立式同步電動機的軸線測量及調整，是整個機組安裝中一個重要組成部分，電機的軸線垂直與否，將直接影響機組的安全穩定運行。本篇水電工程師論文檢測發現南水北調東線一期工程四臺電機有彎曲現象，分析其產生擺度的主要原因，并擬定兩種方案來解決此問題，在驗收的空載、負載試驗中，電機運行正常，符合國家及行業標準，同時證實本公司對淮安四站同步電機主軸彎曲的原因分析是正確的，處理方案是可行的。

　　推薦期刊：《水利水電技術》雜志是水利部主管、水利部發展研究中心主辦的水利水電行業的綜合性技術刊物，創刊于1959年，現對國內外公開發行，為全國中文核心期刊、中國科技核心期刊。以介紹我國水利水電工程的勘測、設計、施工、運行管理和科學研究等方面的技術經驗為主，同時也報道國外的各項先進技術。是我國水利水電科技刊物中創刊較早、影響范圍較大、發行量較多的刊物。

　　南水北調東線一期工程淮安四站的4臺立式同步電動機在工地現場安裝過程中，發現電動機大軸有彎曲現象，法蘭等處擺度超標。對主軸彎曲原因進行分析，發現由于電機轉子較長期橫臥存放導致主軸彎曲。為節約成本采用就地處理，對彎曲最大處，即轉子下部磁軛至下導軸承滑轉子之間的主軸部分進行加熱除應力的方式進行校直。施工完成后電機軸線符合國家有關標準和標書要求，至今電機一切運轉正常。對長度超過3 m的大型立式同步電動機的轉子總裝配完成后，需豎直存放在架子上或者地坑中，如果條件不允許，橫放在堅硬平整的地面，則在軸下方加若干支墊，以防軸彎曲。

　　關鍵詞：主軸彎曲;立式同步電動機;法蘭;軸線;絕對擺度

　　南水北調東線第一期工程淮安四站，位于江蘇省淮安市楚州區三堡鄉境內，里運河與灌溉總渠交匯處，是南水北調東線一期工程第二個梯級的組成部分，其設計引水流量為100 m3/s，設計單機流量為334 m3/s。淮安四站所用電機是南京公司生產的功率為2500 kW立式大型同步電動機，型號為TL 250040/3250 6 kV，轉速為150 r/min，共4臺，其中一臺為備機。在安裝時，發現電動機大軸存在彎曲現象，派工作人員到現場進行實地測量，并分析原因，提出具體處理方案，施工后電機軸線符合國家有關標準，至今電機一切運轉正常。

　　1軸線的檢測

　　通過盤車測量軸線垂直，見圖1。按SL 317-2004中華人民共和國水利行業標準規定，上、下導軸承中心處以及法蘭聯接處測得的相對擺度值見表1 [2]。

　　經測量，現場安裝的四臺電機絕對擺度最大值如表2所示，四臺電機的盤車數值中除上導軸承外都嚴重超標，并且法蘭盤處與下導軸承處擺度值最大點在同一方位。

　　2主軸彎曲原因分析及校直方案

　　根據圖1立式電機的結構和以往安裝經驗，產生擺度的主要原因如下：

　　(1) 鏡板摩擦面與軸線不垂直;

　　(2) 主軸本身彎曲。

　　如果鏡板摩擦面與軸線不垂直，通過處理推力頭與鏡板間絕緣襯墊的方式，但是工地現場安裝人員已經磨削絕緣襯墊接近08 mm左右，下導軸承處及法蘭盤處的擺度仍遠不能達到最低標準，而且出現了上導軸承處的擺度變得更大了。在取出絕緣襯墊，推力頭與鏡板直聯的情況下盤車，除上導軸承處接近達標外，下導軸承與法蘭盤處擺度也嚴重超標。由此可見，基本排除鏡板摩擦面與軸線不垂直這種可能，那只有主軸本身的彎曲才可能造成這么大的擺度。

　　由以上的測量及分析可以得出結論，確定四臺電機的主軸發生了彎曲現象。

　　4臺大型立式同步電動機的主軸彎曲，主要原因是電機轉子較長期橫臥存放的緣故，見圖2，合理的存放方式見圖3，豎直存放在架子上或者地坑中。

　　大型立式同步電動機的結構中主軸較長，鐵芯較短，轉子外圓較大，其存放時在自身重力作用下，會發生彎曲現象。由圖2可以看出，主軸在電機轉子下部至法蘭盤處部分最長且較粗，上面還有滑轉子和擋油管，其自重最大，在轉子下部分發生彎曲的可能最大。轉子上部雖有彎曲，但其長度較下

　　部短，其自重小，其程度肯定比下部小。同時，盤車數據也得出：上導軸承處的絕對擺度偏離的很小。

　　以下兩種方案可以解決此問題。

　　第一種方案是運回廠里處理，這種方案處理在技術上可達到預想目的，但四臺電機已經安裝在電機機坑內，安裝程度如圖4所示，大的部件如定子、轉子、上機架、下機架及其中的軸承等都已安裝到位，僅余下一些小的部件如罩座、刷架、軸承蓋及蓋板等沒有安裝，如果將轉子拆下，單獨對整個主軸進行大的修理與校直，相當于整個重新組裝，拆卸與安裝費用代價高昂，且轉子部件的運輸費用不菲，對工期的影響也太大。

　　圖4發現主軸彎曲時的電機安裝情況

　　第二種方案是就地處理，既省時又省費用，結合施工現場情況，參考圖4，可以看出，現場具備施工條件，具體的施工方案是：對彎曲最大處，即轉子下部磁軛至下導軸承滑轉子之間的主軸部分進行加熱除應力的方式進行校直，轉子上部主軸在加熱過程中會通過熱傳導作用升溫，在轉子自重的作用下校直。這種方案動作不大，現在已經安裝好的部件幾乎不用動任何手腳，對工期幾乎無影響，而且能最大程度校直主軸，保證整個機組的安全穩定運行。

　　依據南水北調東線第一期工程淮安四站的安裝情況，采用2號方案—就地加熱處理主軸彎曲。

　　3校直主軸的施工流程

　　現場決定首先對彎曲變形最大的3號電機進行處理，如果方案成功，則其他電機類似。

　　在電機主軸校直施工時，施工空間如圖4所示，非常狹小，僅供3人操作。施工人員在下機架上選好立腳點，由盤車將加熱部位旋轉至正對施工人員。用2只火焰槍對主軸進行均勻對稱加熱，實時對加熱區域進行溫度監控和報數，同時對磁軛上部的主軸用紅外測溫儀進行溫度監控，最高點的溫度不超過100 ℃，以免磁軛上部溫度過高而燒壞轉子勵磁引線。同時，在電機上導軸承、下導軸承以及法蘭盤處的東、西、南、北四個方向各架設一塊百分表隨時監控。加熱部位應在主軸彎折的背面(見圖5)。加熱部位的加熱面應是梯形的，其溫度也應該如此逐次升高(圖6)，最高點的溫度不超過500 ℃。溫度達到450 ℃時烘烤結束，然后自然冷卻，再盤車測量擺度。

　　第一次先采用強度稍弱的火焰，溫度<450 ℃，統計完全冷卻后的校直度數。再適度調整溫度，防止矯枉過正。經反復烘烤、冷卻，大軸的彎曲得到了矯正，再結合電機絕緣襯墊的研刮處理，第一臺3號電機的各處擺度值均符合標準，接下來的三臺機也處理很順利，完工后四臺電機的絕對擺度最大值見表3。

　　4結語

　　因制造距安裝時間為187 d，南水北調東線第一期工程淮安四站電動機，軸長4975 m，在施工過程中發現主軸彎曲，經南京公司現場測量、分析、處理，施工完成后電機軸線符合國家有關標準，至今電機一切運轉正常。特別是2011年初蘇北干旱時，淮安四站長期滿負荷運行，同步電動機工作正常。

　　長度超過3 m的大型立式同步電動機的轉子總裝配完成后，應豎直存放在架子上或者地坑中存放。如果條件不允許，橫放在堅硬的平整的地面，則在軸下方加若干支墊，以防軸彎曲。特別注意：避免兩端支撐臥放，因轉子自重加在主軸上，會造成轉子磁軛兩端主軸的同時彎曲。