卧式水泵机组轴线测量及调整技术

裴立峰

（山西省水利建筑工程局有限公司山西太原030006）

1 工程概况

禹门口提水东扩工程（一期）一级泵站工程于三泉水库（调蓄水库）坝址左岸。该泵站进水池通过闸室控制直接从水库取水，进水池采用C25 钢筋混凝土结构，长12.45 m、宽43.4 m。主厂房为矩形厂房，长48 m、宽15 m、高度12.6 m，厂房下部采用干室型泵房结构，上部采用现浇钢筋混凝土排架结构。副厂房位于主厂房出水侧，单层砖混结构，长48 m、宽8.1 m、高6.2 m，由中控室、站变室、高压开关室、电容器室、变频器室组成。该泵站共设计8 台卧式单级双吸离心泵机组，总装机容量3 624 kW。其中6 台单机流量Q=1.08 m3/s，设计扬程H=36 m，五工一备；2 台单机流量Q=0.41 m3/s，设计扬程H=20 m，一工一备。

2 水泵机组轴线测量及调整技术

2.1 水泵机组同心度调整控制要点

1）盘车测量轴向（端部）径向（幅向）偏差值mm；

2）鉴别轴向、径向测量数据的正确性；

3）分别计算垂直方向、水平方向的总调整量。

2.2 轴线测量及调整

1）轴线测量及调整的目的

轴线测量及调整，是卧式水泵电机安装工作的重要工序，其目的在于使水泵、电机联轴后能获得正确的相互位置，以便运行时能稳定的工作。

2）轴线测量方法

（1）轴承内注入清洁的润滑油（滑动轴承使用汽轮机油滚动轴承注入黄油），用已调整好的水泵法兰为基准，穿入1/2 的联轴螺栓。

（2）在电机轴上方，装一磁性千分表架，千分表指针指在水泵轴法兰盘外圆上，调整千分表大针为零，小针应有1 mm 以上的指示值。以此为零点，按逆时针方向在法兰盘外侧划0°、90°、180°、270°四点的等分线，分别为a、b、c、d四点。见图1。

（3）在主轴转动前，记下千分表指示值e0°，并用塞尺测量两个法兰间的间隙值δ0°、δ90°、δ180°、δ270°四个数值，注意塞入时松紧度要一样，以减少测量误差。见图1。

图1 测量轴向、径向间隙位置图

将主轴顺时针方向旋转90°，记录旋转90°时：（1）千分表的指示值；（2）两法兰间的间隙值：δ90°a、δ90°b、δ90°c、δ90°d。以同样的方法转动主轴，分别测量记录180°、270°时的数值，直至两轴旋转回到0°。这时千分表的指针应回到零，否则说明千分表有碰撞或位移，这时应重新盘车测量。其不回零值应＜±0.02 mm。

2.3 鉴别千分表及塞尺测量值的正确性

为鉴别千分表及塞尺测量是否正确，可将沿两个相互垂直直径上的径向偏差值及轴向间隙相加后再相减，其绝对值应小于0.02 mm。

│Se│=（e0°+e180°）-（e90°+e270°）≤0.02

│Sδ│=（δa+δc）-（δb+δd）≤0.02

式中：e0°、e90°、e180°、e270°分别为0°、90°、180°、270°时的径向测量值。

δa、δc、δb、δd分别为上、下、左、右十字方向的轴向测量值。

表1 为禹门口提水东扩工程（一期）一级泵站工程3＃机组轴线测量调整记录，为了鉴别轴线测量调整的正确与否，对该机组轴线的径向及轴向测量值进行计算验证。

表1 水泵电机同心度测量记录表 单位：mm

计算如下：

径向│Se│＝（e0°+e180°）-（e90°+e270°）

＝（0+0.20）-（0.11+0.10）

＝0.20-0.21

＝│-0.01│＜0.02

轴向│Sδ│＝（δa+δc）-（δb+δd）

＝（5.09+5.17）-（5.14+5.11）

＝10.26-10.25

＝0.01＜0.02

根据以上计算结果，证明本台机组的径向及轴向测量数值是正确的，否则应重新盘车进行测量。

表2 联轴器同轴度允许偏差值 单位：mm

2.4 同心度调整

根据盘车测得的径向数值e及轴向平均值δ，分别计算主轴垂直及水平两个平面内的两个支点（基础螺栓组合面）的调整值，并按这个计算值调整前后组合面。见图2。

图2 调整轴向、径向间隙计算图

计算公式如下：

1）第一支点f1=（δa-δc）/2×（L1/r）

2）第二支点f2=（δa-δc）/2×（L2/r）

式中：f1——第一支点调整值；

δa——端部0°时平均间隙；

f2——第二支点调整值；

δc——端部180°时平均间隙；

L1——电机法兰至第一支点距离；

L2——电机法兰至第二支点距离；

r——法兰半径。

为使电机法兰与水泵法兰同心，电机前后组合面还要同时调整

△a＝（e0-e180°）/2

式中：△a——电机法兰与水泵法兰的偏心值

第一支点垂直调整总量：

Y1＝f1+△a=（δa-δc）/2×（L1/r）+（e1-e180°）/2

式中：（δa-δc）/2——垂直方向端部间隙平均值；

（e1-e180°）/2——垂直方向径向表指示平均值。

第二支点垂直调整总量：

Y2＝f2+△a=（δa-δc）/2×（L2/r）+（e0-e180°）/2

式中：Y1——第一支点调整总量，mm；

Y2——第二支点调整总量，mm。

注：计算在正值时应垫高，负值时应降低。

同理：水平方向两个支点的调整值应为

X1=（δb-δd）/2×（L1/r）+（e90°-e270°）/2

X2=（δb-δd）/2×（L2/r）+（e90°-e270°）/2

式中：X1——水平方向第一支点调整总量，mm；

X2——水平方向第二支点调整总量，mm。

注：计算为正值时向b点移动，为负值时向d点移动。

两个支点调整后，要重复上述的测量，以检验调整后的偏心及倾斜。

水泵纵向、横向水平情况符合设备技术文件的规定要求，现需对电机进行调整，法兰直径为400 mm，法兰面距第一组合面为400 mm，距第二组合面为2 400 mm，盘车测出的径向及轴向数值如表3，求两组合面处调整值。

表3 水泵电机同心度测量记录表 单位：mm

第一步计算轴向平均值：

δa＝（1.48+1.45+1.63+1.53）/4＝1.52

δc＝（1.12+1.04+1.17+1.12）/4＝1.12

δb＝（1.20+1.10+1.30+1.25）/4＝1.21

δd＝（1.40+1.37+1.50+1.40）/4＝1.42

第二步计算垂直方向调整值：

第一支点垂直方向调整值：

Y1=（δa-δc）/2×（L1/r）+（e0°-e180°）/2

=（1.52-1.12）/2×（400/200）+（-0.02+0.22）/2

=0.2×2+0.1＝0.5

第二支点垂直方向调整值：

Y2=（δa-δc）/2×（L1/r）+（e0°-e180°）/2

=（1.52-1.12）/2×（2400/200）+（-0.02+0.22）/2

=0.2×12+0.1=2.5

第三步水平方向调整值计算：

第一支点水平方向调整值计算：

X1=（δb-δd）/2×（L1/r）+（e90°-e270°）/2

=（1.21-1.42）/2×（400/200）+（-0.07-0.51）/2

=-0.11×2+（-0.59）=-0.22-0.59=-0.80

第二支点水平方向调整值计算：

X2=（δb-δd）/2×（L2/r）+（e90°-e270°）/2

=（1.21-1.42）/2×（2400/200）+（-0.67-0.51）/2

=-0.105×12+（-0.59）

=-1.26+（-0.59）=-1.85

3 结语

采用上述同轴度测量和校正方法后，提高了机泵维护工作效率，更重要的是可以较准确地测量和校正水泵机组的同轴度，保障机泵正常运行，该测量和校正方法除了在禹门口提水东扩工程（一期）一级泵站运用，在我省其他项目上进行了大量运用，包括禹门口提水东扩工程（一期）二级及三级泵站工程、西范泵站更新改造工程2013年度项目、西范泵站更新改造工程2014年度项目、西范泵站更新改造工程2014年度项目四级泵站、西范灌区东扩工程一级和二级泵站，取得了良好的效果。