景洪電廠5號機組發電機轉子聯接鍵鍵槽變形分析及處理

高文軍 曲 巖

（華能瀾滄江水電股份有限公司檢修分公司，云南 昆明650214）

0 引言

景洪電廠發電機轉子聯接鍵為切向鍵結構，分為6組，每組聯接鍵由一根主鍵和左右兩根副鍵組成，轉子聯接鍵主要起到轉子定位和扭矩傳遞的作用。

主鍵為凸型結構，大頭端安裝在下端軸鍵槽內，小頭端與兩根副鍵配合作用在轉子中心體下法蘭鍵槽內，主鍵材質35CrMo，單體重量85kg，有效配合長度350mm。主鍵除受擠壓應力外，還承受轉子與主軸的剪切應力。

副鍵為楔形結構，斜率為0.01，材質為45#鍛鋼，有效配合長度350mm，安裝方式為打入。副鍵在鍵槽內與轉子鍵槽面和主鍵配合，主要承受擠壓應力。

1 存在的問題

經檢查，景洪電廠5號機組6組發電機聯接鍵的左側副鍵向法蘭外緣方向有不同程度的位移現象（圖1），位移最大的副鍵與頂緊螺栓距離達到54mm；轉子下法蘭與發電機下端軸法蘭產生圓周方向相對位移（圖2），位移量1.5mm；6組主鍵受鍵槽擠壓力作用均有翹起現象，最大翹起間隙達到1.95mm；6組發電機大軸聯接鍵右側副鍵與主鍵和鍵槽配合緊密無間隙，右側副鍵拔出后發現鍵槽受擠壓已產生變形。

圖" 左側副鍵向法蘭外緣方向位移

圖- 法蘭周向位移

2 原因分析

經分析，產生法蘭周向位移及鍵槽變形的原因主要有以下三點：

（1）廠家設計的聯軸螺栓拉伸值偏小，法蘭傳動摩擦力不足以克服發電機轉子慣性力，在機組開機和停機制動過程中，發電機轉子慣性力大于聯軸法蘭摩擦力，產生法蘭周向位移。

（2）原主鍵與主軸鍵槽安裝配合不夠緊密，原副鍵可能存在打緊量不足或打緊力不均，在法蘭摩擦力不足的前提下，主、副鍵未起到傳遞扭矩的作用，導致聯軸法蘭周向位移。

（3）因傳遞扭矩需要，發電機轉子聯接鍵鍵槽產生微弱變形是正常現象，但在（1）和（2）兩因素作用下鍵槽變形過大。

3 處理方案

2014—2015年度檢修期5號機組B級檢修過程中，針對發電機轉子聯接鍵鍵槽變形和法蘭周向位移等問題進行了專項處理。

方案指導原則：通過保證傳遞扭矩承力面積、提高各鍵受力的均勻性和在螺栓強度許可范圍內適當增加螺栓拉伸值三條措施，可將變形控制在廠家允許范圍內。

具體方案如下：

（1）5號機轉子吊出機坑后，拆除發電機聯接鍵主鍵，并對聯接鍵鍵槽尺寸進行測量。

（2）對存在問題的轉子鍵槽和主軸鍵槽進行手工鉗修。手工鉗修要求：轉子鍵槽平面度達到0.05mm，垂直度達到0.05mm；主軸鍵槽平面度達到0.03mm，垂直度達到0.05mm，平行度達到0.05mm。鉗修合格后，根據鉗修后主軸聯接鍵鍵槽實際尺寸加工主鍵，要求主鍵與鍵槽配合緊密無間隙。

（3）轉子吊裝后，對副鍵鍵槽斜度值進行測量，按實際尺寸加工副鍵，研配副鍵應達到80%以上的接觸面積。

（4）轉子與主軸聯軸螺栓拉伸值從圖紙規定的0.60mm增大到0.80mm。

4 處理情況

（1）鍵槽修復工作在5號機組B級檢修期間展開，控制工期10天。2014年12月26日，將5號機轉子吊出機坑，檢查主鍵與主軸鍵槽存在約1mm間隙。拆除發電機主軸聯接鍵主鍵，測量鍵槽尺寸，數據如表1所示。

表" 主軸鍵槽處理前寬度 單位：==

（2）轉子鍵槽右側立面有明顯壓痕，壓痕呈臺階狀，臺階為副鍵端部位置受擠壓產生的壓痕（L1、L2為兩次配鍵后產生的不同印記）。轉子鍵槽平面凹陷變形，數據如表2所示。

表- 轉子鍵槽處理前數據 單位：==

（3）鍵槽修復采用氣動手持式角磨機將臺階面和變形面修平，配合平板尺、刀口尺、塞尺等測量工具，最小修磨量根據表2內б值確定。2015年1月19日，主軸鍵槽（圖3）及轉子鍵槽（圖4）修磨處理完成，各項數據均滿足要求，數據如表3、表4所示。

圖* 主軸鍵槽

圖. 轉子鍵槽

表* 主軸鍵槽處理后尺寸 單位：==

表. 轉子鍵槽處理后尺寸 單位：==

（4）2015年1月28日新主鍵加工完成并實施安裝，安裝后主鍵與鍵槽配合緊密無間隙，主鍵安裝滿足方案要求。

（5）2015年2月4日轉子吊裝，按方案要求將轉子中心體與發電機主軸的聯軸螺栓拉伸至0.80mm，實際拉伸值如表5所示。

表# 實際拉伸值 單位：==

（6）2015年2月20日新副鍵加工完成并實施安裝，副鍵打緊力度均勻，安裝后副鍵與鍵槽接觸面積達到80%以上，副鍵安裝滿足方案要求。

5 結語

景洪電廠5號機組于2015年3月6日移交調度，經過長時間帶負荷運行考驗，目前5號機組運行穩定，振動、擺度良好，數據較修后無明顯變化。通過2014—2015年度對景洪電廠5號機組B級檢修，徹底解決了轉子聯接法蘭周向位移和鍵槽變形問題，為景洪電廠其余4臺機組同樣問題的處理提供了寶貴經驗。

［1］景洪電廠發電機圖紙——轉子支架中心體1F6394［Z］.

［2］景洪電廠發電機圖紙——主軸1F6397［Z］.

［3］東方電機股份有限公司.景洪SF350－80／18900水輪發電機安裝說明書［Z］，2007.