山圖迪斯水電站轉輪的測桿應變法靜平衡試驗研究

呂以建，高建剛

(哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040)

0 引言

通常水輪機轉輪的平衡采用“鋼球、鏡板式”的傳統辦法。當轉輪的重量超過200 t時，鋼球與鏡板的接觸點將會產生極高的應力，而鋼球和鏡板的強度及硬度難以滿足這么高的應力要求。這時，就會產生“凹坑”現象，導致摩擦力大增，以至嚴重影響平衡系統的靈敏度和精度。本文闡述的測桿應變法從結構上排除點接觸高應力、排除摩擦力等影響平衡的不利因素，通過貼在測桿上的應變片，可以精確地測量出由不平衡力矩產生的微應變及方向的平衡方法，從而通過計算得出消除不平衡所需的重量及方位。這種方法是由加拿大GE公司最先采用的。以前曾與鋼球平衡試驗做了比較，證明測桿應變法的平衡精度高于鋼球平衡精度。但山圖迪斯水電站軸流式轉輪(D1=10.4 m，G=250 t)尺寸大，重量超大，因此有必要進行研究。

1 基本參數

山圖迪斯水電站轉輪的靜平衡參數如下:

2 主要研究方法及內容

2.1 水輪機轉輪靜平衡測桿設計

測桿是完成平衡試驗最關鍵的硬件(見圖1)。如何設計好測桿是保證平衡成功的關鍵。測桿的材質應選擇高強度合金鋼并經調質處理，其毛坯件應作化學分析和機械性能試驗。當達到該材質的技術性能標準才可選用。測桿的尺寸公差及形位需嚴格控制，軸頸的粗糙度 Ra≤1.6 μm，并作無損探傷。測桿承受的應力應低于彈性極限。

測桿設計如下:

(3)應變最小值

確定測桿直徑d=120 mm

允許殘……