亓文海

（山东省调水工程运行维护中心棘洪滩泵站,山东 青岛 250199）

大型立式水泵机组的安装一般以导叶体的水导轴窝作为基准件,用求心器和内径千分尺来测定通过该基准的中心铅垂线,然后以该铅垂线为标准来调整已就位待调整的其他各固定部件的中心。因此,水导肘窝法兰面的测量调整是机组安装的重要环节。

导叶体的水导轴窝安装必须先确定高程,机组的高程均以水泵叶轮中心高程为基准,水泵叶轮中心高程决定于立式水泵的气蚀余量,也就是水泵叶轮中心的淹没深度,要保证水泵机组最低淹没深度能正常抽水运行。规范规定叶轮中心安装高程的标准,允许偏低于设计高程1～3mm,因此我们从基础垫铁开始就要严格控制安装高程,基础垫铁的表面高程也要偏低2～3mm左右,而且一般图纸提供的高程只有叶轮中心高程,其它部位的高程都要以叶轮中心位置为基础,其他部件的实际高程均要以实物的实际尺寸来推算到相应位置的高程,各台机组均不完全一样,因各部件的实际尺寸只要不大于规定的公差范围就合格,所以与设计图纸尺寸有一定的误差。装配后的累计误差就会比较大,因此各台机组的基础板的安装高程就不一样,所以契形垫铁的预埋高程也就不一样[1]。

要保证叶轮中心安装高程在规定的范围内,必须对机组各部位的零部件进行实际测量,有些部件还必须进行预装后进行测量。定好安装高程后,开始安装基础,吊装导叶体以下部件,测量调整导叶体水导轴窝的中心和水平。

1 调整水导轴窝的中心位置

1.1 首先在主机层,找出土建施工测放在地面上的纵横中心线[2,3]。

1.2 用钓鱼线在电机坑上方按地面的纵横中心拉上十字中心线,并在机坑上架起脚手架及脚手板,注意不能与十字中心线相碰。

1.3 在导叶体水导轴窝法兰处也用钓鱼线拉起十字纵横中心线。

1.4 在电机坑十字中心线上方搭起钢管十字架,而后按X-X',y-y′四个方向,用四只重锤球吊线至水导轴窝的十字线上,锤尖距十字线高度约5mm 左右,上部吊线靠紧电机坑的十字线。检查轴窝处的锤球下的十字线,判断轴窝中心位置偏移量,而后在水泵基础耳侧面与水泵层的隔墙墩之间量好尺寸,加工管道千斤顶以及水泵基础墩与导叶体外壳之间的距离,也加工管道千斤顶。水泵基础墩每侧架设两只管道千斤顶,导叶体外壳与基础墩之间每侧各架设一只管道千斤顶,而后用管道千斤顶来位移泵体,使主机层的中心线与水导轴窝法兰上的中心线基本重合,其误差最大不超过1mm 左右,中心调整到位后,将6 只管道千斤顶均顶紧,不让泵体位移。（管道千斤顶就是用112 ″的钢管一头焊一只M24～M30 的螺母,而后旋上螺栓,用调整螺栓的长短来位移泵体）[4]。

2 测量调整中间接管法兰面的安装高程

2.1 首先找出隔墩墙上的标准叶轮中心高程点,而后向上量至中间接管法兰面的计算安装高程,并做好记号点。

2.2 用软管水平尺水泡一端与记号点重合,另一端靠在中间接管的法兰上,看水泡是否高于中间接管法兰面1～3mm,并测量四个方位进行比较,做好记录。若是水泡高于法兰面,证明法兰面安装高程偏低,若是水泡偏低于法兰面,证明法兰面的安装高程偏高于标准高程,在调整水导法兰面的水平时,高程偏低时,调整水平时只升不降,若水平偏高时只降不升,如高程在规范范围内,调整水平时升降各半,就可以保持高程变化不大。

3 测量调整下水导轴窝法兰面的水平

3.1 首先按轴窝的法兰中心点直径加工一只小型固定水平梁供安装可调水平梁及合像水平仪。

3.2 安装合像水平仪时,可调旋钮应与可调水平梁的单独旋钮保持一致,并用相色带将水平仪牢固的固定在可调水平梁上,固定水平梁的三只地脚螺栓应用螺母紧固,螺栓头部应磨尖头[5],其三只螺栓的高度基本一致。

3.3 在轴窝法兰面上按照中心线的位置选好X-X',y-y′测点,一般称为东、西、南、北四个方位,法兰面上要用细砂纸打磨干净。

3.4 首先将水平仪架设在南- 北方位,以向南方向调整合像水平仪上的旋钮,使大数窗口的读数指针调整在5 字上,旋钮读数在0 位上,而后调整可调水平梁上的旋钮,使水平仪的窗口中的两半圆形水泡重合（水平位置）,而后将固定水平梁旋转180°。调整合像水平仪上的旋钮,使水平仪的两半圆形水泡重合,再读出大窗口的读数加旋钮的读数,若是大窗口的读数大于5,为正数,说明北偏高,若是小于5 为负数,北偏低,旋钮的读数如果是正数,旋钮的读数多少就是多少,若是负数,旋钮读数应倒读,例如大窗口为6～7 之间,旋钮的读数为80,这时最大水平数为1.8mm/M,若是大数在2～3 之间,旋钮的读数在75上,而实际最大读数是-2.25mm/M。测量时,记录的方式如图1所示。

图1 记录的方式

南北方向测量后再测东西向,也可直接测量,将固定水平梁转到旋钮对准东方位置,并将水平仪大数调至5,小数调至0位,调整可调水平梁,使水平仪水泡重合水平,再旋转固定梁,使旋钮对准西位置,调水平仪,读出最大值,大数在7～8 之间,小数在32 上,其误差为+2.32mm/M,从以上测量的数字来判断,泵体应为西南方位偏高,东北方位偏低[6]。

3.5 用计算的方法来求出最大倾斜值以及倾斜点的方位：

由计算得到最大偏差角为南偏西46°左右,最大偏差值为3.25mm

如果用图解法（图2）：南北方位直角为2.25,东西为2.32,偏差角约45°。

图2 图解法

不管是计算法还是图解法,其误差最大倾斜量及偏差角均为一致,所以在45 方位直接用水平仪测量出泵体的最大倾斜量。

具体操作如下,首先按照45°方位架设水平梁,其水平仪旋钮向西南方向,并将水平仪大数调至5,小数调至0,然后调可调水平梁,使水平仪的水泡重合在水平位置。而后在西南方位降楔形可调垫铁或是在东北方位升楔形可调垫铁（一般高程要求偏低,所以以升为主,在升调垫铁时,也调整水平仪的旋钮,始终保持水平仪的气泡重合,直至调到水平仪读数为-1.62mm为止。而后再重新复测东西向和南北向的水平度,这时轴窝法兰的水平度应接近水平位置,如果东西向以或南北向的水平度大于0.04mm/M,再微调一两次水导轴窝的水平就符合规范要求了。

3.7 当水平调整好后还必须复测中心及高程,要中心位置不大于2mm,安装高程偏低于0～3mm,水平偏差不大于0.04mm/M,整个调整过程算是初步合格。可以用电焊将地脚螺栓与砼的露筋焊接,并用φ20 的钢筋将水泵两侧支撑的管道千斤顶焊接牢固,并与地面焊牢,防止千斤顶掉落。通知土建施工单位立模浇二期砼,二期砼要求采用膨胀砼,或是采用水泥灌浆料,灌浆料不需要用振倒器振倒,而且强度较高。

待二期砼浇好养护7～10 天后,拆模以后再复测一次高程中心水平,并通过监理验收,其验收表如下,验收时,支撑管道千斤顶均已拆除。

4 测量调整上水导轴承窝的垂直同心度

立式水泵机组的垂直同心度都是以下水导轴窝的上止口为基准的,而下水导轴窝分上下两道止口,也有垂直同心度,但是规范规定下水导轴窝法兰的水平标准是≤0.04mm/m,如果合格就不再测量下止口的垂直同心度了。我们也多次实践测量,水导轴窝法兰的水平合格时,再测它的垂直同心度也一定能合格,所以下水导的两止口就不需要再测垂直同心度了。上水导轴窝垂直同心度的测量步骤和方法如下：

4.1 首先在主机层电机坑的上方架设测同心的专用支架,支架下方垫绝缘橡胶垫,保证专用支架与地面绝缘,搭好脚手板供工作人员调整求心器,并在专用支架上装好求心器。

4.2 在叶轮上法兰上放上专用机油桶,而后将求心器的钢琴线上吊一重物放至油桶处,并与专用重锤联接好,收紧钢琴线,使重锤悬挂在机油桶内,为防止风吹钢琴线晃动影响测量准确性,重锤应全部浸没在汽轮机油里。

4.3 接好电池、耳机等电气回路线,回路导线的两端分别连接专用支架和被测金属部件。

4.4 以水泵下水导轴窝的上止口为准,从东西南北四个方位分别用钢直尺量钢琴线至止口的距离,通过移动钢琴线调整到四个方位距离相同。

4.5 在求心器的东西南北向各架设一只百分表,百分表的指针垂直对准求心器两个方向的活动板。

4.6 用内径千分尺电气回路法测量调整下水导轴窝上止口的钢琴线的中心位置,测量方法是：操作人员戴上耳机,用内径千分尺一头紧靠在上水导轴窝的上止口,另一头（活动尺头）对准钢琴线上下左右晃动,并慢慢调整尺头的长度,当内径千分尺测头刚碰到钢琴线时,电气回路就接通,耳机里就会发出喀喀声响,当发出声响时,千分尺调小0.01 毫米就不响。再恢复到原来的测量数,耳机就发出轻微的喀喀声,这时,内径千分尺的读数就是要测量的读数,用同样的方法测出东西南北四个数值,并进行比较,调整钢琴线的位置,直至四个数值相等,钢琴线居中。测量记录如图3。

图3 测量记录图

一般上水导轴窝的不同心度会出现两种情况,而且这两种情况会同时出现。第一种情况是倾斜,第二种情况是偏移,其原因是多方面的。因为60°弯管的法兰面与中间接管的法兰面联接时是靠法兰止口来固定联接的,法兰的公母止口有一定的间隙,安装时可能偏到一边,同时法兰加工面是有一定公差要求的,只要在允许公差范围内就是合格产品,所以运到安装现场装配时,各部件的累计误差可能会变大,超出规范标准范围。同时泵体出水弯管的重力、丝杆的拉力也会产生一定的弹性挠度,导致上水导轴窝不同心,所以必须调整至允许误差范围内。一般调整上水导轴窝的垂直同心度应先校正60°弯管的倾斜度,而后校正偏移。假设两道止口测量的数值见表1。

表1 假设两道止口测量的数值

从测量记录中看出东西向倾斜,假设水泵的出水口是在西方位,从测量的数值判断,由于水泵出水管的重力产生的挠度,泵的出水口应向上抬高,抬的方法首先是采用收紧出水管拉杆上螺栓来调整,同时在伸缩节预埋管底部用管道千斤顶向上顶,调整的量通过计算得来,泵体的垂直倾斜的三角形与出水管中心线下沉的三角形为一个相似三角形,两相似三角形的直角边之比是相等的,所以由以下公式计算：

a.已知上止口与下止口的垂直距离假设为650mm。

c.水泵轴窝中心至出水管口的直线距离假设为4500mm。

d.出水口应抬高的数值为X（丝）

相似三角形公式 L:S=L1：S1

650：60.5=4500：X

由计算得知,水泵出水口处的中心位置应抬高419 丝

在出水管端的底部架设一只百分表,指针顶住出水管的外壳或内壁,若指向外壳,抬高时百分表为负值应抬-419 丝,若指在内壁上,读数应为正值,收紧吊水泵的拉杆花兰螺丝,同时在出水管预埋管的底部,用管道千斤顶向上顶,靠机组的钢铁弹性及变形量使出水管抬高419 丝。调整后再测量对中及上水导的垂直同心度,假设测得数值见表2。

表2

在中间接管与60°弯管的联接法兰处先按（东南）、（西北）、（西南）、（东北）这四个方位拆除4 个或8 个联接螺栓,分别架设4 个或8 个错位器,在东侧和南侧中间接管与60°弯管联接法兰处各架设一只百分表,支在60°弯管的法兰面上,百分表的指针垂直于中间接管的法兰面,监视60°弯管位移量。将两只百分表指针调到0 位,大数调到5 字上（10mm的量程百分表）,而后松开中间接管与60°弯管联接的所有的螺丝螺母,并看百分表的变化,用错位器将百分表调到原位,而后用错位器向东南方向移动15 丝,而后再紧固所有的螺丝,拆除错位器,紧固螺丝并重新测量调整垂直同心度,垂直同心度的标准为0.08mm(8 丝),调整好垂直同心度后,在出水管的预埋管四周用自制的管道千斤顶顶牢,防止浇二期砼时有位移,并用二期部分的外露钢筋,用其它短钢筋与预埋管搭焊牢固[7]。底座若是铸铁件,就不要焊接,只用管道千斤顶顶牢,并用钢筋将千斤顶焊牢即可,再立模浇二期砼。待砼达到80%以上强度,再重新测量一次垂直同心度,合格后请监理验收,并做好记录。