DL T 5036-1994 转桨式转轮组装及试验工艺导则.pdf
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1、 转桨式转轮组装与试验工艺导则 Guide for assembly and test technolagy of runner of kaplan turbine DL/T503694 1994-11-14发布 1995-03-01实施 中华人民共和国电力工业部 发布 中华人民共和国电力工业部 关于发布转桨式转轮组装与试验工艺导则 等三项电力行业标准的通知 电技1994676号 各电管局,各省(自治区、直辖市)电力局,水利水电规划设计总院,各直属水电勘测设计院,各水电工程局,各有关制造厂及科研单位: 转桨式转轮组装与试验工艺导则等3项电力工行业标准,经部审查通过,现批准发布。该3项标准为推荐
2、性标准,编号和名称如下: 1.DL/T503694,转桨式转轮组装与试验工艺导则; 2.DL/T503794,轴流式水轮机埋件安装工艺导则; 3.DL/T503894,灯泡贯流式水轮发电机组安装工艺导则。 上述3项标准由电力出版社出版、发行,自1995年3月1日起实施。 请将执行中的问题和意见告电力部水电站水轮机标准化技术委员会。(挂靠在水科院机电所) 1994年11月14日 1 总则 1.1 本工艺导则是根据水轮发电机组安装技术规范(GB856488),结合常用典型结构而编制。 1.2 本工艺导则适用于大中型转桨式转轮组装与试验。结构不同时,应采用与结构适应的安装工序。 2 一般规定 2.1
3、 设备分瓣组合面和安装法兰面间隙,用0.05mm塞尺检查,不能通过;允许有局部间隙,用0.10mm塞尺检查,深度不应超过法兰面宽度的1/3,总长不应超过周长的20%。连接螺栓和销钉周围不应有间隙。 2.2 对M72及以上细牙螺纹应进行清扫、研磨、试配、补打记号。装配时,螺纹部分涂丝扣脂(如7403、7404高温丝扣脂),并对号入座。 螺纹研磨和试配的目的:去除螺纹毛刺,校验或处理螺纹粗糙度和配合间隙,达到GB19781普通螺纹公差与配合的要求。 螺纹研磨工艺:用汽油清洗螺纹外观检查螺纹牙型及表面光洁程度用三角油石研磨外螺纹,用电动砂轮机带多层砂布轮抛光内螺纹,局部毛刺用三角油石修磨。研磨后,用
4、手模螺纹,应感觉光滑。 螺栓试配工艺:将转臂螺孔朝上平放。如图1,用酒精白布擦净螺纹,涂丝扣脂,按制造厂编号,用手将螺栓旋入和旋出螺孔,不得碰伤螺纹,禁止用大锤敲打和板手旋拧,具体要求如下: a.螺栓拧入转臂螺孔后的外露部分长度(mm,见图1): AAA + 12510( )(1) 式中:A1叶片法兰联结孔厚度,mm; A2枢轴法兰厚度,mm。 b.用手推螺纹头部,向任一方向均能晃动,用千分尺测量晃动量,换算为螺纹间隙,应符合GB19781普通螺纹公差与配合的要求。 c.用手将螺纹旋出后,检查螺纹,不应有拉毛(如出现毛刺和细铁屑)。不符合要求时,应与制造厂研究处理。 图1 叶片螺栓试配 1电动
5、砂轮机;2转臂;3叶片螺栓;4枢轴;5叶片 2.3 大型螺栓预紧力的选择与控制。 2.3.1 螺栓预紧力应符合制造厂编制的安装技术规程。如无具体数值时,可按下式选择: 005 07= (. .)s (2) 式中:0螺栓预紧应力,MPa; s螺栓材料的屈服极限,MPa。 2.3.2 控制螺栓预紧力的大小,可选用测量螺栓伸长值或拧紧力矩的方法。 a.螺栓伸长值按下式计算: LLE=0(3) 式中:L 螺栓伸长值,mm; 0螺栓预紧应力,MPa; L螺栓的计算长度,mm; 当螺栓中心孔是通孔时,取 L=联结法兰厚度+1/2(螺纹旋合长度); 当螺栓中心孔是盲孔时,取 L=螺栓孔实际深度; E螺栓材料
6、的弹性模量。钢制螺栓取E=206103MPa。 b.螺栓拧紧力矩按下式计算: MPd f dfwc=+1211502(. ) tg(4) PA00= = arctgSd/2 dDdDdw=2313031202式中:M 螺栓的拧紧力矩,Nm; P0螺栓的预紧力,N; 0螺栓预紧应力,MPa; A螺栓的有效断面积,m2; d2螺纹中径,m; f螺纹副的静磨擦系数,钢制螺纹,取f=0.100.15; 螺纹升角; S螺纹导程,m; dw螺母支持面磨擦力矩的等效直径,m; D1螺母对边距离(或倒角圆直径),m; d0螺栓孔内径,m; fc螺母支持面的磨擦系数,无油的加工表面,取fc=0.100.21;有
7、油的加工表面,取fc=0.060.12。加紫铜垫片,有油时,取fc=0.100.15。该系数取值范围较大,施工时宜通过实验确定。 2.4 大型螺栓的紧固方法。 2.4.1 用桥机滑轮拉力计扳手系统紧固螺栓,拉力计的读数乘板手力臂m,即为螺栓拧紧力矩。操作步骤是: a.对称均布紧固部分螺栓,达总拧紧力矩M式(4)的30%50%。测量法兰面间隙应为0(用0.02mm塞尺检查),称为预紧。 b.两次对称紧固其余螺栓,第一次达拧紧力矩M的50%80%,第二次达拧紧力矩M。 c.对称紧固顶紧的螺栓,达拧紧力矩M。 2.4.2 用液压拉伸器紧固螺栓,用测量螺栓伸长值控制螺栓预紧力。操作步骤为: a.对称均
8、布紧固部分螺栓,螺栓伸长值(撤除油压后的剩余伸长值)达设计伸长值式(3)的30%50%,测量法兰面间隙应为0(用0.02mm塞尺检查),称为预紧。 b.对称紧固其余螺栓,使螺栓伸长值(撤除油压后的剩余伸长值)达设计伸长值式(3)。 c.松开第一步预紧的螺栓。 d.紧固松开后的预紧的螺栓,使螺栓伸长值达设计值式(3)。 2.4.3 用管状加热器加热紧固螺栓,用转角法控制加热后螺母转角,用测量冷态螺栓伸长值控制预紧力。 螺母转角按下式计算: =LP360 (5) 式中:螺母转角,(); P螺纹螺矩,m; 系数,由实验确定; L螺栓的计算伸长,m; LPLAEPLAEFFF=+00(6) ADdF=
9、40202()DdLF015 01 +.P0螺栓的预紧力,N; A螺栓的有效断面积,m2; L螺栓材料的计算长度,同式(3),m; E螺栓材料的弹性模量,MPa; LF连接法兰厚度,m; AF法兰的当量受压面积,m2; d0法兰螺孔内径,m; d螺栓公称直径,m; EF法兰的弹性模量,MPa。 热紧的操作步骤: a.取12个螺栓的螺母,做加热时间、螺栓伸长值L与螺母转角的关系试验,并按式(5)求出系数值。 b.穿入全部螺栓,用大锤和扳手打紧,用以消除法兰面间隙(用0.02mm塞尺检查)。 c.将螺栓按均布分成两组。 d.加热紧固第一组螺栓,使螺母转角为式(5)计算值的1/31/2。冷后,测量螺
10、栓净伸长值。 e.加热紧固第二组螺栓,使螺母转角为式(5)计算值的1/31/2。冷后,测量螺栓净伸长值。 f.用0.02mm塞尺测量法兰面间隙,应不能插入。 g.加热松开第一组螺栓,冷后,重新加热紧固,螺母转角为式(5)计算值。再冷后,测量螺栓净伸长值应为设计伸长值式(3)。 h.加热松开第二组螺栓,冷后,重新加热紧固,螺母转角为式(5)计算值。再冷后,测量螺栓净伸长值,应为设计伸长值式(3)。 i.对冷态螺栓净伸长值与式(3)设计值不符者,加热松开。冷后,重新加热紧固,螺母转角为修正过的。根据g、h两步所测螺栓实际净伸长值和螺母实际转角,代入式(5)中,求得修正的值。再将值代入式(5),求得
11、设计伸长值时的螺母转角。螺栓冷后,测量螺栓净伸长值。重复该步,直到螺栓净伸长值符合设计值为止。 2.5 转桨式水轮机转轮组装与试验工艺流程是:转轮体就位(正置或倒置,取决于转轮结构)叶片传动机构安装转轮翻身正置叶片安装接力器安装油压试验转轮吊入机坑安装。 3 准备工作 3.1 在安装场埋设的组装与试验用钢平台。钢平台应能固定组装用钢支墩。在钢平台上做油压试验时,当叶片全开,叶片最低点距地板距离不小于300mm。钢平台上表面安装水平0.10mm/m。 3.2 在钢平台外围地板上,可埋设紧固叶片螺栓用地锚,地锚许用拉力的安全系数取35,地锚位于转轮体水平投影外圆切线上,分布半径为 R r= +50
12、0 式中:R地锚分布圆半径,mm; r转轮叶片外圆半径,mm。 3.3 设计和制造油压试验设备: a.油泵组一台,总容量按515min叶片全开或全关计算,供油压力应不小于转轮接力器额定压力的25%,油泵组应装有单向阀和溢流阀。 b.油罐一个。容积为转轮接力器总容积的2.02.5倍。 c.压力滤油机一台。 d.火车或汽车运油用卧式油罐一个,卧式油罐应自带一台注油泵。 3.4 转轮组装用钢支墩46个,高度1m,支墩上下端面宜加工平整。在钢平台上,划出转轮体上法兰(正装时)或上法兰(倒装时)外圆。均布46个组装钢支墩,并固定在钢平台上。 选用正装工艺时,还需制作辅助钢支墩和支持钢架若干个,按支持转臂
13、和连杆所需重量和高度设计,为便于搬动,可采用分段组合支墩,支持钢架由角钢焊成,用来支恃转臂和连杆处于安装位置,待与转轮体组装。若转轮结构布置支墩有困难时,可不制作支墩,选用其它适宜的方法。 3.5 对设备进行全面清点、清扫、检查(复查主要配合尺寸和外观检查)、去锈、补漆、与汽轮机油接触的零件表面,应刷耐油漆。 3.6 按2.2条要求,对M72及以上细牙螺栓进行清扫、研磨、试配。 3.7 按编号将连杆装配在转臂上。 3.8 对重要部位的销钉和销孔进行测量检查。 3.9 将接力器缸体倒置于34个钢支墩上,清扫、刷漆,将联轴螺栓插入螺孔就位,焊上挡块和堵板(图2),焊缝应进行外观检查和煤油渗漏试验,
14、或着色法探伤。 图2 联轴螺栓与缸装配 1缸体;2堵板;3挡块;4联轴螺栓;5钢支墩 3.10 有条件时,可进行悬挂工具预装。 4 叶片传动机构安装 叶片传动机构安装工艺流程,取决于转轮结构型式,常用的转轮结构型式分为有操作架的转轮(图3)和无操作架的转轮(图4)两种。 图3 有操场作架的转轮 1联轴螺栓;2导轴;3缸体;4活塞;5转轮体; 6转臂;7叶片螺栓;8枢轴;9叶片;10连杆; 11操作架;12联接体;13下盖;14泄水锥; 15泄水锥围板;16导向滑板;17堵板; 18下保护罩;19上保护罩 图4 无操作架的转轮 1导轴;2缸盖;3活塞;4转轮体;5叶片密封; 6枢轴;7叶片;8转
15、臂;9泄水锥;10下盖; 11连杆;12连杆销;13导筒;14导筒螺母 4.1 有操作架的转轮一般采用倒装工艺。 4.1.1 将带杆的活塞倒放于钢平台的中心孔内。下面用木方垫好(如图5)。注意活塞杆键槽方位与转轮体一致。 图5 转轮体就位 1活塞;2钢平台;3钢支墩;4上吊具(2个); 5转轮体;6下吊具(2个) 4.1.2 将专用吊具4、6安装在转轮体上下法兰上,用桥式起重机(以下简称桥机),将转轮体倒放于钢平台的钢支墩上(图5);用加紫铜片的方法,调整转轮体水平,应不大于0.05mm/m。 4.1.3 拆去转轮体下法兰吊具6。 4.1.4 按编号将转臂连杆装配,逐个吊入转轮体内就位。用连杆
16、固定工具2、楔子板8和千斤顶9进行调整,使其与铜瓦同心,并固靠于铜瓦内端面(图6)。 图6 转臂、连杆、枢轴安装 1连杆;2连杆固定工具;3转轮体;4工艺螺栓(3个); 5枢轴;6铜瓦;7转臂;8楔子板;9千斤顶; 10链式起重机(2个);11吊环(3个);12枢轴平衡吊具 4.1.5 用专用平衡吊具12(图6),按编号、逐个三点起吊枢轴,装入销钉。用链式起重机调整枢轴方位和水平。对正转臂销孔,插入转轮体叶片轴孔内,拆除平衡吊具12,拧入工艺螺栓4,将枢轴与转臂联成一体,以防滑出。 4.1.6 装入活塞杆“O”型密封圈于铜瓦8内,用桥机提升活塞到安装位置,活塞下面垫上工字钢,将活塞保持在该位置
17、上,撤去桥机(图7)。 4.1.7 将连杆销15插入操作架4销孔中一半,用绳捆牢,用桥机将操作架吊至转轮体上方,套入活塞杆,按编号依次调整连杆销孔,使之对正操作架销孔,打入连杆销15,放入平键16,安装卡环和锁定套环17(图7)。 4.1.8 安装联接体2(图7)及其法兰面“O”型密封圈。用0.05mm塞尺检查法兰面间隙,应符合2.1条要求。 按编号,安装导向滑块3(图7),滑块两侧和端面都应有不小于0.10mm间隙。 4.1.9 用桥机和千斤顶11,将操作架4(图7)升到最高位置,使活塞端面与转轮体接触,顶紧千斤顶11,以防翻身时活塞窜动。 图7 叶片传动机构安装 1翻身盖;2联接体;3导向
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