Молочек В.А. Ремонт паровых турбин

Подождите немного. Документ загружается.

Расстояние между центрами подшипников

ротора генератора l

=5 м, расстояние от торца

муфты до переднего (со стороны турбины) под-

шипника генератора l

=0, 6 м и диаметр муфты

между роторами турбины и генератора D=0,6 м.

По этим данным определяются величины и на-

правления требующихся перемещений прицен-

тровываемого ротора генератора для совмещения

его оси с осью ротора турбины, принятого в дан-

ном случае за базу.

Из анализа замеров аксиальных и ра-

диальных зазоров следует: 1) торцы роторов в

вертикальной плоскости непараллельны и имеют

излом (раскрытие вверх) на 1 м диаметра муфты

=(a

)/D=(0,23-0,06)/0,6=0,28 мм.

Для устранения этого излома необходимо:

а) задний подшипник генератора поднять на

=0,28(5+0,6)≈1,57 мм.

б) передний подшипник генератора под-

нять на А

=0,28*0,6≈0,17 мм.

2) величина верхнего радиального зазора

больше нижнего, и в связи с тем, что центро-

вочная скоба укреплена на муфте ротора тур-

бины, этот ротор находится выше ротора гене-

ратора на величину Р

вер

=(р

-р

)/2=(0,14-0)/2=0,07

мм.

Для устранения этого радиального смеще-

ния необходимо оба подшипника генератора под-

нять на 0,07 мм.

Таким образом, для устранения излома и

радиального смещения роторов в вертикальной

плоскости необходимо:

а) задний подшипник генератора (со сторо-

ны возбудителя) поднять на величину А

+Р

вер

1,57+ 0,07 =1,64 мм,

б) передний подшипник генератора под-

нять на величину А

+Р

вер

=0,17+0,07 =0,24 мм;

3) торцы роторов в горизонтальной плоско-

сти непараллельны и имеют излом (раскрытие

влево) на 1 м диаметра муфты:

=(а

-а

)/D=(0-0,29)/0,6=-0,48 мм.

Для устранения этого излома необходимо:

а) задний подшипник генератора пере-

двинуть влево на A

==0,48 (5+ 0,6)= -2,69 мм,

б) передний подшипник генератора пере-

двинуть влево на A

= -0,48 • 0,6 = -0,29 мм;

4) величина правого радиального зазора

больше левого и в связи с тем, что центровочная

скоба укреплена на муфте ротора турбины, необ-

ходимо ротор генератора передвинуть вправо на

величину Р

гор

=(р

-р

)/2=(0,12-0,02)/2=0,05 мм.

Таким образом, для устранения излома и

радиального смещения роторов в горизонтальной

плоскости необходимо:

а) задний подшипник генератора передви-

нуть влево на величину

+Р

гор

= -2,69+0,05= -2,64 мм,

б) передний подшипник генератора пере-

двинуть влево на величину

rop

= -0,29+0,05= -0, 24 мм.

Опорный подшипник типа приведенного

на рис. 11.7 центрируется в расточке корпуса на

четырех опорных подушках; эти подушки при-

вертываются к вкладышу подшипника винтами.

Наружная поверхность подушек обточена кон-

центрично с расточкой вкладыша. Правильная

радиальная установка вкладышей достигается

подбором сменных прокладок, закладываемых

под подушки.

Подъем вкладыша в вертикальной плоско-

сти производится путем подкладывания про-

кладки из калиброванной листовой стали соответ-

ствующей толщины под нижнюю опорную по-

душку вкладыша при одновременном уменьше-

нии на такую же величину толщины прокладки

под верхней опорной подушкой. Точно также для

перемещения вкладыша в горизонтальной плос-

кости следует вынуть с одной стороны вклады-

ша из-под опорной подушки прокладку соответ-

ствующей толщины и переложить ее под опор-

ную подушку с другой стороны вкладыша.

Рисунок 11.7. Опорный подшипник турбины. 1-корпус

подшипника, 2-вкладыш, 3-крышка подшипника, 4, 5, 6

и 7—опорные подушки вкладыша, 8—тонкие стальные

прокладки, регулирующие положение вкладыша;

α—угол расположения боковых опорных подушек

При установке прокладок следует учиты-

вать угол расположения боковых подушек α на

вкладыше. Так, например, если ротор надо под-

нять по высоте на величину А, то необходимо под

нижнюю подушку положить прокладку толщиной

А и уменьшить на толщину А прокладку под

верхней подушкой подшипника. Кроме того, под

каждую нижнюю боковую подушку необходимо

положить прокладку толщиной А•sin α. Точно

также при» необходимости перемещения ротора в

горизонтальной плоскости на величину Б надо

под одну боковую подушку положить подкладку

толщиной Б•cos α, a под другой боковой по душ-

кой уменьшить толщину подкладки на Б • cos α.

При необходимости одновременного пере-

мещения ротора в вертикальной и горизонтальной

плоскостях изменение толщины прокладок опре-

деляется алгебраической суммой толщин, полу-

ченных расчетом измерений.

Убедившись в правильности произведен-

ной центровки по муфтам и в том, что после уста-

новки необходимых прокладок центровка по рас-

точкам также будет в пределах допусков, опор-

ные подушки после их снятия и изменения тол-

щины прокладок должны быть плотно пригнаны к

расточке корпуса подшипника (§17.2).

Под опорными подушками следует иметь

одну-две прокладки, так как набор из большого

числа тонких прокладок трудно поддается плот-

ной пригонке. Прокладки должны устанавли-

131

ваться цельные из калиброванной стали, а не из

латуни, так как последние сминаются (раздавли-

ваются) при работе под влиянием вибраций рото-

ров, вследствие чего нарушается центровка тур-

бины. Точно также не разрешается установка про-

кладок не под всю опорную поверхность подуш-

ки вкладыша, а тем более—применение клиновых

прокладок.

Рисунок 11.8. Контроль смещения корпуса подшип-

ника в горизонтальном направлении. 1 — корпус под-

шипника 2 — индикаторы.

При вкладышах подшипников, не име-

ющих опорных подушек, перемещение ротора

при центровке может быть произведено путем

перемещения корпуса (стула) подшипника в том

случае, если этот корпус жестко закреплен на

фундаменте. В вертикальной плоскости это пере-

мещение производится путем изменения толщи-

ны прокладок между основанием корпуса и пли-

той фундамента, в горизонтальной плоскости пе-

ремещение корпуса производится после ослабле-

ния болтов, крепящих корпус подшипника к пли-

те фундамента, и выемки контрольных шпилек.

Величина смещения корпуса контролируется ин-

дикаторами (рис. 11.8). После перемещения и

крепления корпуса к фундаментной плите болта-

ми производится проверка центровки, при полу-

чении удовлетворительных результатов произво-

дится развертывание отверстий под контрольные

шпильки, изготовление и установка новых кон-

трольных шпилек по новым диаметрам отверстий.

У корпусов подшипников, скользящих при

тепловых расширениях по фундаментной раме,

небольшое перемещение роторов при отсутствии

у вкладышей опорных подушек производится

шабровкой баббита вкладышей подшипников в

пределах допуска зазоров; значительные переме-

щения в этих случаях могут производиться только

после перезаливки и новой расточки вкладышей в

соответствии с требующейся передвижкой рото-

ра.

Как уже указывалось, изменение толщины

прокладок под опорными подушками подшип-

ников, улучшая центровку по муфтам, может на-

рушить центровку роторов по расточкам в ци-

линдрах, поэтому подобная регулировка положе-

ния роторов при центровке по муфтам допускает-

ся лишь в самых ограниченных пределах, которые

определяются допустимыми отклонениями зазо-

ров в лабиринтах.

Изменение толщины прокладок под стой-

ками подшипников практически не изменяет ус-

тановки роторов по расточкам, так как в этом

случае и цилиндр и ротор сдвигаются совместно,

что обеспечивает сохранение установленных за-

зоров в лабиринтовых расточках. Подобное вы-

прямление при центровке может производиться у

переднего подшипника ЦВД, если он жестко за-

креплен на фундаменте, и у подшипника генера-

тора со стороны возбудителя. В последнем случае

имеются довольно большие возможности для пе-

ремещения подшипника за счет изменения тол-

щины имеющейся здесь изоляционной подкладки

и за счет большого зазора между статором и ро-

тором генератора.

После установки под корпусами подшип-

ников или у вкладышей всех прокладок, необхо-

димых для улучшения центровки роторов, обя-

зательно проведение повторной контрольной цен-

тровки, результаты которой должны быть занесе-

ны в формуляр.

При ремонтах турбин следует производить

центровку по муфтам дваждым - один раз после

вскрытия турбины, а другой раз — непосредст-

венно при сборке и окончательном закрытии тур-

бины.

Проверка центровки по муфтам между ро-

торами ЦНД и генератора, произведенная после

закрытия и обтягивания болтов разъема ЦНД,

позволяет учесть влияние на центровку веса

крышки ЦНД и обтягивания ее болтов.

По окончании центровки по муфтам необ-

ходимо произвести проверку положения роторов

по уровню (рис. 11.9). Уровень при всех замерах

должен быть так установлен посредине шейки

ротора, чтобы поперечная ампула уровня показы-

вала строго горизонтальное положение, т.е. нуль;

только после этого следует производить отсчет

наклона ротора в продольном направлении.

Рисунок 11.9. Проверка положения ротора

по уровню «Геологоразведка».

Проверка положения роторов по уровню

должна быть зафиксирована в формуляре, эти

данные в сопоставлении с данными уклонов ци-

линдров в продольном направлении, проверяемых

при вскрытиях цилиндров, позволяют судить о

правильности установки цилиндров и роторов

или об изменениях в их установке со времени

предыдущего вскрытия.

132

11.3. ЦЕНТРОВКА РОТОРОВ ПО

РАСТОЧКАМ УПЛОТНЕНИЙ.

Изменение прокладок под опорными под-

шипниками может вызвать нецентральное по-

ложение роторов по отношению к расточкам ла-

биринтовых уплотнений, что повлечет за собой

изменение зазоров в лабиринтах и задавания в

них при работе.

Поэтому при значительной расцентровке

по полумуфтам при обнаруживаемых задеваниях

в концевых и промежуточных лабиринтовых уп-

лотнениях, а также после перезаливки вкладышей

подшипников, после перецентровки диафрагм и

после смены лабиринтовых уплотнений должна

быть проверена центровка роторов в расточках

цилиндров для концевых лабиринтовых уплотне-

ний.

Эта проверка производится при вынутых

корпусах концевых лабиринтовых уплотнений и

роторах, уложенных на свои нижние вкладыши в

нормальном положении. Перед проверкой необ-

ходимо очистить поверхности расточек лабирин-

товых уплотнений и убедиться в отсутствии на

них дефектов (забоин, наклепа, заусениц и др.).

Замеры зазоров между шейками роторов и рас-

точками лабиринтов в цилиндрах производятся

штихмасом в трех точках (а, Ь, с) каждой из рас-

точек корпусов лабиринтов с обоих концов

ротора (рис 11.10).

Рисунок 11.10. Центровка ротора по расточкам лаби-

ринтовых уплотнений, 1-цилиндр, 2-ротор, 3-штихмас.

Рисунок 11.11. Борштанга. а—конструкция борштанги,

б—измерение зазоров по расточкам уплотнений,

1—упорное кольцо, 2—хомут с измерительным стерж-

нем, 3—опора, 4—квадрат для вращения борштанги.

Эти же замеры могут быть произведены

при вынутом роторе с помощью борштанги, изго-

товляемой из трубы соответствующего диаметра

с укрепленным на ней против измеряемой расточ-

ки приспособлением в виде стержня на хомуте

(рис. 11.11,а). Хомут закрепляется на борштанге

так, чтобы между концом стержня и поверхно-

стью расточки был зазор в 0,3—0,5 мм (рис.

11.11,б); при этом, так же как и при применении

штихмаса, замеры производятся в горизонтальной

плоскости — два и в вертикальной — один.

При замерах положения в вертикальной

плоскости, если статический прогиб борштанги

вала не равен статическому прогибу ротора, не-

обходимо учитывать разницу между этими про-

гибами.

Статический прогиб ротора обычно изве-

стен по данным завода-изготовителя. При от-

сутствии этих данных статический прогиб ротора

подсчитывается по формуле f

ст.р

=300

кр

, см;

где n

кр

—критическое число оборотов ротора по

опытным данным эксплуатации. Статический

прогиб борштанги определяется, как прогиб рав-

номерно нагруженной и свободно лежащей на

опорах балки, по формуле f

ст.б

=5Рl

/(384εJ);

где Р — нагрузка от веса борштанги, кг;

l-расстояние между опорами, см; ε—модуль уп-

ругости, кгс/см

(для стали 2*10

кгс/см

);

J — момент инерции, см

Для трубы J=0,05 (D

—d

), где D и d—на-

ружный и внутренний диаметры трубы, см.

Практически прогиб борштанги может

быть проверен путем сравнения его с прогибом

ротора по расточке под центральную диафрагму.

Измерения с помощью борштанги отлича-

ются удобством, наглядностью и особенно хо-

рошие результаты дают при закрытии крышки

цилиндра и замерах положения указателя бор-

штанги, заменяющей ротор, по отношению ко

всей расточке в целом.

Разница в размерах а, Ь и с (см. рис. 11.10)

показывает величину и направление смещения

ротора. Эти замеры при правильном положении

ротора турбины в цилиндрах должны быть в ра-

бочих условиях равны между собой, что указыва-

ет на концентричное положение ротора по отно-

шению к расточкам.

В случае неправильного положения рото-

ров в лабиринтовых расточках необходимо ис-

править это положение соответствующим подбо-

ром и сменой части прокладок под опорными по-

душками вкладышей подшипников. При неоди-

наковых размерах, замеренных по обеим сторо-

нам ротора в плоскости разъема, необходимо сме-

стить ротор в горизонтальной плоскости на раз-

ность боковых размеров, деленную пополам. При

замере в нижней точке, отличном от полусуммы

боковых замеров, перемещение ротора необходи-

мо произвести в вертикальном направлении на

величину, равную разности между замером в

нижней точке и полусуммой боковых размеров.

Допуск при этой центровке, т. е. Размеры a-

b и c-(a+b)/2, обычно не должны превышать

0,1 мм, если нет каких-либо специальных ука-

заний в монтажных формулярах или инструкциях

завода-изготовителя.

При подборе толщины и смене прокладок

следует учитывать влияние расстояния от под-

шипника, у которого изменяются прокладки, до

лабиринтовой расточки. После изменения толщи-

ны прокладок под опорными подшипниками цен-

тровка по расточкам должна быть вновь провере-

на.

Очевидно, что центровка по муфтам может

нарушить центровку по расточкам, поэтому цен-

тровки по муфтам и по расточкам должны согла-

совываться между собой в пределах допусков по

этим центровкам; такое согласование центровок

при тщательном и продуманном подходе всегда

возможно.

133

11.4. ЦЕНТРОВКА ПО УРОВНЮ

И СТРУНЕ.

Центровки корпусов подшипников и ци-

линдров по уровню и струне являются обяза-

тельными операциями при монтаже турбоагре-

гата, несмотря на то, что этот монтаж на элек-

тростанции производится по контрольным

шпилькам, шпонкам и замерам в соответствии с

формулярами завода-изготовителя, где тур-

боагрегат обычно проходит контрольную сборку

и испытания на заводском стенде. Эта проверка

должна дать уверенность в правильном положе-

нии роторов, цилиндров и подшипников в верти-

кальной и горизонтальной плоскостях.

В некоторых случаях при ремонтах обнару-

живается, что отдельные цилиндры и подшип-

ники установлены с неправильным уклоном по

отношению к осевым линиям роторов, что может

являться следствием неравномерной осадки фун-

дамента турбоагрегата или ошибок, допущенных

во время монтажа. В этих случаях, а также в слу-

чаях, когда при сборке турбин, находившихся в

длительной эксплуатации, производятся трудоем-

кие работы, связанные с приведением в порядок

фундаментов, с исправлением опорных поверхно-

стей турбины, со сменой и исправлением направ-

ляющих шпонок, шпоночных пазов, фундамент-

ных болтов и контрольных шпилек, приходится

производить центровку по уровню и струне с тем,

чтобы привести их в соответствие с данными за-

водских монтажных формуляров.

Задачей этой центровки является такое

взаимное расположение цилиндров и корпусов

подшипников по высоте и наклону их плоскостей

разъема к горизонту в поперечном и продольном

направлениях, чтобы оси роторов в рабочих усло-

виях представляли непрерывную плавную кривую

линию и были расположены концентрично в рас-

точках цилиндров.

Обычно при монтаже общий уклон плоско-

стей разъемов цилиндров и корпусов подшип-

ников, который необходимо выдержать для учета

прогиба роторов под действием собственного ве-

са, равномерно распределяется между отдельны-

ми цилиндрами и направлен в одну сторону (см.

рис. 11.2).

При проверке уклонов цилиндров и корпу-

сов подшипников, кроме гидростатического

уровня, используются уровень «Геологоразвед-

ка», проверочные линейки и опорные призмы

(рис. 11.12).

Рисунок 11.12. Проверка положения цилиндров уров-

нем «Геологоразведка», установленным на провероч-

ной линейке и гидростатическим уровнем.

1-проверочная линейка, 2-уровень «Геологоразведка»,

3—призмы 4—гидростатический уровень.

Длина проверочной линейки должна быть

достаточной для возможности проверки на длине

цилиндра между задней и передней расточками

лабиринтов нижних половин цилиндров. Над

этими расточками и расточками под вкладыши

подшипников устанавливаются опорные призмы,

на них кладется проверочная линейка и на по-

следнюю укладывается уровень. После замера на

данном цилиндре линейка постепенно передвига-

ется с плоскости разъема одного цилиндра на

плоскость разъема другого цилиндра, пока не бу-

дут проведены измерения по всей турбине.

Подобная же проверка оси в продольном

направлении может быть произведена гидроста-

тическим уровнем (см. рис. 7.27, а). При от-

сутствии такого уровня заводского изготовления

для грубой проверки может быть использован

гидростатический уровень упрощенного типа,

который нетрудно изготовить на самой станции

из резинового шланга и двух водомерных стекол

(мензурок), насаженных на конец шланга

(рис 11.12). Знание разности высот двух точек по

длине турбины и расстояния между этими точка-

ми дает возможность определить наклон разъемов

цилиндров к горизонту и сделать те же выводы,

что при выверке линейной с уровнем

Положение цилиндров и корпусов под-

шипников в поперечном направлении, которое

должно быть горизонтальным, также проверяется

уровнем «Геологоразведка», поставленным на

фланец разъема цилиндра или непосредственно с

помощью проверочной линейки и оперных призм.

Перед проверкой центровки корпусов под-

шипников и цилиндров по уровню обязательно

должно быть обеспечено плотное прилегание

опорных поверхностей корпусов подшипников на

фундаментных рамах, равномерность зазоров по

обеим сторонам вертикальных шпонок, центри-

рующих корпусы подшипников по отношению к

цилиндрам турбины, а также правильное распо-

ложение и надлежащая подгонка шпоночных со-

единений цилиндров с корпусами подшипников и

корпусов подшипников с фундаментными рама-

ми.

134

Рисунок 11.13. Центровка по струне. а—общий вид

при проверке, б — приспособление для натяжения

струны. 1-установочные болты, 2-угольники,

3—металлическая планка, 4-ползун, 5-шпильки,

6-натяжной болт.

Центровка по струне, носящая предвари-

тельный характер, производится при вынутых

роторах, струна натягивается вдоль оси тур-

боагрегата и таким образом как бы характеризует

продольные оси вынутых роторов.

В качестве струны выбирается стальная

проволока диаметром 0,3—0,5 мм (обычно рояль-

ная струна), которая закрепляется крайними точ-

ками у первого и последнего подшипников тур-

бины на высоте оси агрегата (рис 11.13,а). У по-

следнего подшипника струна крепится на планке,

укрепленной так, чтобы струна занимала строго

центральное положение по отношению к расточке

ближайшего лабиринта. У переднего подшипника

струна крепится на выносной стойке, благодаря

чему имеется возможность путем передвижения

стойки найти строго центральное положение

струны по отношению к расточке лабиринта,

ближайшего к переднему подшипнику. Струна

должна быть натянута с максимальным усилием,

допускаемым ее прочностью (обычно равным

около ¾ ее разрывной нагрузки), что обеспечива-

ет ее минимальный провес.

Для натяжения струны может быть приме-

нено простое и очень удобное приспособление,

показанное на рис 1113,б. Оно состоит из планки

3, привернутой шпильками 5 к деревянной рейке.

Натяжение струны производится натяжным бол-

том 6, а установка в центре расточки—

установочными болтами 1, которые при вверты-

вании в угольники 2 передвигают ползун 4 в

нужную сторону.

После натяжения струны проверяется цен-

тровка струны по отношению к расточкам всех

остальных лабиринтов турбины, а также к рас-

точкам диафрагм и маслозащитных колец под-

шипников, уложенных в цилиндры. Струна долж-

на пройти через геометрические центры всех рас-

точек, деля тем самым горизонтальные диаметры

расточек пополам.

Если струна занимает по отношению ко

всей длине указанных расточек центральное по-

ложение (косое положение оси расточки по от-

ношению к струне не допускается), то, сле-

довательно, и все роторы турбины при их укладке

займут в расточках центральное положение, а оси

роторов расположатся в одной вертикальной

плоскости. В противном случае приходится про-

изводить выверку цилиндров, корпусов подшип-

ников и диафрагм по отношению к натянутой

струне.

При выверке на совпадение осей расточек

со струной необходимо учитывать поправки на

изменение при переходе на рабочие условия экс-

плуатации турбины (§ 11.2).

Практически определение равенства раз-

меров а и b (рис. 11.14) производится раз-

движным штихмасом с микрометрической го-

ловкой; для этого одним концом штихмас уста-

навливается в точках с и d и другим его концом

около струны описывается дуга mn.

Рисунок 11.14. Проверка штихмасом положения стру-

ны по отношению к измеряемой расточке. 1-струна,

2—лампочка, 3—бумага, 4—расточка уплотнения,

5 — штихмас.

Во избежание вибрации натянутой струны

при замерах не следует задевать штихмасом за

струну. Штихмас должен только слегка касаться

струны при упоре в точках с и d. В расточку ла-

биринта для улучшения освещения при замерах

кладут переносную электрическую лампочку на

12 В, закрытую сверху листом белой бумаги, что

предохранит зрение от резкого освещения; эта же

лампочка может быть использована в электриче-

ской схеме со световым сигналом для установле-

ния момента касания штихмаса о струну.

Максимально допускаемые отклонения при

центровке по струне, подсчитываемые как по-

луразность величин замеров от осей расточек

справа и слева, принимаются в зависимости от

диаметра расточек в пределах 0,03—0,04 мм для

лабиринтовых расточек ЦВД и 0,05— 0,1 мм для

расточек концевых лабиринтовых уплотнений

ЦНД. Достижение такой точности центровки по

расточкам концевых уплотнений обеспечивается

возможностью изменения прокладок под подуш-

ками регулируемых вкладышей подшипников,

135

отклонения по расточкам которых при центровке

по струне допускаются до 0,2—0,3 мм.

После окончания выверки и передвижения

корпусов подшипников и цилиндров по струне,

которые не должны нарушать произведенной ра-

нее центровки по уровню, необходимо подогнать

по новому месту шпонки, контрольные шпильки

и крепящие болты, изготовляя в необходимых

случаях новые. После окончательного закрепле-

ния производится контрольная проверка центров-

ки.

Если цилиндры и корпуса подшипников

при монтаже были правильно отцентрированы и

установлены в вертикальной и горизонтальной

плоскостях, благодаря чему роторы распо-

лагаются концентрично в каждом из цилиндров

относительно соответствующих расточек кон-

цевых лабиринтовых уплотнений, то обычно цен-

тровки по расточкам и по муфтам, производимые

в процессе капитального ремонта, носят прове-

рочный характер или требуют только небольших

доводочных операций.

11.5. ЦЕНТРОВКА ТРЕХОПОРНЫХ

РОТОРОВ.

При центровке по уровню одноцилиндро-

вого турбоагрегата, имеющего трехопорный ро-

тор, ротор генератора укладывается на свои под-

шипники горизонтально или с превышением в

сторону переднего подшипника по уровню «Гео-

логоразведка» на одно-два деления.

При центровке по уровню двухцилиндро-

вого турбоагрегата, имеющего трехопорный ро-

тор, ротор низкого давления укладывается на

свои подшипники горизонтально или с подъемом

в сторону переднего подшипника по уровню на

одно-два деления.

При центровке по уровню трехцилиндро-

вого турбоагрегата, имеющего трехопорный ро-

тор, цилиндр низкого давления и соответственно

его ротор устанавливаются горизонтально, а дру-

гие цилиндры и роторы агрегата, так же, как в

одно- и двухцилиндровых турбинах после окон-

чательной установки базовых цилиндров и цен-

тровки их роторов по расточкам, прицентровы-

ваются в соответствии с приведенными ранее

указаниями.

Оба ротора в каждом из указанных турбо-

агрегатов, имеющие три опоры, соединены меж-

ду собой жесткой муфтой, в которой одна из по-

лумуфт имеет на торцевой поверхности высту-

пающий центрирующий буртик, входящий в со-

ответствующую выточку другой полумуфты

(рис. 12.2).

Благодаря наличию жесткой муфты два

этих вала представляют собой фактически один

вал на трех опорах. При таком соединении сме-

щение одного из подшипников в вертикальной и

горизонтальной плоскостях приводит к измене-

нию величины прогиба роторов и к перераспре-

делению нагрузок между подшипниками от веса

роторов.

При проведении центровки по полумуфтам

трехопорных роторов передний конец ротора, не

имеющего задней опоры, укладывается на свой

подшипник, а задний конец этого ротора опирает-

ся торцевым буртиком его полумуфты, входящим,

примерно, наполовину в выточку полумуфты со-

седнего двухопорного ротора. Для того чтобы

такое соединение могло служить опорой заднему

концу ротора и во избежание выпадения буртика

из выточки в диаметрально противоположные

отверстия жесткой муфты вставляются с некото-

рой слабиной два болта.

У турбин К-300-240 при центровке муфты

между роторами высокого и среднего давления

под задний конец ротора высокого давления, не

имеющего своего подшипника, подводится спе-

циальная центровочная опора, входящая в конст-

рукцию корпуса среднего подшипника; центро-

вочная опора после окончания центровки и со-

единения жесткой муфты опускается.

С учетом указанных условий центровка по

полумуфтам и соответствующие изменения по

результатам центровки производятся так же, как

это описано выше для роторов, каждый из кото-

рых имеет по две опоры; при этом проверка по

окружности не производится, так как бурт одной

полумуфты центрируется в выточке другой и

смещение роторов по результатам центровки

производится с учетом наличия только трех опор.

При центровке трехопорных роторов необ-

ходимо также учитывать, что часть веса одно-

опорного ротора воспринимается консольной

частью соседнего ротора; это вызывает увели-

чение прогиба указанной консольной части, уве-

личивает нагрузку на средний подшипник, а так-

же ведет к разгрузке заднего подшипника центри-

руемого двухопорного ротора и к уменьшению

стрелы его статического прогиба. Для уменьше-

ния нагрузки от веса роторов на средний под-

шипник и равномерного ее распределения по

всем подшипникам необходимо при центровке

трехопорного агрегата давать в вертикальной

плоскости раскрытие внизу между торцами полу-

муфт. Таким раскрытием внизу полумуфт рото-

ров высокого и среднего давления и объясняется

повышенный подъем передней шейки ротора тур-

бины К-300-240 ЛМЗ, указанный на рис. 11.2 и

выполняемый заводом при монтаже.

При отсутствии заводских данных величи-

на раскрытия полумуфт может быть определена

расчетным путем и с помощью динамометра.

Предварительно необходимо уточнить веса

роторов и определить величину проекций баб-

битовых заливок всех трех вкладышей под-

шипников; эти данные дают возможность опре-

делить нагрузку, которая приходится на каждый

вкладыш, если принять оба ротора за один моно-

литный и исходить из необходимости иметь оди-

наковую удельную нагрузку на каждый вкладыш

подшипника.

Задавшись величиной раскрытия полумуфт

в нижней точке, которая зависит от веса обоих

роторов, их жесткости, диаметра муфты, расстоя-

ния между подшипниками и колеблется в преде-

лах от 0,1 до 0,5 мм, производится центровка ро-

136

торов так, чтобы получить внизу принятую вели-

чину раскрытия полумуфт.

По окончании центровки жесткая соеди-

нительная муфта между роторами полностью со-

единяется болтами и на разъеме среднего под-

шипника укрепляется индикатор с упором его

ножки на верхнюю часть шейки ротора. После

застроповки ротора около среднего подшипника

через динамометр к крюку крана (рис. 11.15) и

постепенной весьма медленной натяжки троса

производится контроль по индикатору за момен-

том сдвига ротора. При показании стрелки инди-

катора 0, 01—0, 02 мм дальнейший подъем пре-

кращается и по динамометру определяется то

усилие, которое потребовалось, чтобы стронуть

ротор.

Рисунок 11.15. Проверка динамометром нагрузки на

вкладыши трехопорного агрегата. 1-динамометр,

2—индикатор.

Если величина подъемного усилия пример-

но соответствует той нагрузке на средний под-

шипник, которая была определена указанным

выше расчетным путем, то принятая величина

раскрытия полумуфт внизу считается правильной

и центровка может быть закончена. Если же ве-

личина подъемного усилия оказалась больше, чем

расчетная нагрузка на средний подшипник, то

принятое раскрытие по полумуфтам надо увели-

чить, в противном случае, наоборот, уменьшить

Для примера приводятся данные по цен-

тровке жесткой муфты трехопорного ротора

двухцилиндровой турбины, которая произведена

при раскрытии полумуфт 0,3 мм в нижней точке.

Вес ротора ВД Р

=8000 кг, вес ротора НД

=19000 кг. Проекции баббитовых заливок вкла-

дышей соответственно f

=800 см

, f

=1200 см

=1000 см

. Вес обоих роторов

Р=Р

+Р

=8000+19000=27000 кг. Сумма площадей

проекций F=f

==800+1200+1000=3000 см

Удельная нагрузка на вкладыши

Р/F=27000/3000=9 кг/см

Отсюда определяется нагрузка на каждый

вкладыш p

=800*9=7200 кг, р

=1200*9=10800 кг,

=1000*9=9000 кг.

Проверка подъемного усилия динамомет-

ром при заданном раскрытии полумуфт в 0,3 мм

показала для среднего вкладыша № 2 величину

10400 кг, что незначительно отличается от на-

грузки 10800 кг на вкладыш, найденной расчет-

ным путем при заданном раскрытии полумуфт,

следовательно, центровку при этом раскрытии

можно считать правильной

11.6. ЦЕНТРОВКА ПЕРЕДНЕГО

КОНЦА ВАЛА ТУРБИНЫ

(«МАЯТНИКОВАЯ» ПРОВЕРКА).

При наличии жесткой муфты между рото-

рами, несмотря на точную подгонку торцов полу-

муфт и соединения их призонными болтами, не-

редко при сборке турбины наблюдается неравно-

мерная затяжка этой муфты. Даже небольшой

перекос торцов полумуфт и неравномерность за-

тяжки болтов вызывают нецентричность передне-

го конца вала, которая влечет за собой «биение»

переднего конца при работе турбины; такое «бие-

ние» резко сказывается на работе всей передней

части турбины и вызывает ее вибрацию. Во избе-

жание этого дефекта необходимо при сборке тур-

бины после проверки состояния торцов полумуфт

и центровки роторов производить проверку бие-

ния переднего конца вала, связанного с другим

валом посредством жесткой муфты.

Рисунок 11.16. Проверка отсутствия «биения» перед-

него конца вала при затяжке болтов жесткой муфты.

а — подвеска ротора с помощью крана, б — подвеска

ротора с помощью специального приспособления для

«маятниковой» проверки, в — определение величины

перекоса при «маятниковой» проверке.

1-распорка, 2—индикаторы, 3 — вкладыш.

Передний конец вала после нормальной за-

тяжки жесткой муфты должен быть подвешен в

непосредственной близости от вкладыша пе-

реднего подшипника длинным тросом к крюку

крана (рис. 11.16,а) и при вынутом нижнем вкла-

дыше этого подшипника оба вала, соединенных

жесткой муфтой, проворачиваются валоповорот-

ным устройством. При отсутствии возможности

использовать валоповоротное устройство перед-

ний конец ротора приподнимается специальным

подъемным приспособлением (рис. 11.16,б) на

высоту, достаточную для выемки нижнего вкла-

дыша подшипника. Выкатывание нижнего вкла-

137

дыша из-под вала, подвешенного на указанном

приспособлении, обычно производится с помо-

щью рычага и рымов, вворачиваемых в разъем

вкладыша (рис. 11.17); после небольшого поворо-

та вкладыша (а), достигаемого действием рычага

через деревянную подкладку, дальнейший пово-

рот вкладыша до полного его выхода из-под вала

(поворот на 180°) производится при опирании

конца рычага на вал через медную прокладку (б).

После выемки вкладыша и выверки вала по уров-

ню производятся указанные ниже замеры; при

этом проворачивание роторов производится тро-

сом, закрепленным на крюке крана (см. рис. 9.2).

Перед незначительным подъемом конца ва-

ла на его шейку ставится уровень или опирается в

вертикальной плоскости индикатор, закреплен-

ный на корпусе подшипника для того, чтобы по-

сле выемки нижнего вкладыша опустить ротор до

того уровня, на котором он был до подвески кон-

ца вала на кран (рис. 11.16).

При проворачивании валов «биение» пе-

реднего конца вала замеряется с помощью инди-

катора, укрепленного сбоку переднего подшип-

ника; замером величины биения по индикатору

определяется совпадение центра этого конца с

осью турбоагрегата. Такое совпадение имеет ме-

сто при нулевых показаниях индикатора во время

поворота валов на любой угол.

Максимальное отклонение стрелки индика-

тора при этой центровке не должно быть выше

0,06 мм. При более значительных отклонениях

необходимо перетяжкой болтов жесткой муфты

добиться показаний индикатора, не превышаю-

щих указанной величины.

Для ускорения центровки следует на ок-

ружности торца переднего конца вала нанести

мелом метки с номерами, точно соответ-

ствующими количеству и положению болтов же-

сткой муфты. При этом записи показаний индика-

тора нужно производить при совпадениях его

штифта с меловыми метками на валу. Каждое

показание должно быть записано с указанием со-

ответствующего номера метки и направления по-

ворота стрелки индикатора (плюс или минус).

При таких записях легко и быстро определяются

номера болтов муфты, подлежащих дополнитель-

ной затяжке для центровки переднего конца вала.

Невозможность устранения «биения» пе-

реднего конца ротора и значительные изменения

величины «биения» в зависимости от порядка и

силы затяжки соединительных болтов муфты ука-

зывают на некачественную обработку соприка-

сающихся торцов полумуфт, наличие их перекоса

и на необходимость проверки и устранения этих

дефектов (см. стр. 163).

Рисунок 11.17. Выкатывание нижнего вкладыша под-

шипника. а — поворот вкладыша при опоре рычага на

разъем подшипника; б—поворот вкладыша при опоре

рычага на вал. 1-нижний вкладыш подшипника;

2-опорные колодки; 3-шейка вала; 4-рым;

5-деревянная подкладка; 6-рычаг, 7-медная подкладка.

Величина перекоса полумуфт (рис. 11.16,б)

определяется из выражения а=Аd/2l, мм,

где А — замеренное индикатором «биение» пе-

реднего конца вала, мм; d — диаметр фланцев

полумуфт, м; l—длина вала от фланца полумуфты

до точки его подвески, м.

Указанную «маятниковую» проверку бие-

ния свободного конца наиболее легкого ротора

при соединенной жесткой муфте следует про-

изводить как для трех-, так и для четырехопорных

турбоагрегатов; для четырехопорного агрегата

при этой центровке необходимо после соединения

полумуфты болтами и подвески переднего конца

вала к крану удалять вкладыши обоих подшипни-

ков легкого ротора.

12.1. ТИПЫ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ

МУФТ.

Для соединения роторов и передачи крутя-

щего момента от одного ротора к другому приме-

няются различные по конструкции сое-

динительные муфты, состоящие из двух полу-

муфт, которые насаживаются на концы валов со-

единяемых роторов. Основными типами соедини-

тельных муфт роторов турбин являются: жесткие,

полужесткие, подвижные (кулачковые, зубчатые)

и гибкие (пружинные).

В современных турбоагрегатах мощностью

100000 кВт и выше наибольшее применение по-

лучили жесткие и полужесткие соединительные

муфты, хотя они и требуют наиболее точной цен-

тровки роторов (К-100-90, К-150-130, К-200-130 и

К-300-240).

Соединительные муфты являются важны-

ми и ответственными деталями турбоагрегатов,

так как обеспечивают передачу мощности от ро-

торов турбины к ротору генератора, несут боль-

шие нагрузки и вращаются с большой окружной

скоростью. Хотя муфты не подвергаются воздей-

ствию пара и воды высоких температур, так как

вращаются в воздушной среде, материал муфт

испытывает значительные напряжения. Кроме

напряжений, связанных с действием центробеж-

ных сил и зависящих от масс и скорости враще-

ния деталей муфт, в последних возникают знако-

138

переменные напряжения, напряжения ударного

характера, связанные с толчками, и другие вре-

менные повышения напряжений.

Основные детали муфт изготовляются из

поковок углеродистых и легированных сталей

различных марок (25, 35, 45, 34ХН1М и 35ХМА).

Полумуфты насаживаются с натягом на

цилиндрические или конические концы валов;

величина натяга принимается в пределах 0,0003-

0,0006 от диаметра вала; меньший натяг относит-

ся к муфтам турбин меньших мощностей.

Посадка полумуфты производится после

предварительной притирки по краске ее втулки к

посадочному месту на валу; посадка может счи-

таться удовлетворительной, когда 70— 80% всей

поверхности внутренней расточки полумуфты

имеет контакт с соответствующей поверхностью

вала. Полумуфта сажается на вал после неболь-

шого подогрева до точно и заранее установленно-

го места и заклинивается двумя осевыми диамет-

рально противоположными шпонками, препятст-

вующими проворачиванию полумуфты на валу

при работе турбины. Боковые плоскости шпоноч-

ных пазов в полумуфтах и валах должны быть

строго параллельны между собой и относительно

оси вала; допуск не должен превышать 0,03 мм.

После посадки для предотвращения осевого пе-

ремещения полумуфта затягивается гайкой, кото-

рая завинчивается на нарезанный конец вала; гай-

ка стопорится двумя шпильками или винтами,

головки которых в свою очередь стопорятся кер-

нами.

Рис

унок 12.1. Снятие полумуфты с вала. 1-фланец,

2-нажимной болт, 3-стяжные шпильки, 4-втулка с резь-

бой, 5-шайбы, 6-подкладка, 7-шаблон.

При нормальном ремонте нет надобности в

снятии полумуфт с валов. Если для ремонта са-

мой полумуфты или для снятия других деталей,

насаженных со стороны муфты (дисков, уплотни-

тельных втулок и т. п.), полумуфта должна быть

снята с вала, предварительно необходимо прове-

рить наличие четкой маркировки, которая обес-

печит обратную посадку всех снятых деталей

точно на свои посадочные места. В противном

случае может быть нарушена балансировка соб-

ранного ротора. Кроме того, предварительно, по-

сле установки ротора на козлы, производится

точный замер расстояния между торцом втулки

полумуфты и галтелью вала; более точные ре-

зультаты дает снятие шаблона, определяющего

положение полумуфты на валу в осевом направ-

лении (рис. 12.1).

После вывертывания или высверливания

стопора свертывается с резьбы вала гайка, предо-

храняющая муфту от осевого перемещения, и вы-

нимаются шпонки. Далее устанавливается стяги-

вающее приспособление и полумуфта тросом

подвешивается к крану; после выбора слабины

троса и создания натяжным болтом усилия стяги-

вания производится нагрев полумуфты пламенем

двух автогенных горелок; нагрев производится,

начиная от фланца полумуфты с постепенным

переходом к ее ступице, до тех пор пока полу-

муфта не начнет сдвигаться с конуса вала.

Обратная посадка полумуфты на вал про-

изводится после нагрева ее двумя автогенными

горелками до 110—130°С или нагрева ее в кипя-

щей воде. Предварительно полумуфта в холодном

состоянии насаживается плотно на вал так, чтобы

обеспечить совпадение шпоночных канавок вала

и полумуфты; иначе в процессе дальнейшей по-

садки выправить несовпадение не представится

возможным.

После нагрева полумуфта вручную дово-

дится до первоначального посадочного места со-

гласно ранее снятого шаблона; только такая по-

садка позволит создать необходимый натяг полу-

муфты на валу и обеспечит соответствующий

зазор между торцами полумуфт.

Если по заводским данным известна ве-

личина посадочного натяга, величину необхо-

димого продвижения полумуфты после ее нагрева

в сторону посадки (от места посадки в холодном

состоянии) нетрудно подсчитать по формуле:

Δl=Hм*100/k; где Hм—натяг при посадке

муфты на вал, Hм = (0,0003—0,0006) D;

k—конусность вала, %. Величина конусности

определяется из выражения k=(D-d)/l;

где D-максимальный диаметр конуса муфты, мм;

d—минимальный диаметр конуса муфты, мм;

l-посадочная длина конуса муфты, мм.

Например, если муфта имеет размеры:

D=400 мм, d==370 мм, l==500 мм и рассчитана на

натяг Hм = 0,0006 D, то величина продвижения

полумуфты по конусу равна:

Δl=Hм*100/k=Hмl/(D-d)=0.0006*400*500/(400-

370)=4 мм.

Обратная посадка полумуфты должна быть

произведена тщательно, без перекоса и с надеж-

ным закреплением, полностью устраняющим

возможность ослабления торцевой гайки, ее сто-

порных шайб и шпилек.

Проверка концентричности посадки полу-

муфты на вал производится индикатором по цен-

трирующему пояску цилиндрической по-

верхности полумуфты при вращении ротора; экс-

центричность посадки определяется макси-

мальной разностью показаний индикатора в двух

диаметрально противоположных точках окруж-

ности полумуфты; радиальное биение по отноше-

нию к оси вала не должно превышать 0,03 мм.

При обнаружении каких-либо ненормальностей в

посадке в первую очередь должен быть произве-

139

ден контрольный осмотр посадочных поверхно-

стей и шпонок после снятия полумуфты с вала.

Соединение одной полумуфты с другой

при сборке надо производить обязательно при

одном и том же постоянном взаимном рас-

положении —при совпадении меток и других

имеющихся на полумуфтах условных знаков. Не-

правильная и недостаточно тщательная пригонка,

посадка, сборка и центровка полумуфт могут

служить причинами значительной вибрации ро-

торов турбины. Вибрации турбины, возникающие

из-за плохой сборки, неуравновешенности и не-

удовлетворительной работы соединительных

муфт, могут быть устранены только после ликви-

дации указанных ненормальностей. Динамиче-

ская балансировка роторов должна производиться

с собранными полумуфтами.

При наличии тонкостенного цилиндриче-

ского кожуха с плоскими торцевыми стенками,

который обычно устанавливается между муфтой

и корпусом и служит для уменьшения окисления

масла, вызываемого вентиляционным действием

муфты, вращающейся в воздушно-масляной сре-

де, необходимо после сборки муфты надежно ук-

репить этот кожух с соответствующими зазорами

по отношению к вращающимся частям.

12.2. ЖЕСТКИЕ МУФТЫ.

Жесткие муфты состоят из двух полумуфт

в виде толстых фланцев на концах соединяемых

валов. Эти полумуфты насаживаются, как указано

выше, на конические (с конусностью 0,5%), на

цилиндрические концы валов или откованы за

одно целое с валом (рис. 12.2). Жесткие муфты

просты по конструктивному устройству, надеж-

ны, и сами по себе не требуют ремонта. Для этих

муфт обязательными являются: точная центровка

валов, полная уравновешенность полумуфт, стро-

гая перпендикулярность торцов полумуфт оси

вращения ротора и плотная посадка полумуфт на

валы.

Рисунок 12.2. Жесткие муфты. а — фланец муфты с

посадкой на конусный конец вала; б—фланцы муфты

откованы заодно целое с валом.

Проверка правильности положения полу-

муфты на валу и проверка на отсутствие перекоса

ее торцевой поверхности по отношению к оси

ротора производится двумя индикаторами; после

выемки одного из роторов индикаторы укрепля-

ются на уровне разъема перпендикулярно торцу

полумуфты и на одном радиусе от оси вала. Заме-

ры производятся при вращении ротора так же, как

это указано для диска упорного подшипника.

Торцевые поверхности полумуфт диаметром 500

мм и выше, имеющие перекос больше 0,025—0,03

мм («бой» 0,05—0,06 мм по показаниям индика-

тора), после строгой выверки по оси вращения

подлежат проточке резцом.

Рисунок 12.3. Проверка плотности посадки полумуфт.

При проточке вращение ротора, уложенно-

го на свои подшипники, производится валопово-

ротным устройством; при невозможности исполь-

зования валоповоротного устройства вращение

ротора осуществляется с помощью ременной пе-

редачи или редуктора от электродвигателя со

скоростью 20—30 об/мин. Осевой разбег ротора

при проточке не должен превышать 0,01—0,015

мм, поэтому производится сборка упорного под-

шипника и устанавливается шариковый упор с

противоположной стороны. Суппорт с резцом

устанавливается и закрепляется на плоскости

разъема цилиндра или на специальной подставке

с расчетом достижения строгой перпендику-

лярности проточенного торца полумуфты к оси

ротора.

Незначительные перекосы торцов, забоины

и выпуклости на их поверхности могут быть уст-

ранены шабровкой. Шабровка производится по

пятнам краски, получаемым на торцевой поверх-

ности полумуфты с помощью шабровочной пли-

ты, подвешенной на кране, и считается удовле-

творительной при получении одного-двух пятен

на 1 см

поверхности торца.

После снятия полумуфт и их обратной по-

садки проверка плотности посадки должна уста-

новить отсутствие излома роторов при их подъе-

ме краном. Для этой цели после сболчивания по-

лумуфт и соответствующей установки на муфте и

на валу трех индикаторов производится незначи-

тельный подъем одного из роторов, застроплен-

ного непосредственно около муфты, до отрыва

обоих роторов от вкладышей подшипников

(рис. 12.3). Если разница в показаниях индикато-

ров при двух положениях ротора, отличающихся

одно от другого на 90°, превышает 0,01-0,03 мм,

необходимо проверить плотность посадки полу-

муфт после снятия их с вала. Проверка произво-

дится осмотром посадочных мест на отсутствие

наклепа, забоин и следов коррозии, измерением

имевшего место натяга, а при конусной посадке -

проверкой посадочных мест по краске.

Соединяемые полумуфты взаимно центри-

руются по точно подогнанным одна к другой зам-

ковым выточкам; поэтому перед выемкой одного

140