一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法与流程

1.本发明属于核电厂设备检修技术领域，具体涉及一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法。


背景技术：

2.在百万千瓦级核电厂中，发电机作为二回路的重要设备，负责将汽轮机传来的机械能转变为电能并输送给电网。某核电厂1-4号机组采用ta1100-78型大型四极半转速同步发电机，主要是由定子绕组、铁芯、转子、端盖、可倾瓦轴承等部件组成。发电机转子由2个三瓦块式可倾瓦轴承支撑，该类型轴承主要由1个轴承体(1)和侧部瓦块(2)、底部瓦块(3)和顶部瓦块(4)组成，具体结构见图1，底部瓦块(3)沿轴向方向设有两个温度传感器，用于监测轴瓦运行温度。轴承体的外缘为圆柱面，用以测量轴承和转子之间的平行度。
3.发电机轴承与发电机转子之间设计上有平行度要求，即转子中心线与轴承垂直中心线和水平中心线均应平行。如果平行度不合格，发电机转子与轴承瓦块接触不均匀，容易造成瓦块冷却效果不均匀，瓦块局部过热甚至磨损，同时导致底部瓦块上的两个瓦块金属温度传感器示数有差异，即发电机轴承温差大。发电机轴承温差为机组运行重要监测参数，一旦达到停机限制，需要停机处理。故电厂大修时，需要对发电机轴承平行度进行测量并调整至设计范围，确保发电机轴承的安装质量和机组的安全运行。
4.发电机轴承平行度的常规测量方法为分别在垂直方向和水平方向，测量内、外侧(靠近发电机侧为轴承内侧，远离发电机侧为轴承外侧，下同)轴承体外缘至发电机转子的距离值，直接相减，即可得出垂直方向和水平方向的平行度。如若不合格，利用千斤顶通过调整轴承位置的方式进行平行度调整。由于轴承体外缘为非精加工面，内、外侧轴承体外缘直径在制造时必定存在加工偏差，常规方法未考虑到轴承体外缘直径差异的影响，测得的轴承平行度并不准确。在某百万千瓦级核电厂的应用过程中，产生了因发电机轴承平行度不合格导致的发电机轴瓦温差大问题，降低了发电机的设备可靠性，影响了系统和机组的安全可靠运行。
5.因此，发明出一种更可靠的三瓦块式可倾瓦轴承平行度测量计算方法，对设备和机组的安全、可靠运行至关重要。


技术实现要素：

6.针对以上不足，本发明的目的是提供一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，旨在能够精确测量计算发电机可倾瓦轴承的平行度，确保满足设计要求。
7.本发明的技术方案如下：
8.一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，具体包括以下步骤，步骤一、测量轴承体外缘到转子距离；步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；步骤四、计算不同方向轴承平行度；
9.步骤一、测量轴承体外缘到转子距离；
10.在垂直方向，即顶部瓦块位置处，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为a1、a2；
11.在水平方向，即侧部瓦块位置处，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为b1、b2。
12.所述步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；
13.用外径千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘的直径，内侧直径和外侧直径分别记为φda、φdb；
14.计算轴承体外缘至转子距离修正系数，即内、外侧轴承体外缘直径差值的一半，记为d，即
15.所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；
16.如果φda＞φdb，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d，b
′
1＝b1-d。
17.所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；
18.如果φda＜φdb，即轴承体外缘直径最大值在外侧，则以轴承体外缘至转子的外侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的外侧距离修正值分别记为a
′
2与b
′
2，则a
′
2＝a2-d，b
′
2＝b2-d。
19.所述步骤四、计算不同方向轴承平行度；
20.假设垂直方向轴承平行度记为
△
1，水平方向轴承平行度记为
△
2，则：
21.如果φda＞φdb，则
△
1＝a2-a
′
1，
△
2＝b2-b
′
1；
22.如果φda＜φdb，则
△
1＝a1-a
′
2，
△
2＝b1-b
′
2；
23.△
1和
△
2均应满足[-0.02mm，+0.02mm]要求，如果
△
1或者
△
2的值不在这个范围内，则说明在轴瓦与轴的相对位置出现偏差；
[0024]
因此需要对轴承体1进行调整，用千斤顶轻轻的顶起转子，使转子轴颈处的抬高，以便转子与轴瓦有间隙，然后再用千斤顶调整轴承体位置，直至
△
1和
△
2 均在要求范围以内。
[0025]
本发明的有益效果在于：
[0026]
1、根据本发明的方法，对内、外侧轴承体外缘至发电机转子的距离值进行修正，可消除内、外侧轴承体外缘直径加工误差对轴承平行度测量的影响，使轴承平行度的测量计算更加准确，确保满足设计要求。
[0027]
2、根据本发明的方法，多次应用于某百万千瓦级压水堆电站1-4号机组发电机可倾瓦轴承检修工作，彻底解决了因传统方法测量准确度低而产生的轴瓦温差大的缺陷，取得了良好效果，提高了发电机运行可靠性。
附图说明
[0028]
图1为本发明的可倾瓦轴承结构示意图；
[0029]
图2为倾瓦轴承平行度调整测量示意图；
[0030]
图中：1-轴承体；2-侧部瓦块；3-底部瓦块；4-顶部瓦块。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]
基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0033]
本方案设计了一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，具体包括以下步骤：
[0034]
步骤一、测量轴承体外缘到转子距离；
[0035]
参考图2，在垂直方向，即顶部瓦块4位置处，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为a1、 a2。
[0036]
参考图2，在水平方向，即侧部瓦块2位置处，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为b1、 b2。
[0037]
步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；
[0038]
参考图2，用外径千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘的直径，内侧直径和外侧直径分别记为φda、φdb。
[0039]
计算轴承体1外缘至转子距离修正系数，即内、外侧轴承体外缘直径差值的一半，记为d，即
[0040]
步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；
[0041]
如果φda＞φdb，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d，b
′
1＝b1-d；
[0042]
如果φda＜φdb，即轴承体外缘直径最大值在外侧，则以轴承体外缘至转子的外侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的外侧距离修正值分别记为a
′
2与b
′
2，则a
′
2＝a2-d，b
′
2＝b2-d。
[0043]
步骤四、计算不同方向轴承平行度；
[0044]
假设垂直方向轴承平行度记为
△
1，水平方向轴承平行度记为
△
2，则：
[0045]
如果φda＞φdb，则
△
1＝a2-a
′
1，
△
2＝b2-b
′
1；
[0046]
如果φda＜φdb，则
△
1＝a1-a
′
2，
△
2＝b1-b
′
2；
[0047]
△
1和
△
2均应满足[-0.02mm，+0.02mm]要求，如果
△
1或者
△
2的值不在这个范围内，则说明在轴瓦与轴的相对位置出现偏差。
[0048]
因此需要对轴承体1进行调整。用千斤顶轻轻的顶起转子，使转子轴颈处的抬高一定距离，以便转子与轴瓦有间隙，然后再用千斤顶调整轴承体1位置，直至
△
1和
△
2均在要求范围以内。
[0049]
步骤一至四中，发电机可倾瓦轴承上下半均应处于安装状态。
[0050]
步骤一至四中，靠近发电机侧为轴承内侧，远离发电机侧为轴承外侧。
[0051]
步骤四中，轴承平行度又分为垂直方向平行度和水平方向平行度，
△
1代表垂直方向平行度，
△
2代表水平方向平行度。
[0052]
(一)修前轴承平行度测量计算
[0053]
步骤一、测量轴承体外缘到转子距离
[0054]
参考图2，在垂直方向(即顶部瓦块4位置处)，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为a1＝341.66mm、a2＝341.82mm。
[0055]
参考图2，在水平方向(即侧部瓦块2位置处)，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为 b1＝341.78mm、b2＝341.88mm。
[0056]
步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数
[0057]
参考图2，用外径千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘的直径，内侧直径和外侧直径分别记为1475.01mm、1474.99mm。
[0058]
计算轴承体1外缘至转子距离修正系数，即内、外侧轴承体外缘直径差值的一半，记为d，即
[0059]
步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值
[0060]
因为φda＞φdb，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d＝341.66mm-0.01mm＝341.65mm， b
′
1＝b1-d＝341.78mm-0.01mm＝341.77mm。
[0061]
步骤四、计算不同方向轴承平行度
[0062]
假设垂直方向轴承平行度记为
△
1，水平方向轴承平行度记为
△
2，则：
[0063]
因为φda＞φdb，则
△
1＝a2-a
′
1＝341.82mm-341.65mm＝0.17mm，
△
2＝b2-b
′
1＝341.88mm-341.77mm＝0.11mm；
[0064]
△
1和
△
2均不满足[-0.02mm，+0.02mm]要求，轴承平行度不合格，则说明在轴瓦与轴的相对位置出现偏差。用千斤顶调整轴承体1位置，调整后测量计算如下。
[0065]
(二)修后轴承平行度测量计算
[0066]
步骤一、测量轴承体外缘到转子距离
[0067]
参考图2，在垂直方向(即顶部瓦块4位置处)，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为 a1＝341.75mm、a2＝341.73mm。
[0068]
参考图2，在水平方向(即侧部瓦块2位置处)，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为 b1＝341.90mm、b2＝341.90mm。
[0069]
步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数
[0070]
参考图2，用外径千分尺分别测量内、外侧轴承体1外缘的直径，内侧直径和外侧直径分别记为1475.01mm、1474.99mm。
[0071]
计算轴承体1外缘至转子距离修正系数，即内、外侧轴承体外缘直径差值的一半，记为d，即
[0072]
步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值
[0073]
因为φda＞φdb，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d＝341.75mm-0.01mm＝341.74mm， b
′
1＝b1-d＝341.90mm-0.01mm＝341.89mm。
[0074]
步骤四、计算不同方向轴承平行度
[0075]
假设垂直方向轴承平行度记为
△
1，水平方向轴承平行度记为
△
2，则：
[0076]
因为φda＞φdb，则
△
1＝a2-a
′
1＝341.73mm-341.74mm＝-0.01mm，
△
2＝b2-b
′
1＝341.90mm-341.89mm＝0.01mm；
[0077]
△
1和
△
2均满足[-0.02mm，+0.02mm]要求，轴承平行度合格。
[0078]
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0079]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0080]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
[0081]
本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的方法，其他方法可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
[0082]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，具体包括以下步骤，步骤一、测量轴承体外缘到转子距离；步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；步骤四、计算不同方向轴承平行度；其特征在于：步骤一、测量轴承体外缘到转子距离；在垂直方向，即顶部瓦块位置处，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为a1、a2；在水平方向，即侧部瓦块位置处，用专用深度千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘到转子的距离值，内侧距离值和外侧距离值分别记为b1、b2。2.如权利要求1所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；用外径千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘的直径，内侧直径和外侧直径分别记为φd
a
、φd
b
；计算轴承体外缘至转子距离修正系数，即内、外侧轴承体外缘直径差值的一半，记为d，即3.如权利要求1所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；如果φd
a
＞φd
b
，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d，b
′
1＝b1-d。4.如权利要求1所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；如果φd
a
＜φd
b
，即轴承体外缘直径最大值在外侧，则以轴承体外缘至转子的外侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的外侧距离修正值分别记为a
′
2与b
′
2，则a
′
2＝a2-d，b
′
2＝b2-d。5.如权利要求1所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤四、计算不同方向轴承平行度；假设垂直方向轴承平行度记为δ1，水平方向轴承平行度记为δ2，则：如果φd
a
＞φd
b
，则δ1＝a2-a
′
1，δ2＝b2-b
′
1；如果φd
a
＜φd
b
，则δ1＝a1-a
′
2，δ2＝b1-b
′
2；δ1和δ2均应满足[-0.02mm，+0.02mm]要求，如果δ1或者δ2的值不在这个范围内，则说明在轴瓦与轴的相对位置出现偏差；因此需要对轴承体1进行调整，用千斤顶轻轻的顶起转子，使转子轴颈处的抬高，以便转子与轴瓦有间隙，然后再用千斤顶调整轴承体位置，直至δ1和δ2均在要求范围以内。6.如权利要求1-5任意一项所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述发电机可倾瓦轴承上下半均应处于安装状态。7.如权利要求1-5任意一项所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：靠近发电机侧为轴承内侧，远离发电机侧为轴承外侧。
8.如权利要求5所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤四中，轴承平行度又分为垂直方向平行度和水平方向平行度，δ1代表垂直方向平行度，δ2代表水平方向平行度。9.如权利要求1所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；如果φd
a
＞φd
b
，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d，b
′
1＝b1-d；如果φd
a
＜φd
b
，即轴承体外缘直径最大值在外侧，则以轴承体外缘至转子的外侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的外侧距离修正值分别记为a
′
2与b
′
2，则a
′
2＝a2-d，b
′
2＝b2-d。10.如权利要求1所述的一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，其特征在于：所述步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；用外径千分尺分别测量内、外侧轴承体外缘的直径，内侧直径和外侧直径分别记为φd
a
、φd
b
；计算轴承体外缘至转子距离修正系数，即内、外侧轴承体外缘直径差值的一半，记为d，即所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；如果φd
a
＞φd
b
，即轴承体外缘直径最大值在内侧，则以轴承体外缘至转子的内侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的内侧距离修正值分别记为a
′
1与b
′
1，则a
′
1＝a1-d，b
′
1＝b1-d；所述步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；如果φd
a
＜φd
b
，即轴承体外缘直径最大值在外侧，则以轴承体外缘至转子的外侧距离值为计算依据，垂直方向和水平方向处轴承体外缘至转子的外侧距离修正值分别记为a
′
2与b
′
2，则a
′
2＝a2-d，b
′
2＝b2-d；所述步骤四、计算不同方向轴承平行度；假设垂直方向轴承平行度记为δ1，水平方向轴承平行度记为δ2，则：如果φd
a
＞φd
b
，则δ1＝a2-a
′
1，δ2＝b2-b
′
1；如果φd
a
＜φd
b
，则δ1＝a1-a
′
2，δ2＝b1-b
′
2；δ1和δ2均应满足[-0.02mm，+0.02mm]要求，如果δ1或者δ2的值不在这个范围内，则说明在轴瓦与轴的相对位置出现偏差；因此需要对轴承体1进行调整，用千斤顶轻轻的顶起转子，使转子轴颈处的抬高，以便转子与轴瓦有间隙，然后再用千斤顶调整轴承体位置，直至δ1和δ2均在要求范围以内。

技术总结
本发明属于核电厂设备检修技术领域，具体涉及一种三瓦块式可倾瓦轴承平行度的测量计算方法，包括步骤一、测量轴承体外缘到转子距离；步骤二、计算轴承体外缘到转子距离修正系数；步骤三、计算转子至轴承体外缘距离修正值；步骤四、计算不同方向轴承平行度；根据本发明的方法，对内、外侧轴承体外缘至发电机转子的距离值进行修正，可消除内、外侧轴承体外缘直径加工误差对轴承平行度测量的影响，使轴承平行度的测量计算更加准确，确保满足设计要求。根据本发明的方法，多次应用于某百万千瓦级压水堆电站1-4号机组发电机可倾瓦轴承检修工作，彻底解决了因传统方法测量准确度低而产生的轴瓦温差大的缺陷，取得了良好效果，提高了发电机运行可靠性。发电机运行可靠性。发电机运行可靠性。


技术研发人员：罗贤龙 谢文雄
受保护的技术使用者：福建福清核电有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2023/7/13