水轮发电机组的轴线是由发电机轴、水轮机轴、永磁机轴（老式机组中存在）和励磁机轴（老式机组中存在）等组成，通过推力头与镜板，将整根轴线支撑在推力轴承上。如果镜板摩擦面与整根轴线绝对垂直，而且组成轴线的各部件，都没有倾斜和曲折，那么这根轴线在回转时，将围绕理论上的旋转中心线稳定旋转。但在实际工作中，由于制造、安装等方面的因素，实际上的镜板摩擦面与机组轴线不会绝对垂直，轴线本身也不会是一条理论的直线。因而在机组旋转时，机组轴线将偏离理论中心。也就是说，在工作情况下轴上任意一点除自身旋转（即自转）外，还将围绕机组的理论中心线在旋转（公转）。如图3-42所示，主轴本身在做两种旋转运动，由主轴公转所测得的圆锥度就是该点的摆度圆。由图可见，镜板摩擦面与轴线不垂直，水轮机主轴法兰和发电机主轴法兰组合面与轴线不垂直是产生摆度的主要原因。

图3-42　机组旋转轴线位置图

（a）镜板摩擦面与轴线不垂直；（b）法兰组合面与轴线不垂直；（c）镜板和法兰组合均与轴线不垂直

轴线的测量和调整，主要是通过盘车用百分表或传感器等测出有关位置的摆度值，借以分析轴线产生摆度的原因、大小和方位。并通过刮削和产生摆度有关的零部件的组合面的方法，使镜板和法兰组合面与轴线相对垂直，使其摆度减少到允许的范围之内。因此机组轴线调整也叫盘车。一般情况下，水轮发电机组摆度值根据机组型式不同和自身制造上的技术要求会有稍微的差异和变化，也会根据实际的运行产生变化。但所有机组的摆度值必须不超过表3-6规定的值。。

表3-6　水轮发电机组轴线的允许摆度值（双振幅）（GB8564—2003）

注 1.

2.绝对摆度是指在测量部位测量出的实际摆度值。

3.在任何情况下，水轮机导轴承的绝对摆度不得超过以下值：

转速在250r/min以下的机组为0.35mm；

转速在250～600r/min以内的机组为0.25mm；

转速在600r/min及以上的机组为0.20mm。

4.以上均指机组的盘车摆度，并非运行摆度。

机组轴线调整分为发电机盘车（也叫单独盘车）和联轴盘车（也叫整体盘车）。发电机盘车的目的是将摆度缩小到一定范围（一般双向振幅不超过0.20mm），以免联轴后盘车时，由于摆度过大，使转轮和底环相碰。整体盘车主要是测量水导处摆度，计算并分析由于主轴法兰结合面与轴线不垂直而引起的轴线曲折，以便综合处理，获得良好的轴线状态。

（一）产生摆度原因及盘车运动分析

机组产生摆度的原因除上述镜板和机组轴线不垂直和联轴器法兰面和轴线不垂直外，一般还存在镜板工作面不平和推力头与轴配合过松的问题。用盘车方法测得轴的摆度值正是这4种偏差造成的综合结果。在机组检修中，正常情况下引起摆度的主要原因是镜板和机组轴线的不垂直，所以先来讨论这一种情况。

机组的盘车中，轴的运动是轴心线绕理想中心线做周转运动，而轴又绕自身轴线作自转运动（图3-43）。如果单纯是镜板面和轴线不垂直造成的机组摆度，轴心线运动轨迹是一个圆锥面，它的锥角为2α。

图3-43　镜板和轴线不垂直引起的摆度

式中 B——被测断面的摆度；

L——被测断面到镜板的距离。

由式（3-11）可知道摆度和长度成正比，这是镜板和轴线不垂直造成的摆度方程。

在机组盘车过程中，轴心线作周转运动与轴绕轴心线作自转运动的角速度是相等的，现在我们取任意断面Ⅰ-Ⅰ进行盘车运动分析（图3-44）。由图可知，该断面轴心的周转半径为该断面摆度B的1/2，以B/2表示，轴的自转圆半径为D/2。盘车前在轴的圆周上作8等分，画出等分点，用两只百分表装在+X、+Y方向进行测量，并且表针对零，如果轴顺时针向转过一个β角，则X表的读数为：

式中 ——轴被测断面的单摆幅度值；

β——轴的转角。

根据以上分析，我们可以得到以下几点：

（1）百分表读数H和转角β的关系曲线是正弦曲线（图3-44）。

（2）相隔180°点测量面上百分表读数差为该方位的摆度值。

（3）各相隔180°点读数差的最大值，为最大正摆度点。

现在我们改变盘车记录起始点（如图3-44所示中Y表），那么横坐标β移动了90°相位角，而纵坐标H向上移动了B/2、原点从0点移到0′点，Y读数全部为负值。但是可以看H=f（β）摆度曲线形状不变，相隔180°点的摆度值不变。由此我们可以得出：盘车时X和Y方向上相隔90°角的两只百分表，尽管它们起点不同，读数不同，但它们应当满足以下几点：

图3-44　推力Ⅰ-Ⅰ断面盘车运动分析

（1）最大摆度方向完全相同，数值基本完全相等。

（2）H=f（β）的正弦曲线形状完全相同。

（3）对应方向的摆度值基本上完全相同。

因此X和Y方向的两只表是互为检验的表，两只表测量记录的结果符合以上3个条件，表明测量正确，可以根据记录对轴线进行处理。

（二）最大摆度点方向和最大摆度值计算

如图3-46所示，设百分表测得的摆度在①点为最大，数值为a，设②点摆度为b，⑧点摆度为c。则最大正摆度点一定是在点②与点⑧之间，并且会出现3种可能。

图3-45　百分表读数和轴转角的函数曲线

图3-46　最大摆度方向和值的计算草图

（1）a>b=c说明此时①点是最大正摆度点，a为最大正摆度值B。

（2）a>b>c说明此时最大正摆度点在点①、②之间。

（3）a>c>b说明此时最大正摆度点在点①、⑧之间。

现在我们以a>c>b为例，讨论精度确定最大摆度点方向β和最大摆度值B。设百分表对点测得最大摆度点①与最大摆度点方向成β角，则：

解方程组得：

所以最大摆度点方向：

最大摆度值：

（三）机组摆度的类型及其判别

如前所述，机组联轴盘车所测得的摆度为4种因素影响下的综合偏差。我们对图3-47几种同典型轴线摆度来进行分析，图中A代表上导部位；ϕ代表联轴法兰盘部位；C代表水导部位。

1.镜板和轴不垂直

如果水导和法兰盘最大正摆度的方向相同及数值成线性扩大，是属于镜板和轴不垂直[图3-47（b）]引起的摆度类型。轴线处理方法是刮镜板和推力头之间的绝缘垫，其判别式为：

式中 Bϕ——法兰处的净摆度，mm；

Bc——水导轴颈处的净摆度，mm；

Lϕ——法兰至镜板的距离，m；

Lc——水导轴颈至镜板的距离，m。

2.法兰和水导最大摆度不在同一个方向或者摆度不成线性扩大

法兰和水导最大摆度不在同一个方向或者摆度不成线性扩大，则存在轴线曲线，它有以下两种情况：

（1）轴线在同一个轴面内发生曲折，如图3-47（c）～（g）所示，它的特点是最大正摆度点在同一个轴面内，但是其值不成线性扩大。即：

在同一个轴面内发生曲折有两种情况。

1）水轮机轴向里曲折，如图3-47（e）～（g）所示：

2）水轮机轴线向外曲折，如图3-47（c）、（d）所示：

水轮机轴线曲折的计算公式为：

δ曲为正值，水轮机轴线向外曲折；δ曲为负值，水轮机轴线向里曲折。要指出的是轴线曲折所有机组都有不同程度的存在，只要摆度值不超过规定范围可不作处理。

如果轴线曲折是造成摆度的主导因素，在法兰处摆度不超过规定范围情况下，水导处摆度很大，这样则应该针对轴线曲折情况在两轴法兰盘中间加阶梯铜垫或刮法兰面。

图3-47　典型轴线摆度类型图

加垫或刮法兰盘的最大厚度为：

式中 D——法兰盘直径，m。

对水轮机轴线处理，较多采用加阶梯铜垫的方法，因为这种做法比较简单，技术要求不高，是一种较稳妥的方法，它的工艺过程如下：

1）根据盘车记录确定水导处和法兰盘最大摆度的方向，它们应在同一轴面上。并按公式计算出轴线的曲折值δ曲和加垫最大厚度δ垫。

2）以法兰半径为半径绘圆，绘出最大摆度方向线（图3-47），并在这方向线上六等分直径，过等分线作垂直线把法兰分为6个区界，若轴线向外曲折（δ曲>0），第一区界为法兰最大正摆度点所在区间。轴线若向里曲折（δ曲<0），第一区界为法兰最大正摆度点相反点所在区界。

图3-48　轴线曲折在联轴法兰处加垫

3）第一区界加垫厚度为式（3-18）计算的最大厚度δ垫，第二区界加垫厚度为5/6δ垫，第三区界加垫厚度为2/3δ垫，第四区界加垫厚度为1/2δ垫，第五区、第六区界因为加垫厚度很小略去不加。

（2）发电机轴线和水轮机轴线不在同一轴面上（轴线立体曲折），如图3-47（h）～（k）所示。特点是法兰盘最大正摆度点和水导最大正摆度点不在同一轴面上，在轴线曲折情况不严重的情况下，用刮镜板绝缘垫的方法使水导和法兰处摆度不超过规定要求，则可以对轴线曲折不进行处理。如轴线严重立体曲折，刮绝缘垫的方法不能解决问题，必须针对立体曲折的具体情况在联轴法兰处计算出的最大加垫厚度和方位角，分区加阶梯垫进行处理。方法和平面曲折加垫方法类似，此外不再叙述。

（3）因为镜板不平有波浪形造成的摆度，这种摆度的出现反映在盘车中为X、Y方向两组表测得的最大摆度值和方位不同，数值不变，而同一组表记录的摆度曲线出现跳点（不按正弦规律变化）。在盘车后期，摆度值趋于减少的情况下更能看得清楚。

造成镜板有波形，最常见的原因是绝缘垫不平整，厚薄不匀。当镜板和推力头连接螺栓拧紧后，使镜板发生弹性变形。而所有推力瓦是和镜板吻合的，则推力瓦工作面的初始位置是和镜板初始位置相对应的。由于镜板存在波浪形，使推力瓦工作面高低不平，所以在盘车过程中，形成摆度不规则的变化。我们以三块推力瓦受力为例分析说明：设镜板如图3-49所示有一凹部，当它旋转一个β角，轴线Ⅰ变到Ⅱ位置，因此造成摆度不按正弦规律变化。所以在刮绝缘垫时，应严加注意绝缘垫的平整性，这是一项很仔细的工作。

图3-49　镜板不平整引起的摆度

（四）盘车步骤

1.发电机单独盘车

（1）准备工作。

1）调整推力瓦使镜板处于水平状态，顶起转子在瓦面上加油。合金推力瓦面加洁净猪油混合剂（100g猪油加3～5g石墨粉）或其他动物油、二硫化钼等；弹性塑料瓦则加洁净的透平油。混合剂混合后应用铜丝布过滤3～5次。

2）准备好百分表、照明行灯、上下联系通讯用具、记录本等需要的工器具。

3）安装推力头附近的导轴瓦（悬吊型为上导，伞型为下导），以控制主轴径向位移。瓦面可涂薄而匀的猪油或洁净的透平油，然后将瓦轻轻靠紧轴颈。一般使瓦与轴的间隙为0.03～0.05mm。

4）清除转动部件上的杂物，检查各转动部件与固定部件缝隙处，应绝对无异物卡阻及刮碰。

5）在上导和法兰处对应点按X、Y方位各装两只百分表，作为上下两个部位测量摆度及相互校核用。表的测杆小针宜时在中间值处，大针对“0”位。检查测点部位表面应无毛刺、无凹凸不平，并保持干净。

6）在主轴连接法兰处推动主轴，检测主轴是否处于自由状况，推动应能看到百分表指针摆动。

（2）盘车装置。中小型混流式机组盘车一般采用人工盘车和桥机盘车（也叫机械盘车）。对于机组容量较小或采用金属弹性塑料瓦的机组来说，盘车所需转动力相对较小，因此可采用人工盘车，盘车一般采用圆盘式盘车工具进行，如图350所示。

图3-50　人工盘车装置

1—推杆；2—盘车圆盘架；3—发电机卡环；4—主轴；5—推力头；6—挡油筒

盘车工具一般用螺栓固定在推力头上，杆一般选6～8根，长度以不碰到机旁盘为准，若不能避开则应该做成活动杆，可及时抽出和快速插入以使盘车活动均匀进行。这种盘车对点准确，但盘车速度不均匀。

对于容量较大、人工盘车无法盘动的机组，一般采用机械盘车和电动盘车。机械盘车装置如图3-51所示，对于厂房宽度较宽的电站，用桥机提A、B两端。钢绳跨距长，可采用在C、D处加导向滑轮，用桥机提C、D两处，这样便于操作和记录数据。这类盘车进行盘车时位置一般不易对正，优点是盘车速度均匀，技术能力较高的桥机司机和起重指挥员较默契的配合才能达到良好的效果。

图3-51　机械盘车装置

1—行车吊钩；2—钢丝绳；3—导向滑轮；4—转动部分；5—推力轴承；6—盘车柱；7—导向筒；8—导轴瓦

电动盘车是在发电机定子线圈和转子磁极线圈中通入一定的电流，根据电磁原理会在定子和转子之间产生磁拉力，在定子固定不动的情况下，磁拉力就会作用于转子，使转子在磁拉力的驱动和导轴承的约束下旋转，实现盘车。电动盘车在使用时应注意通入电流大小和通入切断电流的时间。通入电流过大则转子旋转过快无法进行对点工作；通入电流过小则无法驱动转子或者速度太慢。通入切断电流的时间掌握不好，则盘车轴点对正工作困难，会影响盘车数据的准确度。因此，在采用电动盘车时，通入转子和定子的电流一般均由专职技术员进行仔细的计算和验算，并在实际盘车时根据现场情况进行修正调整。这种盘车方式的优点是操作设备集中，使用人工少；缺点是需要较大的直流设备和开关，并需要自制配电盘等。

目前随着新技术、新工艺发展，出现了自动盘车装置，这种装置是依靠力偶矩驱动转子旋转。一般由传动齿轮、驱动电机、电机联臂、支架等组成。驱动电机一般成对使用，以使转子开始旋转时不发生转摆，使读数更精确，其装置结构如图3-52所示。

图3-52　自动盘车装置

1—驱动电机；2—主轴；3—抱紧装置；4—小齿轮；5—传动齿盘；6—支架；7—转臂

工作时电气线路接通，电机旋转带动小齿轮旋转，小齿轮绕大齿轮旋转，大齿轮固定在支架上，支架固定在上机架或其他固定的装置上，通过电机转臂与主轴采用螺钉直接连接（或者抱紧装置）来达到驱动转子。

也有的装置采用转臂固定不动，由大齿轮带动转子转轴旋转的方式来驱动。

这种盘车装置的特点是：平衡驱动，转速均匀，停点准，转子充分处于自由状态，轴向、径向无干扰，安全可靠，可大大降低劳动强度，工作质量和工作效率高，但花费设备成本相对较高。

（3）盘车测量。以上准备工作完成和盘车装置装好后，各百分表处派专人监护记录，在统一指挥下，使转动部分按机组旋转方向缓缓转动1～2圈，然后开始进行对点盘车，每次盘车均须停在各测点处，并解除盘动力对转动部分的影响，再记录各测点数值。

如此逐点测出一圈8点的读数，并检查第8点的数值是否已回到起始的“0”值，一般不回“0”的值不大于0.05mm。盘车测量时，一般测记两圈的读数，摆度计算通常用第二圈所测的数值，因为第二圈时，推力瓦与镜板间的油膜比较均匀。

（4）摆度计算。如果发电机轴线与镜板摩擦面不垂直，当镜板处于水平位置时，轴线将发生倾斜，回转180°时，轴线倾斜方向将转到相反方位，并与0°时对称。由于上导轴承存在着不可避免的间隙，主轴回转时，轴线将在轴瓦间隙内发生位移，因此上导轴承处百分表的读数反映了轴线的径向位移e，而法兰处的百分表的读数，则是法兰处的倾斜值2j与轴线位移e之和，如图3-53所示。

图3-53　发电机轴线测量

1）全摆度计算。同一个测量部位上对称两点百分表的读数之差称为全摆度（或者是同一测点部位上对称两点数值的差值）。其值为：

式中 ϕ——全摆度；

ϕ180°——测点旋转180°时百分表读数；

ϕ0——测点未旋转时百分表的读数。

上导处全摆度：

式中 ϕa——上导处全摆度，mm；

ϕa180°——上导处测点转180°时百分表的读数，mm；

ϕ0——上导处测点未旋转时百分表的读数，mm；

e——主轴径向位移，mm。

法兰处（下导处）全摆度：

式中 ϕb——法兰处（下导处）全摆度，mm；

ϕb180°——法兰处（下导处）测点旋转180°时百分表的读数，mm；

ϕbo——法兰处（下导处）测点未旋转时百分表的读数，mm；

j——法兰处（下导处）与上导间的倾斜值，mm。

2）净摆度计算。在同一测点上、下两部位全摆度的数值之差，称为净摆度。其值为：

式中 ϕ净——净摆度值，mm；

ϕ下——下部对应的测点全摆度值，mm；

ϕ上——上部对应测点的全摆度值，mm。

法兰处（下导处）的净摆度为：

式中 ϕba——法兰处的净摆度，mm。

3）倾斜值计算。

因此，只要我们测出了上导及法兰处、下导处的8点的数值，根据前述公式就可算出法兰处最大倾斜值及方位。

（5）发电机轴线调整。如上所述，镜板摩擦面与轴线不垂直是产生摆度的主要原因，而造成这种不垂直的因素主要有：①推力头与主轴配合较松、卡环厚薄不均；②推力头底面与主轴不垂直；③推力头与镜板间的绝缘垫厚薄不均；④镜板加工精度不够；⑤主轴本身弯曲。

图3-54　推力头底面与轴线不垂直示意图

根据机组实际检修中碰到的情况，大多数不垂直的主要原因是推力头与镜板间的绝缘垫厚薄不均。其次是推力头底面与主轴不垂直。其他原因偶然也会遇到。因此目前检修中使用比较成熟的方法是刮绝缘垫，没有绝缘垫的则采用刮推力头底面或在推力头与镜板之间加楔形垫。

如图3-53所示，由于镜板摩擦面ed与轴线AB不垂直，造成轴线倾斜BC，为了纠正这个倾斜值，必须将绝缘垫刮去△efd这样一个楔形层，楔形层的最大厚度即ef=δ。从图354所示的几何关系中我们不难推出绝缘垫或推力头底面的最大刮削量为：

式中 δ——绝缘垫或推力头底面最大刮削量，mm；

ε——法兰处最大净摆度，mm；

D——推力头底面直径，mm；(www.daowen.com)

L——两测点的距离，mm。

当控制轴线位移的导轴承未跟推力头布置在一起，无论在其上或其下，式（3-25）依然成立。

计算法兰处各方位的摆度值，计算找出法兰盘处最大正摆度点和摆度方位，然后按式（3-25）求出绝缘垫或最大刮削厚度。

1）刮削绝缘垫法。用制动闸顶高转子，松开镜板和推力头的连接螺栓和定位销，取出绝缘垫。在绝缘垫上划出最大正摆度点方向线，并把方向线上的直径六等分或八等分。过等分点作垂线，把绝缘垫分成8个区界，最大正摆度点所在的区界定为第一区界，并按比例确定每一区界的刮削量，如图355所示。

1区刮垫厚度δ；2区刮垫厚度；3区刮垫厚度；4区刮垫厚度；5区刮垫厚度；6区刮垫厚度；7、8区不刮。

用外径千分尺或特别的专用工具（图3-56）测量未刮前垫的厚度，再测量刮过后垫的厚度。刮削时只刮区界内的高点，边刮削边用外径千分尺或专用工具测量。刮削可用刮刀或弹簧刀。待各区全部刮完后，把绝缘垫放在大平板上，在平台上加显示剂，把绝缘垫来回推研，显示出高点，除去高点和边缘毛刺，用细砂布打光。装复重新盘车。

图3-55　分区刮垫图

图3-56　绝缘垫厚度测量专用工具

1—百分表；2—调整专用具；3—工作台；4—绝缘垫；5—固定侧头；6—活动侧头；7—紧固螺钉

刮好垫后，用酒精和白布仔细地把绝缘垫擦干净，再用白布绕在钢板尺上，浸酒精后清扫推力头和镜板的组合面，然后对号装入绝缘垫（要注意绝缘垫在接缝处不要重叠），插入定位销，拧紧组合螺丝。用制动器顶起转子，进行转子重量转换，使转子落在推力瓦上。

2）刮削推力头底面法。用拔推力头工具将推力头拔出，将推力头倒置，使其底面朝上，标明轴点号，按前述刮削绝缘垫的方法一样等分刮削区域。并按计算出的各区域刮削厚度布置刮削厚度槽，布置刮削厚度槽时可用刮刀或者其他工具在各等分区域刮削出所要刮削的厚度槽，如图3-57所示。厚度槽可用千分尺或者其他工具进行测量。

图3-57　推力头底面分区刮削示意图

刮削时刮刀可选用专用的刮削刀具，使用前在油石上磨出刀刃。以刮削的厚度槽为基准，在两刮削厚度槽之间大面积刮削（厚度较大时可采用磨削），刮削时用力要均匀，并使刮削后的区域平整。达到深度后，用研磨平板或者刀口尺检查高点，以刮削厚度槽为准进行修磨，直到磨平为止。然后在将推力头套入主轴进行盘车测量，直到摆度符合要求为止。

3）加垫法。计算出加垫厚度后，也可采用加垫法来进行推力头与镜板底面不平的处理。采用加垫法时加垫的方向与刮削的方向相反，如图3-58所示。其工艺如下：

图3-58　推力头底面加垫调整示意图

a）将镜板背面用酒精清洗干净，然后按盘车轴点进行分区，找出最大加垫点。

b）划分加垫区，根据镜板的大小按比例放出镜板的样图，并标注出轴点，按照镜板划分的区域进行分区，并按照计算出来的各区域的加垫厚度进行区域厚度配制。加垫的材料一般选用铜垫或者钢垫，第一层一般选用0.01mm的材料，第二层一般选用0.02～0.03mm的材料，第三层一般选用0.04～0.05mm的材料；依此类推，加垫厚度越大，选用的加垫材料厚度越大。

c）加垫，当各区域加垫的厚度配制好后，在有螺孔的地方配制出螺孔，然后清扫镜板背面和推力瓦表面，将要加的垫子擦拭干净，按区域进行放置，检查无误后拧紧镜板把合螺栓。拧紧螺栓后不得有垫子错位和卷边现象。加垫完成后再次进行盘车测量，直到摆度符合要求为止。

图359 盘车百分表布置图

有时为了加快安装进度，尽管法兰处的摆度仍不合格，但按比例推算到水轮机止漏环处的摆度不致使转轮与固定部分相碰，亦可提前联轴、待机组总轴线测量后一并处理。

2.整体盘车进行机组总轴线的测量及调整

机组总轴线的测量及调整跟发电机轴线的测量与调整方法基本相同，只是在水导轴颈处再相应地增加一对百分表，借以测量水导处的摆度。计算并分析由于主轴法兰结合面与轴线不垂直而引起的轴线曲折，以便综合处理，获得良好的轴线状态。

由于加工和装配上的误差，联轴后可能出现轴线状态如图347所示，但不论总轴线曲折如何，只要法兰及水导处摆度均符合规定即可。如果轴线曲折很小，而摆度较大，可采用刮推力头底面或绝缘垫的方法来综合调整。只有用上述方法处理仍达不到要求时，才处理法兰结合面。机组整体盘车按下列步骤进行：

（1）机组联轴后将两组百分表分别装在X和Y方向，每组百分表3只：上导、法兰盘、水导处各1只，两组表互为检验。百分表垂直指向主轴，长针对零位，短针指向中间刻度（如量程为5mm，短针读数2～3mm），如图3-59所示。

（2）检查转轮止漏环间隙，使主轴处于自由位置。采用推轴的方法，推轴后读百分表的读数，即为该方向的密封间隙值，共测十字方向四点。根据记录调整上导轴瓦，使密封间隙均匀。

（3）检查发电机空气间隙中是否有杂物和制动器制动闸板是否落下。

（4）先盘车一圈，然后逐点盘车。每盘一点要推一次轴，察看轴是否灵活，检查转轮有否碰壁现象，并按表3-7作好记录。

（5）计算出各相隔180°点的全摆度（即各相隔180°点的百分表读数差），计算出法兰盘处净摆度和水导处净摆度。其中法兰盘处净摆度为法兰盘处全摆度与上导处全摆度之差；水导处净摆度为水导处全摆度与上导处全摆度之差，即：

式中 ϕJ——联轴法兰盘处全摆度，mm；

CJ——水导轴承全摆度，mm；

AJ——上导轴承处全摆度，mm。

表3-7　机组摆度记录　单位：mm

按照盘车最大摆度的方位和最大值计算出轴线综合的最大摆度的方位和最大值。根据计算值计算水导轴颈处的倾斜值：

式中 Jca——水导轴颈处的倾斜值，mm；

ϕc——水导处全摆度，mm；

ϕa——上导处的全摆度，mm；

ϕca——水导处的净摆度，mm。

则刮削绝缘垫的最大厚度为：

式中 δ——绝缘垫或推力头最大刮削厚度，mm；

L1——上导测点至法兰测点的距离，m；

L2——水导测点至法兰测点的距离，m；

L——上导测点至水导测点的距离，m；

其他符号同前。

处理法兰结合面时，需刮削或加斜垫最大厚度：

式中 δϕ——法兰结合面应刮削或垫入的最大厚度，mm；

Jc——由法兰结合面与轴线不垂直造成水导处曲折的倾斜值，mm；

Dϕ——法兰盘直径，m；

Jcba——按法兰处倾斜成比例放大至水导处的最大倾斜值，mm；

Jba——法兰处实际倾斜值，mm。

δϕ为正值时，该点法兰处应加金属垫，或在它的对侧刮削法兰盘；δϕ为负值时，则相反。

然后根据计算结果按前述方法抽出绝缘垫，进行刮垫处理，装复、重新盘车测量检查，直至合格为止。

3.励磁机整流子（设置有励磁机的机组）和集电环摆度测量和调整

当机组总轴线将要调好或已经调好时，设置有励磁机的机组应把励磁机电枢装于轴端，在整流子X、Y方向装两只百分表进行测量，如整流子处的绝对摆度超过允许值，可在励磁主轴法兰结合面加金属楔形垫进行调整。加垫厚度为：

式中 δL——励磁机轴法兰结合面最大加垫厚度，mm，δL为正值时，该点法兰处应加垫；

DL——励磁机轴法兰盘直径，mm；

L3——励磁机轴法兰结合面至整流子测点的距离，mm；

JL——整流子处轴线最大倾斜值，mm。

集电环的调整和励磁机相似，这里不再介绍。

下面我们通过例子来说明盘车的操作过程和工艺。

【例3-5】某电站1.25万kW机组，上导至法兰距离L1=4m，上导至水导距离L=5.5m，机组转速500r/min，推力头直径800mm。

本例中由于X表与Y表数值相关不大，故取Y表作为计算表。

单独盘车数据见表3-8。

表3-8　单独盘车测点百分表读数　单位：mm

根据测点处百分表记录读数计算各摆度如下。

上导处全摆度：

ϕa5-1=0.08-0.05=0.03(mm)

ϕa6-2=0.05-0.04=0.01(mm)

ϕa7-3=0.06-0.02=0.04(mm)

ϕa8-4=0.07-0.06=0.01(mm)

法兰处全摆度：

ϕb5-1=-0.13-(-0.43)=0.30(mm)

ϕb6-2=-0.16-(-0.42)=0.26(mm)

ϕb7-3=-0.24-(-0.31)=0.07(mm)

ϕb8-4=-0.35-(-0.17)=-0.18(mm)

法兰处净摆度：

ϕba5-1=0.30-0.03=0.27(mm)

ϕba6-2=0.26-0.04=0.22(mm)

ϕba7-3=0.07-0.04=0.03(mm)

ϕba8-4=-0.18-0.01=-0.19(mm)

按照计算值，将其标于记录纸上，常用的记录纸如图3-60所示，也可绘制正弦曲线。

图3-60　盘车摆度记录正弦图

由此可见，最大点应在6～5点之间，即a=0.27mm和c=0.22mm之间。

于是最大摆度点方向为（以1～5线为计算基准轴线）：

最大摆度值为：

由此可知法兰最大倾斜点在1～5线偏点6～2线8.7°处，如图3-60中的A点。

如此就可抽出绝缘垫进行分区刮垫处理，但在本例中由于最大值0.273mm，按比例推算到转轮止漏环处的摆度值离止漏环间隙值还有较大裕量（止漏环处双侧间隙为1.8mm），同时考虑到上导处相对摆度偏大，可能是上导处轴瓦与轴间隙偏大，因此未做处理，只将上导瓦的抱轴间隙调小，然后联轴准备进行整体盘车。

实际工作中，中小型机组一般直接采取在记录纸上记录点数，并直接在上面进行计算，如上例中，检修时一般测量计算如图3-61所示。

先画出轴断面示意图，然后在内圆上标上轴点号，再将百分表的读数标于对应的轴点上，并在圆心处标明测量位置。

计算全摆度时将两对称点的数值用大数减去小数，标在大数的一边点上，并用“└”圈位，便于和百分表读数区分。

计算净摆度时，用法兰处全摆度直接减去上导上相对应点的数值，如果全摆度在同一点上则两数相减，如图3-61中5点、6点、7点，上导处的全摆度值也在此几点上，可直接相减得出。相减的结果为正就将净摆度标于该点上。若相减结果为负则标于其对称点上，标的数值为正值。如果全摆度不在同一点上，则两数相加。例如上例中的4点在上导处其全摆度值在8点，而在法兰处为4点，因此只要将两数相加即得全摆度值，并将其标于4点上。为了便于区分百分表读数和全摆度，净摆度数值用“□”圈住。

图3-61　单独盘车上导摆度记录计算图

这种计算就是一直采用正数来标记，可在图表上一目了然，看清各轴点的情况和摆度情况，因此在检修中广为应用。另外在摆度最大点和最大值确定中，检修时为避免繁杂的三角函数计算，通常由检修技术人员根据盘车后的净摆度分布情况综合估量一个离实际盘车最大摆度值线点作为最大方向线，而且最大点的数值通常就采用盘车实测的最大值，以此作为刮垫的依据，而且在实际工作中也比较准确，能将轴线处理在规定的范围内。

本例中单独盘车后，根据盘车数值进行推算后，不进行刮垫处理已经能够满足机组联轴盘车条件，因此直接进行主轴连接，然后进行机组的整体盘车。机组联轴后的第一次盘车测量见表3-9。

表3-9　机组联轴盘车百分表测点读数　单位：mm

根据公式将各测量处全摆度计算填入上表，并计算法兰处及水导处的净摆度值见表3-9。

根据上表中的净摆度值画出法兰处及水导处的轴断面摆度图如图362所示。

图3-62　整体盘车摆度记录计算图

由表可知，法兰处最大摆度点在5、6点间，其最大值方向（以6-2线为计算基准轴线）为：

图3-63　整体盘车最大摆度方位图

其最大值为：

由上图知，水导和法兰处的最大摆度基本在同一方位，且呈现线性放大，在7点法兰处可能有小曲折，法兰处和水导处摆度基本相等，但其数值较最大摆度值小得多，画轴线摆度如图3-

63所示。

法兰处最大摆度B点与1～5线成9.6°角，基本上呈现线性扩大，在水导处与1-5线成8.7°角。因此可以看出是由于推力镜板与轴线不垂直造成的。分析相对摆度值是否超过允许值，法兰处的相对摆度为：

其值均超过允许值，因此应进行处理。因最大摆度值呈现线性扩大，7点有曲折但较小，因此只考虑在推力头处进行综合处理。最大刮垫厚度为：

抽出绝缘垫，标出最大刮削方位如图360所示：

1区刮0.02mm 2区刮0.17mm 3区刮0.014mm

4区刮0.01mm 5区刮0.007mm 6区、7区不刮

考虑到刮削量较小，因此采用砂布进行擦削，如图3-64、图3-65所示。用方铁将砂布紧包贴于其上，将绝缘垫放置于平板上进行擦削，边擦削边测量。一般情况下有经验的施工人员可推算擦几次可擦去0.01mm的厚度，一般用0号砂布擦8～12次可擦去0.01mm。擦削要用力均匀，走向与分区线一致，且速度均匀。擦削完毕后，去刺、去高点，清洗后装复。本例中，擦削完毕后，装复重新盘车测量见表3-10。

表3-10　刮垫后的整体盘车　单位：mm

图3-64　绝缘垫刮削方位图（单位：mm）

图3-65　绝缘垫刮削方铁（单位：mm）

根据盘车记录，计算出各处全摆度、净摆度值见表3-10。其摆度分布如图3-66所示。

由摆度分布图可见，轴线在法兰处有曲折，但此时其相对摆度值为如下。

在法兰处：

图366 刮绝缘垫后的整体盘车摆度分布图

在水导轴颈处：

已经在规定范围之内，因此机组的盘车也就此结束可进行下一步工作。

4.机组90°盘车

机组90°盘车是在机组整体合格，推力瓦受力调整后进行的一项工作，其目的是通过盘车，找出迷宫环间隙的最小值，借以调整机组中心为导轴承的装复作准备，盘车时在水导处装4只百分表，并用撬棍撬动主轴，在百分表上读取迷宫环间隙值，每盘动一个90°读取一个X、Y向数值，作为调整依据。其测量图如图3-67所示。盘车时要初盘一圈，第二圈再进行盘点撬间隙测量，而且每次必须对点。

图3-67　机组90°盘车迷宫环间隙测量图

1—顶盖；2—轴承支架；3—撬棍；4—主轴；5—测量百分表；6—法兰保护罩

【例3-6】以下是某电站8MW机组90°盘车测量和调整实例。初次盘车测量值如图3-68所示。

图3-68　机组初次90°盘车迷宫环间隙测量

由盘车测量值可看出在-X方向间隙小，+X方向较大，Y方向相对相差较小，因此用上导瓦调整机组中心值。在机组中心移动中，一个方向变化另一个方向将产生变动，因此要先调大的一个方位值。本例中其调整值为-X方向向+X方向移0.60mm，Y方向暂不调整，调整时用百分表进行监视调整，先将百分表对零，轻轻松+Y、-Y方向的瓦，并监视其变化值，然后松动+X方向瓦，对称将-X方向上导瓦顶向+X方向。当数值到达移动值时轻轻靠拢+X方向的瓦，然后再看Y方向的百分表变化不大时轻轻靠拢轴瓦，变化大须进行调整再靠拢两瓦，然后进行盘车测量。本例中第二次盘车测量结果如图369所示。

图3-69　机组调整中心后90°盘车迷宫环间隙测量

根据测量结果需要再次调整，第一次调整中心并不理想，调整后Y方向的间隙差变大，X方向调整有些过头，因此再次调整中心时，要仔细监视上导瓦移动并观察水导处百分表的读数是否与上导处百分表变化相吻合。经过分析迷宫环间隙平均值，可以看出，需要将-Y向+Y移动0.38mm，+X向-X移动0.07mm。首先将上导及水导处的百分表同时对“0”，然后将-X方向的上导瓦轻轻松动一下，注意观察百分表的变化值，变化不得超过0.10mm，若超0.10mm，则轻轻紧一下刚刚松动过的-X方向上的瓦。然后将-Y方向的轴瓦松开，并观察百分表的移动。将+Y方向的上导瓦轻轻用力顶轴，当百分表移动读数与移动值相同时，将-Y方向的轴瓦轻轻靠拢，并观察百分表读数，使移动误差在0.05mm范围内。一般为正值较好，因为顶紧-Y方向的轴瓦时百分表读数会回来一定的数值。Y方向调整完毕后，观察X方向百分表的变化，并按照Y方向的移动法将X方向的值移动，然后兼顾X、Y两个方向的值，将四个方向的轴瓦轻轻靠紧轴颈。在移动主轴的过程中，一定要上、下同时观察百分表的读数，水导处的百分表移动数与上导处的移动数误差不应该超过0.05mm，否则应查找原因进行分析，重新进行90°盘车测量，再进行调整。在本例中当上导处-Y向+Y移动0.38mm，+X向-X移动0.07mm时，水导处百分表的移动数值为-Y向+Y移动0.36mm，+X向-X移动0.07mm，基本上下一致。因此可进行再次盘车测量。第三次盘车测量结果如图370所示。

从测量值看出机组主轴已经处于中间位置，一般来说还要再盘车一次进行校验，此例中再次盘车的校验值与图3-70中的值基本一致。所以中心已基本合格，可进行下一步的工作。

图3-70　机组再次调整中心后90°盘车迷宫环间隙测量

在机组90°盘车合格、机组中心确立后，即可进行主轴固定工作，其目的是使机组中心固定不动，装复各导轴承。一般情况下，由于中小型水轮机转轮止漏环间隙小，采用在下部止漏环处打入小楔子的方法不适用。因此在实际工作中，主要采取在水机室内分别对称轴和在上导处用导瓦抱紧轴的方法来固定主轴。由于水机装复一节中已经有所叙述。所以此处不再重复。