[科普中国]-[水电机组]运行摆度

如果发电机主轴的几何中心线与旋转中心线不重合，转子转动时，主轴的中心线就会绕着旋转中心线转动，看上去，好像是主轴中心线在旋转中心线的两边摆动，所以称其为摆度。转动部分在转动时，由于导轴瓦有间隙，旋转中心并不会永远在一个固定不变的地方，会有水平移动，它也会反映在摆度上，不过它不一定与转动周期同步。由于这些摆度都是在机组运行中出现的，所以称为运行摆度1。

概述一个转动的物体，如果我们只研究它的转动，而不研究随着转动而产生的其他运动，那么这个转动物体肯定会有一根不转动的线，这条线我们称之为旋转中心线，旋转中心决定了转动物体的位置。一个圆总是有它的几何中心的，称之为圆心，从圆心到圆周上的任意一点的距离都是相等的，一个圆形物体有一条几何中心线。转动着的圆形物体，只能是绕旋转中心转动，并不一定会绕几何中心转动。只有在尺寸绝对准确，既满足从圆心到圆周上的任意一点的距离都相等，且物体又是均质的条件下，才有可能做到旋转中心与物体的几何中心线重合。现实中，这一点是很难做到的；因此，在绝大多数的时候，圆形转动物体的几何中心线并不与旋转中心线重合。如果转轴是水平放置的，旋转的时候，就可以看到轴在上下跳动；如果转轴是垂直放置的，就可以看到轴在左右晃动，这种晃动所反映的就是圆形物体的几何中心偏离旋转中心的情况1。

类型摆度有两种：一种是“盘车摆度”，另一种是“运行摆度”。

（1）用机械力（或电动力、人力）使机组的转动部分转动，这就是“盘车”。在盘车时，为了使转子没有水平移动，需要用导轴瓦（或临时导轴瓦）将转子限制在某一位置转动。一般都是抱住推力轴承所在位置的导轴瓦，其他导轴瓦松开，然后设法转动转子。很明显，盘车时的旋转中心线是由推力头的外圆所决定的，并且这条旋转中心线一定与镜板的工作面垂直；但由于制造或安装不良，主轴的几何中心线不一定垂直于镜板的工作面，或者法兰连接时出现的不同心等，都会使其他部位的轴心不在以推力头外圆所决定的旋转中心线上，于是就出现摆度。这样测量出来的值就叫做盘车摆度。

（2）机组运行时，转动部分除了主轴的中心线与旋转中心线不重合造成的摆度外，还会受到运行中产生的其他力的影响，如发电机的电磁拉力不平衡，水轮机的水力不平衡等。这些力也会使转动部分的中心线偏离旋转中心，从而产生摆度。这些因素造成的摆度都与转动周期同步。除此以外，转动部分在转动时，由于导轴瓦有间隙，旋转中心并不会永远在一个固定不变的地方，会有水平移动，它也会反映在摆度上，不过它不一定与转动周期同步。由于这些摆度都是在机组运行中出现的，所以称为运行摆度1。

性质机组运行后，如果没有不平衡的外力作用，轴线运动可与盘车时相同。但是，机组实际运行后，转动部分的受力状态与盘车时完全不同，有水力、电磁力、离心力、轴承约束力等的作用。这些力都或多或少存在不平衡。在这种有一定变化规律的不平衡力作用和轴线不正情况下，转动部分就会相对旋转中心发生量值大小及方向连续不断地交替变化的现象，即发生振动（若没有一定规律，则为震动）。因此，机组运转时，在主轴某部位测得的“摆度”是振动，与盘车摆度性质完全不同2。

影响因素除了制造质量外，运行摆度在很大程度上也与安装质量有关。如发电机的空气间隙不均匀；水轮机转轮的密封环间隙不均匀；转动部分的动不平衡等。运行摆度是盘车摆度和不平衡力造成的摆度的叠加2。

本词条内容贡献者为:

杨晓红 - 副教授 - 西南大学