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斯坦福交流發電機的安裝檢查

 

摘要：柴油發電機組組裝的工程技術人員都清楚的知曉發電機組的組裝連接方式有二種：第一種是單支點連接，就是直接用鋼片連接，這種連接方式震動小，同心度高。第二種是雙支點連接，是用聯軸器連接，這種連接方式適合各種機型。聯軸器連接用于大功率發電機組較多，尤其是數據中心所用的高壓發電機組所用的高壓發電機組發動機和發電機的連接，基本是采用聯軸器連接，而在發電機組連接裝配時，聯軸器與發電機連接裝配的重要性，顯現的特別明顯。

 

一、聯軸器的類型和配合

 

1、聯軸器的分類

      聯軸器與發電機連接裝配主要是軸套安裝和膠滾安裝；軸套安裝是一種過盈配合安裝，而膠滾安裝是將安裝在已固定在發電機轉軸上的軸套上。有機械組裝常識的工程技術人員都明白：

      過盈是指孔的尺寸減去相配合的軸的尺寸之差為負。過盈配合是指具有過盈(包括最小過盈等于零)的配合。此時，孔的公差帶在軸的公差帶之下。孔的各個方向上的尺寸減去相配合的軸的各個方向上的尺寸所得的代數差，此差為負時是過盈配合。該類結構簡單，同軸性好，能承受較大的軸向力、扭矩及動載荷。但對配合表面的加工精度要求較高，裝配不方便。過盈配合的實現的方式一般采用壓裝配合、熱裝配合和冷裝配合。

（1）壓裝配合

      壓裝配合是指過盈配合常溫下的壓裝配合，適用于過盈量較小的幾種靜配合，它的操作方便簡單，動作迅速，是最常用的一種方法。根據施力方式不同，壓裝配合分為錘擊法和壓入法兩種，錘擊法主要用于配合面要求較低，長度較短，采用過渡配合的聯接件；壓入法加力均勻，方向好控制，生產效率高，主要用于過盈配合。較小過盈量配合的小尺寸聯接件可用螺旋式或杠桿式壓入工具壓入，大過盈量用壓力機壓入。

（2）熱裝配合

      熱裝的基本原理是：通過加熱包容件(孔)，使其直徑膨脹增大到一定數值，再將配合的被包容件(軸)自由地送入孔中，孔冷卻后，軸就被緊緊地抱住，其間產生很大的聯接強度，達到過盈配合的要求。

（3）冷裝配合

      冷裝配合指的是當套件太大壓入的零件太小時，采用加熱套件不方便，甚至無法加熱；或有些套件不準加熱時，則可采用把被低壓入的零件冷溫冷卻使其尺寸縮小，然后迅速將此零件裝入到套件中去，這種方法叫冷裝配合。

 

二、發電機的聯軸器安裝

 

      發電機軸上裝有發電機的轉子，轉子上有轉子線圈等是通過軸承固定在發電機的定子內，伸出的軸部分用于配裝軸套，不可高溫加熱，否則會損傷發電機的轉軸承和發電機軸上的線圈等部件以及發電機上的線圈等，同樣對整個發電機進行降溫處理也會損傷發電機的零部件；采用將發電機聯軸器的軸套套在發電機的轉軸上強行敲打而套入發電機軸上，不用說會導致發電機軸變形，同時會損壞發電機上的軸承等零部件；唯一可行的方法是將發電機組聯軸器的軸套進行加熱，使發電機組的軸套在加熱器上加熱，而使軸套進行熱膨脹，使軸套的內腔直徑膨脹增大到一定數值，也就是加熱后的軸套內徑要大于發電機軸的外徑，然后將這高溫高熱的軸套精準的套在發電機所規定的軸的安裝位置上，待高溫高熱的軸套漸漸冷卻后，軸套就緊緊地擁抱著發電機軸，期間產生很大的聯接強度，以達到過盈配合的要求。  

      笨重而高溫高熱的軸套高精準的讓軸腔對準發電機的轉軸以及讓笨重而又高溫高熱的軸套內軸腔上的鍵槽對準發電機上的鍵，談何容易？就算已把軸套已按要求裝在發電機的轉軸的規定位置，而把聯軸器的膠滾裝在發電機上的軸套上，并將軸套與膠滾用高彈螺栓連接鎖緊且按規定的扭力緊固也并非易事，無論是順時針還逆時針緊松螺栓，螺栓鎖住膠滾和軸套，軸套抱住發電機的轉軸，而軸是轉動的，高溫高熱的軸套會散發熱量傷及裝配人員，裝配效率低。

1、加工自制吊勾步驟

      自制吊勾由鋼筯折彎而成，自制吊勾的上端有吊耳，下端有勾針；自制吊勾的勾針的長度是聯軸器的軸套的螺孔深度的三倍，且勾針向上傾斜5°設置，自制吊勾的高度是聯軸器的軸套的螺孔與軸套外圓切線距離的10倍以上，自制吊勾的吊耳穿設有吊繩，且吊繩與珩車相連；

2、加工自制搬件工具步驟

      自制搬件工具由鋼柱和不銹鋼螺栓焊接而成，所述不銹鋼螺栓的螺栓頭焊接在鋼柱的一端，所述不銹鋼螺栓用于擰入軸套的螺孔且擰入深度為軸套的螺孔深度，所述鋼柱的長度為1.5m；

3、加工自制卡板步驟

      自制卡板由角鐵和兩段6分鋼管焊接而成，具體包括以下工序：

（1）取角鐵，角鐵長度為發電機的過渡套外徑長度加200毫米；

（2）在角鐵的一個面的兩端各打一個穿孔，兩個穿孔之間的距離為發電機的過渡套上的所有安裝孔的圓心所組成的圓的直徑長度，穿孔的尺寸略大于發電機的過渡套上的安裝孔尺寸；

（3）截取兩段6分鋼管，每段鋼管長度為聯軸器的膠滾厚度的1.1倍；

（4）再取步驟s32中已打穿孔的角鐵，將兩段6分鋼管分別焊接在角鐵的具有穿孔的平面上，兩段6分鋼管分別位于兩個穿孔之間，且兩段6分鋼管以角鐵的中心為基準對稱，兩段6分鋼管之間的距離為聯軸器的膠滾的所有滾槽的圓心所組成的圓的直徑加上一個6分鋼管的直徑；角鐵構成卡板本體，每段6分鋼管構成一根卡柱，每個穿孔構成一個卡孔；

4、加工自制扳手步驟

      自制扳手由一個套扳頭和兩根圓鋼焊接而成，具體包括以下工序：

（1）取一個套扳頭，套扳頭能正好套緊聯軸器的膠滾和軸套之間的鎖緊螺栓；

（2）再取兩根直徑為20毫米、長度為500毫米的圓鋼，一根圓鋼為扳手柱，另一根圓鋼為扳手柄；

（3）扳手柱的一頭焊接在套扳頭的背部，另一頭焊接在扳手柄的中部，并把套扳頭和兩根圓鋼的毛邊及焊頭打磨光滑；

（4）在加熱器上設定軸套需加熱的溫度值，并移動加熱器上部的加熱橫梁；

（5）用自制吊勾的勾針勾吊在聯軸器的軸套的一個螺孔內；

（6）通過珩車和吊繩移動勾吊有軸套的自制吊勾，使軸套對準加熱器的加熱橫梁，并使軸套的內腔穿過加熱橫梁，且軸套停靠在加熱橫梁的中間，然后取下自制吊勾，接著取加熱器的溫度傳感器緊貼在軸套上，開啟加熱器進行加熱；

（7）待加熱器將軸套加熱到設定的溫度且恒定后，關斷加熱器，移開加熱器的溫度傳感器，取兩個自制搬件工具，將每個自制搬件工具上的不銹鋼螺栓擰入軸套上的一個螺孔內，兩個自制搬件工具分設在軸套的徑向兩側；

（8）將自制吊勾的勾針勾吊在軸套的一個螺孔內，通過珩車、吊繩和自制吊勾搬運軸套以及與其相連的自制搬件工具，使軸套從加熱器的加熱橫梁上移出；

（9）繼續通過珩車和自制吊勾搬運軸套以及與其相連的自制搬件工具，使軸套對準發電機的轉軸，調整自制吊勾和自制搬件工具的位置，使得笨重的高溫高熱的軸套對準發電機的轉軸，且軸套的內腔上的鍵槽對準發電機的轉軸上的鍵；

（10）將自制吊勾的勾針從軸套的螺孔內移除，利用兩個自制搬件工具將笨重的高溫高熱的軸套推至發電機的轉軸的根部并調整好位置；

（11）將兩個自制搬件工具上的不銹鋼螺栓從軸套上的螺孔內擰出，待軸套冷卻；

（12）用珩車將聯軸器的膠滾吊移至已裝有軸套的發電機處，調整膠滾位置和方向，使得膠滾中間的固定盤穿過發電機的轉軸，并將膠滾的固定盤與軸套貼合，調整膠滾位置，使得膠滾的固定盤上的固定孔與軸套上的螺孔相互對準，并在每個固定孔和相應的螺孔內插入帶有墊片的鎖緊螺栓，鎖緊螺栓用于固定聯軸器的軸套和膠滾；

（13）取自制卡板，將自制卡板的兩根卡柱分別插入已裝在發電機上的膠滾的滾槽內，并緩慢推入，轉動自制卡板，使得膠滾、軸套和發電機的轉軸一同轉動，將自制卡板上的兩個卡孔與發電機的過渡套上的兩個安裝孔對準，并使自制卡板的卡板本體緊貼發電機的過渡套的端面，用輔助螺栓穿過自制卡板的卡孔后，擰緊在發電機的過渡套上的安裝孔內；

（14）取自制扳手，并將自制扳手的套扳頭套入固定聯軸器的軸套和膠滾的鎖緊螺栓，通過轉動板手柄轉動套扳頭進行鎖緊螺栓的初步預緊，當軸套和膠滾之間的鎖緊螺栓全部預緊后，再用高強度的扭力扳手緊固全部鎖緊螺栓，并做好相對應的緊固標記；

（16）松開自制卡板上的輔助螺栓，拆除自制卡板，完成聯軸器安裝。

上述柴油發電機組聯軸器安裝方法，能提高裝配效率，同時也能保證裝配人員的安全。

 

圖1  柴油發電機組用聯軸器結構圖

圖2  柴油發電機組聯軸器安裝圖

 

三、發電機安裝檢查

 

1、發電機與柴油機的耦合

      要求聯軸器的平行度和同心度均應小于0.05mm。實際使用時間要求可略低些，約在0.1mm以內，過大會影響軸承的正常運轉，導致損壞，耦合好要用定位銷固定。安裝前要復測耦合情況。

2、滑動軸承的發電機在耦合時

      發電機中心高度要調整得比柴油機中心略低些，這樣柴油機上的飛輪的重量就不會轉移到發電機軸承上，否則發電機軸承將額外承受飛輪的重量，不利于滑動軸承油膜的形成，導致發熱，甚至燒毀軸承。這類發電機的聯軸器上也不能帶任何重物。

3、安裝發電機

      要保證冷卻空氣入口處暢通無阻，并要避免排出的熱空氣再進入發電機。如果通風蓋上有百葉窗，則窗口應朝下，以滿足保護等級的要求。

4、單軸承發電機的機械耦合

      單軸承發電機的機械耦合要特別注意定、轉子之間的氣隙要均勻。

5、按斯坦福原理圖接線

      選擇合適的電力電纜，用銅接頭來接線，銅接頭與匯流排，匯流排與匯流排固緊后，其接頭處，局部間隙不得大于0.05mm，導線間的距離要大于10mm，還需加裝必要的接地線。接線圖如圖3所示。

6、發電機出線盒

      接線柱如圖4所示。出線盒內接線端頭上打有U、V、W、N印記，它不表示實際的相序，實際的相序取決于旋轉方向。合格證上印有UVW表示順時針旋轉時的實際相序，VUW即表示逆時針旋轉時的實際相序。

7、柴油發電機組組裝

      應將主控屏和副控屏之間用一根短電纜連接好，主控屏到柴油機控制箱下部之間有一根多芯長電纜，也用插頭、插座連接好，并將主控屏和副控屏的機殼、機組的公共底座及大蓄電池（啟動用）和小蓄電池（自控用）的負極全部連接并接地。

8、中性點接地

      如果在供電系統中的各臺發電機的中性點互相連接，或發電機中性點和變壓器及其他負荷中性點連接時，機組運行時在中性線會發現三倍頻率的中線電流。因此，必須對運行中可能出現的各種負載情況下，發電機的中線電流進行測定。為使發電機運行不致過熱，其中線電流不得超過發電機額定電流的50％。中線電流過大，在中線上應加裝中線電抗器加以限制。

 

圖3  斯坦福發電機接線圖

圖4  斯坦福發電機接線柱

 

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