用钢线代替假轴找汽轮机隔板中心

1、用钢线代替假轴找汽轮机隔板中心曾勇奇 汽轴机的转子，一般都属柔性的一类。在汽轮机安装工程中，要考虑并补偿转子因自重产生的挠度对隔板中心造成的影响，因此隔板找中心是一项细致而复杂的工作，其质量好坏既关系着汽轮机是否能够正常运行，也影响汽轮机的出力和热效率。安装工程中，常用的找隔板中心的方法是假轴法。但假轴法却是一种计算繁复、成本较高的方法。现介绍我们应用过的一种简便易行，精度较高的钢线法。为便于比较，对假轴法先作如下简单介绍。 一、假轴法 假轴法需要制备一根与汽轮机转子轴等长，外圆与转子轴轴颈等径的等截面轴，用以代替转子去找隔板的中心，也既假轴。假轴通常用钢管制成，由于它是找隔板中心的基准件，所

2、以在其全长上都需精车加工。假轴法一般包含以下步骤： 1、根据汽轮机两端轴颈处的实测扬度(即通称的水平度)，确定转子的挠度曲线。500L 转子实际的挠度曲线是一条很复杂的曲线，不易算得。为了简便，一般认定它是圆弧的一段，实践证实，这种认定一般是能够很好地满足汽轮机的运行要求的。该圆弧的半径可用下式算得(见图一)。R-L P = （1）式中：R转子挠度曲线(圆弧)的半径，m； L两扬度测点间的距离，即汽轮机汽缸左右(或称前后)两轴承间的距离，m； R、L转子右、左两端的实测扬度值，mmm，轴端自转子跨中向右上扬者为+，向左上扬者为一。 2 求转子挠度曲线：在各隔板处的挠度。 设某隔板距跨中的距离为

3、X(图一)，该处的挠度fX，可用 fX=f0 - 1000(R- R2-X2 ) （2）R-L L求得，也可用其他简便的近似方法求得。式中，fX取mm；R、X、取m，转子的跨中挠度f0取mm，并按下式计算：8 f0 = （3）这里，R、RL和L的意义和单位均同式（1）。 3 求假轴在各隔板处的挠度qL3(0.5L-X) 在X与式(2)的意义相同时，(1-22+3)24EJ fX= (4)式中系数：XL = （0.5- ） (4a)5qL4 跨中挠度f 0为384EJ f0= (5) 在利用式(4)、 (5)时，要注意E、J、q、L的单位，以使f0的单位为mm。RL 由于在隔板找正时，假轴的刚性

4、中心线与转子的刚性中心线是一致的，所以在计算和找正中使用转子、假轴的挠度值时，不必考虑 和 不相等带来的影响。 4 根据转子，假轴的挠度值和假轴外圆的实际半径rj决定找中心用的名义尺寸RX。 由图二知，X处的隔板到转子轴线的名义尺寸为Rx，则找该隔板中心用的名义尺寸R X: R X=Rx + ( fx - f X)- rj (6)这里，Rx就是隔板到假轴表面的名义距离。 5 将每个隔板的RX值算出后，按X的大小和隔板顺序编号列表，以备找中心操作时查用。 6 按R X值找中心，使隔板到假轴表面的实际尺寸R X符合允差要求。 二、钢线法 从以上的计算可以看出，安装中利用假轴法找隔板中心，比较麻烦。

5、下面介绍比较实用的钢线法。 找隔板中心用的钢线法，和在机械安装其它场合用的钢线法相比，在装置方法上是完全一样的，所不同的，是后者对钢线曲线没有特殊要求，而前者则要求钢线曲线与转子的挠度曲线相同。 A、 使钢线曲线与转子挠度曲线相同的条件。 不难从式(1)看出，与R相比，L是相当小的，所以我们有理由将转子挠度曲线由人们通常认定为圆弧的一段，改认为抛物线的一段，而不致对汽轮机的运行带来影响，这样，若以转子挠度曲线的最低点为原点建立直角座标系，并令X轴平行于水平面，则转子挠度曲线符合如下方程： y=px2 (7)dydx式中的p应由转子右端测点(xR、yR)的扬度R和左端测点(xL、yL)的扬度L确

6、定。现求p。因 =2px所以有 R=2pxR (7a) L=2pxL (7b)R-L2（XR-XC）从式(7a)的两边去减式(7b)所对应的两边，并予整理得： P = R-L2L已知(xRxL)=L，所以 p = (8)R-L2L代p代入式(7)得转子的挠度方程： y = x2 (9)在X、L取m，R和L取mmm时， y为mm500wp 钢线曲线本为悬链线，为方便计算，在实际安装工程中，也可以采用抛物线代之： y= x2 (10)式中： w作用在单位钢线上的重力，kgfm p作用于钢丝的水平拉力，kgf x取m，y为mm。 建立式(7)的条件，是以钢线曲线的最低点为原点，X轴取水平方向的直角座

7、标系。 鉴于式(9)和式(10)在形式上的一致和它们依据建立的直角座标系的条件完全相同，当R、L和L为已知时，我们便能够通过选择适当的W使式(9)和式(10)所表示的曲线完全相同。1000wLR-L 人们总是习惯于首先决定所用钢线的规格而后配以P的，P值可用从式(9)、 (10)导出的下式算得： p = （11）式(11)求出的P，就是使钢线曲线与转子挠度曲线相同的条件。 B 关于实现两条曲线同一的可能性。 这里所谓的“同一”，就是前已提及的两条曲线既在形状上相同，又在空间位置上重合。或者说不仅在理论上而且在实用上它们可以互相代用。实现同一的可能性自然应包括这两个方面。但是由于只要使钢线曲线上

8、的两点与挠度曲线上的两点重合，就能用钢线曲线去代替挠度曲线，而这又是极易做到的，所以，实现两曲线同一的可能性问题就简化为使他们形状相同的条件能否用于实际问题了，也就是能不能选到具有足够强度以承受由式(11)决定的P的钢丝?让我们讨论这个问题。 众所周知，单位长度的钢线所受之重力W，与它的截面积F(cm2)之间，有 W = O.78F kgfm (12) 又，钢丝所受水平拉力P(kgf)与其极限强度b(kgfcm2)之间应满足PO.8Fb (13)780L0.81 R-L 将式(12)代入式(11)，再将其结果代入(13)经整理得：b (14) 在我们安装过的机组中，表一所载的所有碳素钢弹簧钢丝

9、都是能满足的。碳索弹簧钢 丝(YB24864)直径(mm)组、a组 组0.140.302703102252701752250.320.60265305220265170220中碳结构钢 丝(GB34564)直径(mm)20,30,3540,45,500.30.7100110 在选用钢丝时，还应注意使PF的乘积不小于O.3b。 C钢丝法的实施。 1根据实测扬度R、L和已选定的钢丝，按式(12)求出水平拉力P。 2挂线，配重取P。钢丝在线架的支持点宜装滚珠轴承，以减少阻力，线架应能同时调整水平和垂直两个方向的位置。 3调整钢线的位置，使其与汽缸前后两个轴承(或汽封窝洼)的中心对准。 4与电声法(参见规范TJ231(一)-75，P41)相配合，用已挂好的钢线找隔板中心，使隔板至钢线的距离符合测量用名义尺寸Px和安装允许误差的要求，这里 Px=Px-rs （15）式中：Px 隔板至转子轴线的设计距离； rs钢丝的实际半径。 rs是常数，因此Px的计算极为简便。除了计