图纸要求，精确确定两轴联接法兰面的高低点，再次检查跳动仍超差，根据全部检查记录和整个过程，进行分析，结论是因热套转子支架，中间过重导致挠度大，考虑机组运行时，立轴半伞式结构，且有两段轴承支撑固定：水导轴承，发导轴承，我们决定在水轴架子口处增加中心架，并请专家进行了专门计算，计算依据是根据两轴重量和转子支架重量及重量分布和机组运行时的工作油压，给定中心架最大允许油压，加上中心架后，各圆跳动明显好转，随着压力提升，跳动越来越好，升值2/3最大允许油压后，所有跳动均满足IEEE标准要求，我们与业主、监理、设计部门共同开了个专题会议，获得了业主的好评。最后的摆度数据如下：

注：B基准为水轴精车时车出的基准面，要求与水轴止口垂直度0.025mm。

检查部位简图

3 结束语

标准的引进，是有利于开发国外市场，但在实际引用和运用标准时，要正确理解标准的精髓，要灵活运用标准，遇到特殊结构的轴，常规方法无法满足标准要求时，需采取特殊的工艺方法，这对生产顺利进行是非常有必要的。endprint

摘 要：文章介绍了美国标准IEEE水轮机轴与发电机轴联轴找同心度的标准，并通过实例，阐述了联轴找同心度的工艺方法。

关键词：IEEE；联轴；同心度；工艺

前言

随着国内制造行业的发展，涉外项目的增加，一些标准也需要与国际接轨，水轮发电机组的两轴联轴找同心度是涉及机组正式安装后机组运行稳定性和震动的重要指标，是由业主参加制作厂的一项验收标准，国外水电项目和国内比较重大的水电项目均采用国际标准IEEE. IEEE标准文件由美国电气和电子工程师学会（IEEE）的技术委员会和美国电气和电子工程师学会IEEE标准协调委员会编制，与传统的两轴找摆度检测位置和标准有很大的不同。

通过溪洛渡、洪都拉斯水轮发电机组的水轮机轴和发电机主轴的联轴找同心度实例，介绍了IEEE标准的运用和特殊轴的联轴找摆度工艺方法，可供借鉴和参考。

1 IEEE标准简介

1.1 简介和范围

本标准适用于整锻轴法兰尺寸和轴的跳动偏差。本标准包涵的轴和法兰适用于水电设备中卧式和立式发电机与水轮机的连接。本标准不包括组焊轴、轴的应力和螺栓拉伸的数据。工业经验表明：轴的直径由于承受扭矩要求而大于72英寸（1828.8mm）时，最好采用焊接轴而不采用锻造轴。

1.2 轴摆度公差-工厂检查

1.2.1 水轮机轴和发电机轴组合。当在工厂内进行水轮机和发电机轴组合找正时，可在车床上旋转检查或在垂直校准平台上进行。水轮机和发电机组合轴解体前应做好对应标记。通过固定在车床或工作台上的检测装置所读取的摆度（跳动）值不应超过表1的规定。

1.2.2 记录。应准备一份标明检测位置和测量值的轴的找正图纸，供工地安装单位参考。

附图及表1说明：

水轮机轴和发电机轴组合公差（无中间轴）

表1

*如推力头不与轴整锻，对发电机轴与中间轴或水轮机轴组合结构，没有必要把推力头重新装在轴上进行车间检查。

2 IEEE标准运用实例

2.1 溪洛渡水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例

溪洛渡水轮发电机是三峡公司继三峡左岸、三峡右岸之后开发的大型混流式机组，单机出力700MW，水轮机与发电机两轴连接法兰处直径φ3430mm，水轮机轴与转轮连接端外圆直径φ3035mm，两轴共重约208t。

2.1.1 设备情况：

a.我公司采用18M米重型机床，机床技术参数如下：

加工直径 0～4300mm

中心高（到工件床身） 2800mm

中心高（到刀座床身） 3200mm

中心距 18000mm

两顶尖间最大承重 250T

卡盘与一个中心架间最大承重 250T

两个中心架间最大承重 250T

主电机功率 225Kw

卡盘转数 0.3～120rpm

卡盘扭矩 260000NM

卡盘外卡范围 600～4050mm

CNC走刀范围 0～4800mm/min

快速移动 4800mm/min

切削力 200000N

b.吊车：70万厂房吊车：采用两个200吨吊车，联合吊运。两吊车联吊间距12.5米，有效起吊高度大于15米，大约20米左右。

2.1.2 工艺方案：

a.找摆度采用夹发电机轴端圆，架水轮机轴端。在发电机轴端法兰附近架一个中心架（作为辅助支撑），在水轮机轴远端法兰附近架一个中心架，利用加工的架子口，见图（距离法兰近端面约500mm）。

b.将两轴分别吊到18米卧车上先精调发电机轴，再吊水轮机轴在机床上进行联轴把合。

c.按ANSI/IEEE标准要求进行检查，整圆要求均匀测量8点，作好分度标记，并作好检测记录。

2.2 洪都拉斯水轮机轴与发电机轴联轴找摆度实例

2.2.1 洪都拉斯机组是轴流转浆式水轮机。特殊处是发电机轴热套中心架精车后进行联轴找摆度.装夹方式为：夹水轮机端法兰，架发电机轴发端架子口。

2.2.2 工艺过程

使用的机床为数控18m卧车。按水端法兰和发端架子口找正后，使用千分表检查各面跳动，发现发轴D2部位跳动超差，0.24mm，按常规处理方法两轴相对旋转90°、180°后，跳动有所好转，但还是超差，拆开后单独检测水轴和发轴，全面检查所有形位公差都满足图纸要求，精确确定两轴联接法兰面的高低点，再次检查跳动仍超差，根据全部检查记录和整个过程，进行分析，结论是因热套转子支架，中间过重导致挠度大，考虑机组运行时，立轴半伞式结构，且有两段轴承支撑固定：水导轴承，发导轴承，我们决定在水轴架子口处增加中心架，并请专家进行了专门计算，计算依据是根据两轴重量和转子支架重量及重量分布和机组运行时的工作油压，给定中心架最大允许油压，加上中心架后，各圆跳动明显好转，随着压力提升，跳动越来越好，升值2/3最大允许油压后，所有跳动均满足IEEE标准要求，我们与业主、监理、设计部门共同开了个专题会议，获得了业主的好评。最后的摆度数据如下：

注：B基准为水轴精车时车出的基准面，要求与水轴止口垂直度0.025mm。

检查部位简图

3 结束语

标准的引进，是有利于开发国外市场，但在实际引用和运用标准时，要正确理解标准的精髓，要灵活运用标准，遇到特殊结构的轴，常规方法无法满足标准要求时，需采取特殊的工艺方法，这对生产顺利进行是非常有必要的。endprint