ALINIERE HIDROAGREGAT CU ARBORE VERTICAL1.Introducere Alinierea corespunzatoare a hidroagregatului cu arbore vertical este critica pentru o functionare fara defectiuni. Un echipament aliniat defectuos poate cauza uzura premature a lagarelor, adaugabdu-se vibratiile excessive poate rezulta o uzura si soloicitare excesiva si a altor componente ale masinii.Opririle ne programate cauzate de alinierea defectuoasa, pot fi evitate in majoritatea cazurilor daca masina este aliniata corect de la inceput. Scopul acestui document este acela de a asigura cititorului suficiente informatii pentru alinierea unui hidroagregat cu arbore vertical in limite acceptabile. 2. Descriere hidroagregate cu arbore vertical. Pentru a intelege mai bine procesul de aliniere, este important sa intelegem constructia de baza a hidroagregatelor cu arbore vertical. Fig.1 arata un echipament tipic de hidroagregat cu arbore vertical, asa cum se afla in centralele electrice Bureau of Reclamation.

Exista un lagar axial situate deasupra rototului de generator, lagarele de ghidare generator (lagar superior si lagar inferior) si un lagar de ghidare turbine.Greutatea rotativa a instalatiei este transferata prin intermediul lagarului axial, prin puntea superioara si prin carcasa statorului la fundatie.Puntea inferioara .lagarul de ghidare inferior al generatorului si trebuie sa poata sprijinii si greutatea instalatiei atunci cand este amplasat pe cricuri. Fig.2 indica o instalatie tip umbrela, greutatea rotativa este transferata la fundatie prin intermediul puntii inferioare. Cricurile sunt de asemenea atasate la puntea inferioara.puntea superioara sprijina doar placile de punte si lagarul de ghidare, in cazul in care exista unul. Ambele figuri 1 si 2 sunt schite cu caracter foarte general ale hidroagregatelor si chiard aca majoritatea instalatiilor verticale seamana cu una din figuri, constructia specifica si detaliile de proiectare difera de la constructor la constructor.Intelegerea acestor detalii de proiectare, in special a proiectelor de lagar, este foarte importanta in dezvoltarea unei proceduri de lucru privind alinierea. Mai jos sunt listate descrierile unor componente asociate cu alinierea instalatiei.

2.1 Lagarele axiale. Lagarele axiale suporta sarcina axial ape un arbore rotativ.La un hidroagregat cu arbore vertical, lagarul axial suporta intreaga greutate rotativa a instalatiei, precum si orice forta axiala hidrauluica exercitata im jos de la turbina. Exista trei tipuri fundamentalle de lagare axiale folosite la instalatiile hidroelectrice : tip patina reglabil, lagar cu inchidere prin resort si cel de tip autoegalizator.Pentru un observator neatent , toate cele trei tipuri de lagare pot parea foarte similare. Toate trei lagarele folosesc metal antifrictiune, patine de forma circulara care pot bascula pentru a permite formarea unei pelicule de ulei intre patine si glisiera axiala.Diferentele constau in structura de sprijin pentru patine. Lagarul axial tip patina reglabila, foloseste un surub de reglare sub fiecare dintre patine pentru reglarea inaltimii si sarcinii exercitate pe acesta. Fig. 3 ilustreaza componentele de baza. Un punct de pivotare prevazut la partea superioara a fiecarui surub de reglare,permite patinei sa pivoteze liber si sa formeze pelicula necesara de ulei.

Lagarul axial cu inchidere prin resort consta in patine sprijinite pe arcuri elicoidale amplasate pe placa de baza,asa cum este aratat in Fig.4. Arcurile sunt de obicei pretensionate pana in punctul in care exista putina comprimare a arcului la exercitarea greutatii statice a pieselor rotative pe care le sprijina.La adaugarea fortei axiale hidraulice exercitata de turbina in jos, arcurile se comprima si egalizeaza sarcina intre patine.

O modificare la acest model, s-a adus prin folosirea unei singure saibe Bellville sau a unui arc conic sub fiecare patina, in detrimentul folosiriii mai multor arcuri elicoidale. Lagarul autoegalizator, asa dupa cum spune si numele, este destinat sa egalizeze automat sarcina dintre patine.

Fig.5 reprezinta o schita simplificata a lagarului cu autoegalizare.

Lagarele constau in saboti, placi de echilibrare superioare si inferioare. Placile de echilibrare inferioare sunt sprijinite pe puncte de pivotare sferice, care le permite balansarea usoara. Placile de echilibrare superioare sunt fiecare sprijinite de doua placi de echilibrare inferioare. Patinele sunt montate la partea de sus a placilor de echilibrare superioare si sunt libere sa pivoteze dupa cum este necesar pentru formarea peliculei de ulei. Asa dupa cum se poate vedea in figura, in cazul in care o patina este fortata in jos datorita incarcarii mai mari, placile de echilibrare inferioare de pe fiecare parte laterala a patinei apasate se inclina usor, ridicand patinele de pe o parte a patinei apasate. Aceasta actiune permite lagarului de autoegalizare sa mentina o sacina egala pe toate patinele chiar si cu usoare imprecizii in grosimea sau alinierea patinei. Exista si alte tipuri mai putin obisnuite de lagare axiale in exploatare. Patinele lagarului axial semirigid (fig.6), sunt prevazute cu un pivot si sunt sprijinite pe un strat de izolatie.

Izolatia este usor comprimabila pentru a asigura egalizarea sarcinii intre patine, proiect similar cu lagarul prevazut cu inchidere prin resort. Un alt tip de lagar axial gasibil uneori in instalatiile mai vechi, foloseste o placa in locul patinelor separate. Placa este de obicei acoperrita cu metal antifrictiune si este prevazuta cu canale de ulei radiale prelucrate in placa pentru a-i conferi un aspect similar cu cel al patinelor segmentate.Placa poate fi atasata direct la placa de baza cu tesiturile prelucrate in placa pentru a facilita formarea peliculei de ulei. Placa poate fi realizata dintr-un material flexibil, fixata pe un pat de arcuri. In acest caz, placa flexeaza usor pentru a facilita formarea peliculei de ulei.

2.2 Blocul axial Componentele rotative ale lagarului axial sunt blocul axial si glisiera.In majoritatea cazurilor blocul axial si glisiera axiala sunt piese separate. Bolcul axial este de obicei fixat prin presare la cald pe arbore si glisiera este prinsa in bolturi sau stifturi de bloc. La instalatiile tip umbrela, blocul axial este de obicei parte integrata a arborelui, in timp ce glisiera axiala este impartita in doua bucati. Suprafata de la baza glisierei este extrem de lustruita pentru a asigura suprafete de contact pentru patine. In unele cazuri, diametrul exterior al glisierei axiale este de asemenea lustruit pentr a asigura suprafata pentru lagarul de ghidare. Scopul acestei glisiere separate este acela de a asigura o componenta inlocuitor in cazul deteriorarii unui lagar. Exista mai multe forme de blocuri axiale, dar cea mai obisnuita este indicata in Fig.7.

Blocul este prins in pene de arbore, cu ajutorul unei pene axiale, fiind mentinut in pozitie pe arbore cu ajutorul unei pene radiale divizate.Un capac solid este amplasat de obicei deasupra penelor radiale pentru a mentine in pozitie. La demontarea acestui tip de bloc axial, sunt folosite cricuri pentru a ridica rotorul generatorului suficient de sus, eliberand astfel blocul de greutate.Apoi, functie de forma cricurilor, acestea sunt blocate in pozitie, sau sunt prevazute blocuri pentru a impiedeca caderea rotorului.Blocul axial este apoi incalzit rapid folosind arzatoare mari de oxiacetilena de tip rosebud .Atunci cand blocul este dilatat suficient pentru a fi demontatt, va aluneca usor permitand scoaterea penelor radiale. In acest moment, blocul poate fi ridicat de pe arbore. Pentru a instala blocul axial, se procedeaza la incalzirea acestuia la o temperatura predeterminata, dupa care se coboara usor pe arbore, instalatia fiind din nou sprijinita pe cricuri.

Blocul este asezat apoi pe patine axiale, ancora indepartata si penele radiale si capacul instalatiei. Cu blocul inca fierbinte, sunt slabite cricurile pentru a permite asezarea blocului instalatiei cu penele fixate. Un alt tip de bloc axial gasit la instalatiile Reclamation, este indicat in Fig.8. Ca si blocul axial descris anterior,este folosita o pana axiala intre bloc si arbore, dar la acest tip, blocul este fixat pe arbore folosind o serie de peneradiale de prindere. Penele fixeaza blocul pe un umar al arborelui. Pentru demontarea unui astfel de bloc, instalatia este ridicata si blocata pe cricuri, penele de prindere sunt scoase si se fixeaza ancorarea pentru ridicarea blocului. Inainte de incalzire, se exercita o anumita tensiune la ancorarea pentru ridicarea usoara a blocului la slabirea acestuia. Se va folosi un cantar de macara pentru a impiedeca supraincarcarea ancorarii. Pentru instalarea blocului, acesta se incalzeste la o temperatura predeterminata si se coboara pe arbore pana cand se aseaza pe marginea arborelui. Instalatia trebuie sa fie cricuri suficient de ridicate pentru a permite blocului axial sa ajunga la margine. Apoi sunt instalate penele si bolturile stranse confor instructiunilor date de constructori.

2.3. Sistemul de inalta presiune lagar xaial. Sistemul de ungere de inalta presiune al lagarului axial, asigura ulei sub presiune intre patinele axiale si glisiera, pentru asigurarea ungerii la pornirea si oprirea instalatiei.Uleiul este pompat din ungatorul lagarului cu ajutorul unei pompe de inalta presiunne, printr-un distribuitor la un orificiu prelucrat in fiecare dintre patine. Foto.1,arata segmentul pentru ulei pe o patina axiala la un sistem de ungere de inalta presiune.

Scopul primar al cestui sistem este acela de a reduce frecarea in timpul pornirii si opririi, dar este de asemenea folositor in timpul alinierii. Cu sistemul cuplat este posibil ca 2 oameni sa roteasca manual instalatia sau sa traga lateral pe lagarul axial, componentele rotative. Atat rotirea cat si miscarea laterala sunt necesare in timpul procesului de aliniere, care va fi discutat ulterior in acest document.

2.4. Lagare de ghidare Lagarele de ghidare sprijina radial arborele si ajuta la mentinerea arborelui aliniat. In mod ideal, lagarele de ghidare intr-o instalatie cu arbore vertical,ar trebui sa fie usor incarcati. In realitate, datorita alinierii imperfecte, a dezechilibrului, fortele hidraulice de la turbina si alti factori, lagarele de ghidare pot suporta sarcini importante. Formele lagarelor de ghidare pot fi diferite. Suprafata lagarului este de obicei din material de antifrictiune, dar sunt si instalatii mai vechi care folosesc lagare gaiac lubrefiate cu apa,lagare de esenta tare sau de polietilena de densitate mare. Lagarul poate fi un lagar support tip manson sau de tip patina segmentat. Lagarul turbinei este intotdeauna un lagar support tip manson cu cuzinet din otel turnat (Fig.9).

Lungimea axiala a lagarului turbinei este de obicei mai mare decat diametrul sau. Lagarele turbinei sunt lubrefiate in mod obisnuit de o pompa auxiliara, care pompeaza ulei la partea superioara a lagarului si uleiul curge actionat de gravitatie prin lagar. Lagarul turbinei poate fi mentinut la loc la loc in carcasa de lagar a turbinei prin stiftuire sau fixat cu un element conic care permite reglarea putina sou de loc.

Lagarele de ghidare generator pot fi de tip lagar support manson sau pot fi patine segmentate (fig.10).

Lungimea axiala a lagarului este de obicei mai mica decat diametrul. Lagarele de tip patina segmentata sunt reglabile pentru a permite reglarea jocului lagarului si pozitiei de centru a lagarului. Lagarul support de tip manson poate fi stiftuit la loc sau cuzinetul de lagar poate fi fixat atans in puntea superioara sau inferioara. Atat lagarul de tip manson cat si cel de tip patina segmentata, folosite in generatoare, sunt patial scufundate intr-o baie de ulei si asigura lubrefierea prin rotirea arborelui. 3. Obiectivele alinierii unui arbore vertical. La o unitate hidro cu arborele vertical perfect aliniat, toate piesele componente rotative vor fi perfect verticale si perfect centrate in componentele fixe, indiferent de pozitia de rotatie. Patinele lagarului axial vor fi la orizontal, fiecare patina fiind egal incarcata, iar glisiera axiala va fi perfect perpendiculara fata de arbore. Pe masura ce arborele se roteste, perfect centrat in lagarele de ghidare, singura sarcina existenta pe lagarele de ghidare va fi ce rezulta din instabilitatea electrica si mecanica.Pe masura ce alinierea deviaza, sarcina pe lagarele de ghidare va creste, la fel si nivelele de vibratii.Orice crestere a vibratiei rezultata din nealiniere va duce la scaderea factorului de siguranta in functionarea in conditii grele, cum ar fi functionarea in zone neprelucrate. Daca o unitate prezinta o problema minora de vibratii, cauzata de nealiniere, fortele de antrenare care apar la variatiila sarcinii in tubul de aspiratie sau datorita instabilitatii mecanice, sunt suficiente pentru a provoca deteriorarea unitatii. Deoarece realizarea unei alinieri perfecte este imposibila, avem nevoie de ghidaje sau tolerante care sa ne atentioneze cand cand suntem suficient de aproape de o aliniere perfecta. Tabelul 1 prezinta lista tolerantelor folosite la alinierea unei unitati hidro_arbore vertical. Acestea reprezinta tolerantele generale, iar interpretarea trebuie facuta functie de cazul specific. In majoritatea cazurilor, o unitate poate fi aliniata cu ceasurile in aceaste tolerante, dar in anumite circumstante acest lucru nu se poate realize fara modificari majore.

In cazul in care o astfel de modificare majora este necesara cum ar fi mutarea statorului de la generator, posibilele consecinte ale faptului ca nu s-a facut aceasta mutare trebuie comparata cu beneficiile c ear rezulta in urma mutarii, inainte de a lua o decizie. Pentru a realize incadrarea in tolerantele din tabelul 1, trebuie stabilite concentricitatea, circularitatea, rectiliniaritatea, perpendicularitatea si verticalitatea. In continuare se definesc aceste caracteristici care se aplica la alinierea arborelui vertical. 3.1 Concentricitatea concentricitatea pieselor stationare se verifica prin masurarea jocurilor, sau daca unitatea este complect dezasamblata, cum ar fi in timpul unei revizii generale, se poate folosi un simplu fir de plumb intins, ca punct de referinta . Masurarea jocurilor de exemplu in lagar, inelul de etansare turbina si interferul la generator, poate fi folosit pentru pozitionarea centrelor functie de arbore. Daca unitatea este deplasata, puntea superioara si cea inferioara, precum si capacul turbinei pot fi montate provizoriu si un simplu fir de plumb intins poate fi atarnat dealungul unitatii. Concentricitatea este determinata prin masurarea de la piesa stationara la fir. Daca centrele nu se icadreaza in toleranta de concentricitate, partile mobile, cum ar fi suportii lagar sau, in unele cazuri, statorul generatorului, sunt mutate pentru a fi concentrice cu componentele stationare cum ar fi inelele de etansare turbina si se recentreaza.. Nr.crt. 1. 2. 3. 4. 5 6 7 8 9 Tabel 1 Tolerante pentru asamblu hidro vertical Masuratori Tolerante Interfer stator 5% din interferul nominal Concentricitate stator (realiniere fata de lagarul de ghidare turbina) Concentricitate lagar ghidare superior la generator 20 joc diametru lagar (relativ fata de lagar de ghidare inferior turbina in generator Concentricitate lagar ghidare inferior la generator (relativ fata de lagar de ghidare superior turbina in generator Concentricitate inele de etansare(relativ fata de lagar de ghidare turbinasi unul fata de celalakt Circularitate stator 5% din interferul nominal calculat Circularitate rotor Verticalitate stator ( relativ fata de vertical ) Rectilinitate arbore Nici un punct de citire nu deviaza mai mult de 0,003 inci de la linia dreapta care leaga punctul superior de citire de cel inferior Verticalizare centru bataie arbore 0,000025 inmultit cu lungimea arborelui de la cea mai inalta citire verticala pana la cea mai joasa citire verticala Distanta de la aparatul director la centrul uni ( 0,0002 x R _fig.C.1) Distanta intre aparat director ( D _fig.C.1) 0,0001 x D Verticalizare aparate directoare 20% din jocul minim diametru bucsa aparat director Paralelism placi de fixare 20% din joc total (sup+inf) aparat director Uniformitate placi de fixare 20% din joc total (sup+inf) aparat director

10

11 12 13 14 15

Aceste tolerante sunt date cu intentia de a fi utilizate atunci cand nu exista tolerante date de fabricant. Daca sete posibil, consultati in primul rand documentele fabricantului de echipament. Acest tabel se bazeaza pe tabelul Birou de corectare verticalizari si atandarde de aliniere pentru unitatile hidro arbori verticali ce Bill Duncan 24 Mai 1991. Verticalizarea aparatului director in uniformitatea placilor de fixare pot fi in afara acestor tolerante atata timp cat placile de fixare indeplinesc criteriile pentru parallelism iar normele se incadreaza in 205 din jocul minim diametru bucsa aparat director perpendicular fata de placile de fixare.

3.2. Circularitate Circularitatea se refera la abaterea fata de un cerc perfect al oricarei piese circulare. Pe statorul si rotorul generatorului, circularitatea se masoara in deviatie procentuala a diametrului in orice punct din valoarea nominala sau medie. Acesta este cunoscut sub denumirea de rotunjire (abatere de forma) sau abatere de la circularitate. La lagare, inele de etansare si piese componente similare, circularitatea se considera, de obicei ca abatere de la circularitate si este masurata ca diferenta inter diametrul maxim si cel minim. 3.3. Perpendicularitatea Perpendicularitatea la alinierea unei unitati verticale, se refera la relatia intre glisiera axiala si arbore sau fustele lagarelor de de ghidare (fig.11).

Daca suprafata lagarului glisierei axiale nu este perpendiculara fata de arbore, arborele va lasa o forma conica pe masura ce se roteste. Fig.12 ilustreaza acest lucru. Diametrul acestui con, masurat in orice cota, este considerata a fi o excentricitate statica in acel punct.Perpendicularitatea glisierei axiale fata de fusele lagarului de ghidare se masoara indirect prin masurarea diametrului excentricitatii statice la fusul lagarului de ghidare de la turbina. ( fig.11_ Perpendicularitate lagar axial si reglare pe orizontala ; fig.12_ excentricitate statica)

3.4 Verticalizarea cu firul de plumb O linie sau un plan se considera a fi verticalizat atunci cand este exact vertical,verticalizarea este esentiala ca punct de referinta pentru toate masuratorile.O concluzie generala gresita atunci cand se face alinierea unitatilor, este aceea ca scopul principal este de a face verticalizarea arboreluiin sine. Scopul real, este acela de a realiza reglarea pe orizontala a suprafetei lagarului axial. Uniformitatea patinelor se verifica indirect prin citirile firului de plumb in ale excentricitatii. Daca glisiera axiala a fost perfect perpendiculara fata de arbore atunci cand acesta a fost verticalizat, atunci patinele axiale vor fi la acelasi nivel pe orizontala.Datorita ne perpendicularitatii glisierei axiale fata de arbore, va trebui sa realizam in schimb centrul vertical al excentricitatii. Referindu-ne din nou la fig.12, putem observa ca daca arborele este verticalizat in pozitia 0 ,aceasta va fi in afara verticalei diametrului excentricitatii, atinci cad arborele se roteste la 180o Daca centrul excentricitatii este vertical, arboreleva fi in afara pozitiei verticale cu jumatate din diametrul excentricitatii, in orice pozitie de rotatie. Atat timp cat diametrul excsntricitatii se incadreaza in tolerante, acest lucru este acceptabil.realizand centrul verticalei excentricitatii, patinele axiale se afla la nivel orizontal.(Fig.11)

3.5. Rectiliniaritatea Prin rectiliniaritate se intelege absenta indoiturilor sau dezaxarii in arbore.Prin offset se intelege o abatere paralela de la alinierea intre doi arbori care apare la cuplare intre generator si arborii turbinei.Abaterea ungiulara la cuplareeste cunoscuta sub denumirea de dagleg (Fig.13).

De obicei se presupune ca arborele generatoruluiseparat sau arborele turbinei sunt drepti si orice abatere unghiulara de aliniere apare in cuplaj. In majoritatea cazurilor acest lucru este adevarat, dar exista situatii in care generatorul sau arborele turbinei nu sunt drepte. Se considera ca arborele este drept atunci cand nici unul din puncte nu variaza cu mai mult de 0,003 inci de la linia dreapta care uneste punctele de citire superioare si inferioare. Nu se inteprinde nici o masura pentru a corecta offset-ul sau dagleg-ul decat in cazul in care sunt prea mari si pot afecta in mod semnificativ excentricitatea statica. Daca este necesar, dagleg poate fi corectat prin reglarea cuplajului cu garnituri subtiri. Offsetul este rareori destul de mare incat sa cauzeze probleme si poate fi corectat, de obicei, doar prin reprelucrarea flanselor de reglare si realezarea gaurilor suruburilor de cuplare. 4. Echipamentul

Echipamentul de baza necesar pentru alinierea arborelui vertical consta din : - cel putin 4 ceasuri comparatoare cu support magnetic - calibre spion pentru masurarea jocurilor in lagar , inel de etansare si alte jocuri - un calibru conic sau alte scule pentru masurarea intefierului la generator - micrometre de interior pentru masurarea distantei intre arbore si suportii lagar - cateva metode de masurare a verticalizarii Citirile pentru verticala pot fi facute cu ajutorul sistemului traditional cu firul cu plumb sau cu un sistem laser. 4.1 Firele cu plumb Cea mai obisnuita metoda de realizare a citirilor pentru verticala este aceea a folosirii unei corzi de pian din otel inox, nemagnetic si a unui micrometru electronic. Patru fire se suspenda la 90gr.distanta avand atasat la cap cate un disc de plumb (foto.2) si suspendate in niste cupe umplute cu ulei pentru amortizarea miscarii.

Micrometrul electric (foto.3) este folosit pentru masurarea distantei dintre fire si arbore.

Exista metode de conceptie diferite, dar principiul de baza este acelasi. Micrometrul electric consta dintr-un cap interior al micrometrului castile, bateria axul si .in forma de Y . Un circuit simplu este complect atunci cand capul micrometrului atinge firul de plumb, care produce static in casti. Un material se aseaza pe arbore pentru a asigura un loc pe care sa se aseze capatul Y al micrometruluisi aasigura fidelitatea citirilor.

Citirile efectuate cu micrometrul electric nu sunt calibrate asa cum s-ar face cu un micrometru nominal de interior.Deoarece firul este perfect vertical, verticalizarea arborelui este determinata prin compararea diferentelor dintre citiri efectuate in diferite puncte. Daca arborii turbinei si ai generatorului sunt exact la acelasi diametru si nici unul dintre arbori nu are nici o conicitate, sunt suficiente doar doua fire cu plumb, la distanta de 90gr. pentru a obtine datele pentru verticala. Din moment ce , doar rareori turbina si generatorul au arbori la acelasi diametru,iar conicitati usoare sunt obisnuite in mod normal se folosesc 4 fire de plumb la 90gr. Distanta. Diferentele intre citirile N_S si E_V sunt folosite la stabilirea verticalitatii arborelui. Cele 4 fire cun plumb asigura in beneficiul verificarii preciziei citirilor.Fig.14. este un exemplu al modului folosit pentru inregistrarea citirilor.In cazurile in care se folosesc fire de plumb, trebuie avut grija sa va asigurati ca firele nu prezinta noduri. Avand greutatile montate, intreaga lungime a firelor trebuie verificata cu mana pentru a observa daca nu prezinta indoituri sau noduri. Daca se simt noduri, firul se va inlocui. Deci firele nu trebuie sa fie la distanta egala fata de arbore, ele trbuie sa se incadreze in 1/2inci ,astfelincat sa se incadreze in raza capului micrometrului.Consolele pentru cupele cu ulei trebuie sa fie rigide si sigure pentru a preveni imprastierea uleiului in timpul efectuarii citirilor. Greutatile trebuiesafie suficient de grele pentru a mentine firul foarte tensionat,dar nu prea grele incat sa produca ruperea firelor cu plumb.Greutatile, atunci cind sunt suspendate in ulei, trebuie sa fie complect suspendate, dar nu trebuie da atinga fundul sau marginile cupelor.materialul banda plasatin jurul arborelui, in punctele de citire, trebuie sa fie neted,iar distanta de la cuplaj trebuie controlata din cand in cand in timpul procesului de aliniere pentru a fi siguri ca ea corespunde cu dimensiunile folosite la trasarea graficului. 4.2 HAMAR sistem cu laser Acest sistem foloseste fascicolul laser, care inlocuieste firul cu plumb, si un micrometru cu captator reglabil atasat direct pe arbore, cu ajutorul unei baze magnetice pentru a masura distanta de la arbore la laser (fig.4).

Exista doua celule fotoelectrice montate una langa alta in captator, cu polaritate opusa.Atunci cand fascicolul laser este perfect centrat citirea intre cele doua celule,puterea nominala a tensiunii in captator este zero. In jurul arborelui din putul turbinei se instaleaza patru suporti rigizi din otel, pozitionati la 90 gr. Distanta corespunzator punctelor N,S,E,V. Suportul magnetic de la laser este atasat la suportii din otel iar etaloanele de masurat din baza laserului actioneaza ca referinta verticala. Laserul trebuie miscat pentru fiecare set de citiri(N;S ;E;V).Citirile se inregistreaza iar linia de centru a arborelui este trasata in acelasi mod ca si la firele cu plumb. Cea mai des intalnita problema la sistemul cu laser homar , oreprezinta vibratiile de la placa de baza montata.Orice vibratie a placii de baza va fi transferata la laser si va fi marita pe masura ce fascicolul laser proiecteaza in sus , facand citirile din partea superioara foarte instabile.Placile de baza foarte solide, fixate rigid de capacul turbinei sau de suportii lagar turbina, limiteaza vibratiile transferate de laser.Pentru a preveni erorile de la laserul ce nu este perfect vertical,inspre arbore trebuie directionat intotdeauna acelasi capat al laserului.

In acest mod, orice eroare de la verticala va putea fi urmarita pe foaia de program, in acelasi mod in care se corecteaza conicitatea in arbore. Un alt punct critic ce trebuie avut in vedere il reprezinta uniformizarea.Laserul trebuie sa fie reglat precis pe orizontala la inceputul procesului si reverificat periodic, pentru a obtine masuratori exacte.(vezi fig.14. ..de program pentru alinierea unitatii)

4.3. Sistem de aliniere cu laser Permaplumb. Sistemul Permaplumb foloseste un laser cu semiconductor, un seiconductor fotoelectric deflector de pozitie, si o oglinda pentru a masura verticalizarea arborelui. Laserul si detectorul de pozitie sunt incastrati intr-un singur monitor. Oglinda este calibrata si echilibrata astfel incit sa fie intotdeauna orizontala. Monitorul si oglinda sunt montate pe arbore intr-o singura consola cu doua baze magnetice (foto.5).

Atunci cand se monteaza consola pe arbore, fascicolul laser este directionat in jos spre oglinda si se reflecta inapoi la detectorul de pozitie. Detectorul determina pozitia relativa a fascicolului reflectat. Sistemul ia probe ale coordonatelor X si Y ale pozitiei fascicolului, face o medie, si transmite aceasta medie la leptop.Computerul are o memorie intermediara care selecteaza ultimele 120 citiri. La aceste citiri se aplica o functie de ajustare existenta in software-ul computerului, pentru a compensa vibratiile. Odata stabilite citirile, acestea se pot memora.Suprafata oglinziieste itotdeauna orizontala si actioneaza ca punct de referinta pentru verticala sistemului.Daca fasciculul laser a fost perfect paralel pe linia de centru a arborelui,se poate determina verticalitatea arborelui din coordonatele medii X si Y de pe ecranul computerului. Deoarece ar dura foarte mult, daca nu ar fi aproape imposibil , sa faceti ca fascicolul laser sa fie perfect paralelpe arbore, arborele trebuie rotit si se va face o medie a citirilor la distanta de 180 gr. Aceasta medie ofera deplasarea verticalei centrului excentricitatii si nu pozitia reala a arborelui. Asa cum s-a mentionat anterior, scopul procedurii de aliniere este acela de a verticaliza centrul excentricitatii pentru a realiza orizontala patinelor lagarului, iar in majoritatea cazurilor aceasta nu constituie o problema.Pentru a determina diametrul excentricitatii statice, se pot monta ceasuri comparatoare la lagarul axial si lagarul turbinei. Din informatiile rezultate se poate determina pozitia arborelui si verticala.Sectiune cu rezultate din programul computerului ofera tatalitatea datelor de control pentru verticala pentru centrul de excentricitate, valori date in toli/inci. De asemenea este prevazuta si o verificare automata a ovalizarii, pentru a se putea face un control al preciziei citirilor. Instabilitatile cu lagare de auto_compensare nu pot folosi sistemul Permaplumb deoarece nu este posibila realizarea unei verificari a excentricitatii statice. Cu sistemul Permaplumb este dificila determinarea cu precizie a frangerii ( dag leg din arbore, si nu exista nici un mod de verificare a decalajului la cuplaj.Citirile Hamer . Cu conductor atenuat pot fi folosite pentru a verifica alinierea arborelui, dar daca

diametrul excentricitatii statice este acceptabil la toate fusurile lagarelor de ghidare, alinierea arborelui va fi critica. 5. Masuratori de referinta Este necesara determinarea pozitiei arborelui, generator si al turbinei fata de verticala, precum si pozitia componentelor stationare. De asemenea, trebuie sa se determine si alinierea arborilor precum si perpendicularitatea rotorului axial al arborelui. 5.1. Verificari preliminare pentru toate unitatile. a) Folositi un nivelmetru de precizie pentru a regla orizontala puntea superioara (puntea inferioara la unitatile tip umbrela). Verificati daca la nici unul din picioarele puntii nu se intalneste conditia de picior moale . Conditia de picior moale este similara cu cea a unei mese cu patru picioare care are unul dintre picioare mai scurt,iar daca aceasta stare nu se corecteaza poate provoca deformari ale puntii. Verificati daca aceasta conditie de picior moale nu este prezenta , verificand in primul rand daca toate bolturile de la picioarele puntii sunt bine stranse . Cu ajutorul unui ceas comparator, verificati inaltimea fiecarui picior pe masura ce stabiliti bolturile de fixare. Restrangeti bolturile de fixare dupa ce s-a inregistrat inaltimea, astfel incat doar cate un picior sa ramana nestrans.Daca un picior se ridica mai mult decat celelalte picioare, atunci acesta este un picior moale si sub acel picior se vor adauga adaosuri pentru corectarea acestei conditii. De exemplu, daca piciorul unei punti cu sase picioare se ridica la 0,025 inci fata de celelalte cinci care se ridica doar la 0,015 inci, un adaos de 0,010 inci trebuie adaugat la piciorul moale .S-ar putea sa fie mai mult de un picior moale.Se vor adauga adaose corespunzatoare, astfel incat inaltimea fiecarui picior sa fie aproximativ aceiasi. b). Permiteti racirea blocului axial peste noapte , dupa instalare, inainte de a face masuratori si inregistrari ale rezultatelor. c). Stabiliti regulile conventiei pentru directie, astfel incat toate citirile sa fie in armonie. Directiile nu trebuie sa se potriveasca neaparat cu directiile reale ale comparatorului, atata timp cat toate directiile sunt valabile si toti cei implicati in realizarea alinierii inteleg regulile conventiei. De exemplu, multe instalatii folosesc la directie partea amonte si aval. d). Demontati garnitura si lagarele de ghidare. Instalati patru suruburi de ridicare cu cap de bronz la partea superioara a lagarului de ghidare sau, daca lagarul de ghidare este de tip lagar segmentat cu patine, instalati patru patine lagar de ghidare. De asemenea sunt utile si patru suruburi de ridicare instalate la lagarul de ghidare de la turbina. e). instalati ceasuri comparatoare la partea superioara a ghidajului si la lagarul de ghidare de la turbina. Doua ceasuri comparatoare, la 90 gr. Distanta, trebuie instalate la fiecare profil .Pentru a preveni erorile de citire, asigurati-va ca ceasurile comparatoare sunt in stare buna de functionare si nu se blocheaza, inainte de a le monta. f). instalati echipamentul pentru citirea verticalei. Daca se foloseste firul cu plumb, instalati firele, discurile de plumb, bazele pentu cupele cu ulei in banda de citire la arbore.Daca se foloseste sistemul Homar, instalati platbanda pe arbore si bazele rigide din otel pentru laser in putul turbinei pe directiile N,S,E si V. Sistemul Permaplumb trebuie sa fie montat direct pe arbore,iar datele pentru o unitate specifica trebuie introduse in computer in conformitate cu directiile date de fabricant. G0. Asigurati-va ca sistemul de ulei sub presiune pentru ungerea lagarului axial aste functional.Sar putea sa fie necesara instalarea provizorie a unei surse de ulei pentru pompa. h). unul dintre cele mai importante lucruri ce trebuie verificat inainte de efectuarea citirilor, este acela de a vedea daca arborele este liber.Pentru ca citirile sa poata avea valoare, este esential ca arborele sa fie liber . arborele este liber atunci cand rotorul axial este asezat pe lagarul axial iar piesele in rotatie nu se afla in contact cu niciuna din piesele fixe. Acest lucru inseamna ca toate lagarele de ghidare trebuie scoase sau desurubate, garnitura de etansare sau etansarile mecanice trebuie scoase iar rotorul turbinei trebuie sa fie centrat intr-un fel in inelele de etansare. Arborele unei hidro_unitati cu arbore vertical, atunci cand este liber , trebuie sa se poata balansa ca si un pendul. Un arbore liberse va misca cu usurinta cel putin 0,005 inci in orice directie la o presiune normala foarte mica si in majoritatea cazurilor, un singur deget este suficient pentru a porni balansarea arborelui. Daca pentru a porni miscarea arborelui

este necesara o parghie intre arbore si carcasa lagarului atunci arborele este liber. A avea arborele liber este conditie critica, din mai multe motive.In primul rand citirile pa verticala se iau pentru a determina pozitia initiala a arborelui si a patinelor axiale. Daca arborele atinge de ceva ce il impiedeca sa se miste pe pozitia neutra, nici una dintre citiri nu va fi de referinta pentru verticala reala a unitatii. Alinierea aparenta a arborelui poate fi afectata de asemenea si de faptul ca arborele atinge una din piesele fixe. Deoarece lucram cu miimi de inci, daca arborele intra in angrenare, se poate indoi arborele pana intr-un punct in care pe un grafic al datelor de verticalitate vor arata o frangere (dagleg) care s-ar putea sa nu existe in realitate. Este important ca inainte de efectuarea fiecarei citiri sa se verifice daca arborele este liber, deoarece o mica atingere pe blocul axial poate face un contact undeva pe arbore. 5.2. Citiri pentru verticalizare. Verticala reprezinta punctul de referinta pentru toate citirile efectuate pentru alinierea arborilor verticali.In timp ce unele masuratori depind de pozitia componentelor unitatilor toate celelelte masuratori sunt strans legate de verticala ca punct de referinta. De exemplu, centrele lagarilor, jocurile inelelor de etansare si intrefierul generatorului- aceste masuratori se efectueaza functie de arbore, rotorul turbinei si respectiv rotor , dar sunt strans legate prin citirile verticalei arborelui. Pentru a determina alinierea arborelui, sunt necesare doua puncte de citire pentru toti arborii.Majoritatea unitatilor au doar un arbore generator si turbina si de aceea ,necesita doar patru puncte de citire, dar la unitatile care au si un arbore intermediar sunt necesare sase puncte de citire. Benzile de citire pentru fiecare arbore trebuie amplasate cat mai departe posibil pentru o imbunatati precizia graficului. Banda de citire superioara, pentru arborele generator trebuie sa fie amplasata cat mai jos posibil, iar cea inferioara chiar deasupra flansei de cuplare.Pe arborele turbinei, banda inferioara trebuie sa fie asezata cat mai jos posibil, chiar dedesubtul flansei de cuplare.Pentru a asigura accesul la banda superioara s-ar putea sa fie nevoie descari mobile sau schele.Daca se foloseste o scara mobila , aceasta nu trebuie sa se sprijine pe arbore.Efectuarea adoua citiri pe arbore duce la prezumtia ca arborii individuali sunt drepti, iar incovoierile vor aparea la cuplaj.Daca exista vreun motiv de a suspecta ca exista vre-o incovoiere intr-un arbore, se vor folosi mai multe puncte de citire. Daca sub rotor exista doar o mica sectiune din arborele generator care este accesibila, citirile se pot face deasupra de rotor. Citirile pentru verticalitatea arborilor permit trasarea liniei de centu a arborelui, conform celor din (fig.15).

Acest grafic foloseste datele din (fig.14). Graficul pentru arbore va oferi informatii privind alinierea arborelui. Odata trasat arborele, pozitia relativa a altor componente va putea fi trasata si ea. Din acest grafic se poate determina verticalitatea si concentricitatea pieselor componente stationare.

5.3 Bataia statica. Datorita neperpendicularitatii dintre rotorul axial si arbore pe masura ce arborele se roteste, linia de centru a arborelui va inscrie o forma de care, conform celor din fig.12, atunci cand lagarele de ghidare sunt scoase. Acest fenomeneste cunoscut sub numele de bataie statica. Un arbore indoit sau o frangere (dagleg) sau o deviatie la cuplaj poate contribui de asemenea la o bataie staticaexcesiva. Cu cat este mai mare bataia statica, cu atat va fi mai mare sarcina pe lagarele de ghidare si in majoritatea cazurilor, cu atat mai mari vor fi nivelele de vibratie.

Bataia statica nu poate fi masurata pe unitati cu lagarele axiale cu auto-compensare.aaaaaAcest tip de lagare corecteaza neperpendicularitatea rotorului axial, facand imposibil de obtinut datele pentru bataia statica si in acelasi timp inutile.. Bataia statica se masoara in ambele sensuri, amandoua necesitand rotirea arborelui. Acest fapt poate necesita asigurarea provizorie a unei surse de ulei deoarece, in unele cazuri, este necesara scoaterea tubului de ulei in timpul alinierii. Daca se intalneste aceasta situatie, este necesara si o metoda provizorie de transport a uleiului de la lagare la canalul de drenaj. Daca nu este instalat un sistem de ungere de inalta presiune, atunci va fi necesara ridicarea unitatii pentru ca uleiul sa ajunga sub patine, inainte de fiecare rotatie. In acest caz, rotorul este ridicat cu cricuri, dupa care, imediat dupa ce s-au eliberat cricurile, rotorul se va roti. Prima metoda de aface citirile pentru bataia statica necesita efectuarea citirilor pentru verticala cu arborele rotit la 0 ;90 ;180 si 270 grade. De obicei , citirile se fac doar in doua puncte pentru a grabi procesul, deoarece alinierea arborelui trebuie sa fie deja verificata. Din citirile pentru verticala este posibila determinarea diametrului pentru bataie la lagarul turbinei precum si pozitia centrului bataii fata de verticala. Fig.16 reprezinta un exemplu a modului folosit pentru inregistrarea datelor si efectuarea calculelor.( vezi original pag.21 fig. 15 _Grafic pentru linia de centru arbore si fig.22 _Fisa de lucru pentru bataie pag.22 )

Cealalta metoda pentru masurarea bataii statice necesita instalarea unor ceasuri comparatoare la lagarul turbinei si la lagarul axial.Cate doua ceasuri comparatoare se amplaseaza la fiecare punct de elevatie pentru a indica miscareape axele N_S si E_V. Indicatoarele sunt reglate la zero, un arbore in pozitie 0gr. si citirile pentru verticala efectuate. Aceste citiri pentru verticala vor servi ca

punct de referinta pentru celelalte citiri. Se roteste apoi arborele la 90 gr. Daca arborele nu esre in totalitate liber dupa rotire, acesta trebuie mutat in lateralul lagarului axial pana cand este liber. Indicatoarele se citesc doar dupa ce arborele este liber. Acest lucru se va repeta si pentru pozitiile 180 ; 270 si 360 gr. Datele corecte pentru 360 gr. Trebuie sa fie 0 . Un exemplu de mod de inregistrare a datelor folosind aceasta metoda este prezentat in 9fig.18). Este important ca ceasurile comparatoare sa nu fie miscate sau reglate dupa ce sunt reglate la zero in pozitia zero. Citirea superioara este scazuta din citirea inferioara pentru a se corecta orice miscare laterala de la lagarul axial si pentru a da bataia reala la lagarul turbinei. Citirea pentru verticala la pozitia 0 este folosita pentru a determina pozitia centrului bataii fata de verticala.Metoda cu ceas comparator pentru masurarea bataii statice este mai rapida decat cea cu firul cu plumb si daca este executata corect, va oferi rezultate precise. 5.4. Citiri pentru joc si concentricitate. Daca unitatea este demontata in totalitate, se poate face o verificare a componenteolr stationare prin instalarea provizorie a puntilor superioara si inferioara si a capacului turbina prin suspendarea unui singur fir de plumb la unitate. Pentru a masura de la fir la partile stationare se foloseste un micrometru electric. Aceasta procedura este utila in special in timpul reparatiilor capitale. Daca se monteaza noi inele de etansare, stationare, aceasta procedura ofera un punct de referinta care sa permita alezarea concentrica a inelelor de etansare fata de stator. De asemenea, ea permite determinaraea unui profil mult mai exact pentru stator. Cu rotorul instalat, se poate masura doar partea superioara si inferioara a statorului.Daca rotorul este scos si este montat un singur fir de plumb, citirile se pot efectua in mai multe puncte pentru a obtine un profil real al diametrului statorului. Carcasa lagarului turbinei va putea fi si ea centreta la inelele de etansare.Odata instalata conectarea aparatului director, miscarea lagarului turbinei este dificila sau chiar imposibila. Un singur fir de plumb poate fi folosit si pentru centrarea sau refixarae cu buloane a puntii superioare si inferioare. Acest lucru este important, in special la unitatile care au lagare de ghidare generator tip cuzinet.Daca unitatea este dotata cu acest tip de lagare, puntile trebuie instalate provizoriu impreuna cu lagarele, iar puntile se vor centra folosind centrul alezajelor lagarelor ca punct de referinta. Acest lucru ofera garantie ca lagarele se vor centra chiar daca nu sunt concentrice cu locul lor de montaj in punti. Cand unitatea este asamblata, concentricitatea piselor stationare se poate determina prin efectuarea citirilor pentru joc ( de exemplu : jocurile pentru lagar, inelul de etansare,intrefier generator,etc.0si trasarea centrelor fata de graficul pentru linia de centru a arborelui.Concentricitatea se va verifica prin folosirea acestei metode, indiferent daca concentricitatea s-a verificat cu un singur fir de plumb. Totusi nu considerati ca absolut totul este concentric. Chiar si piesele componente fixate cu buloane de centrare se pot deplasa usor.Diametrul interior al lagarelor de ghidare tip cuzinet trebuie sa fie concentrice cu montajul exterior al carcasei lagarului. Deci atunci cand lagarul nu este montat, se poate determina centrul lagarului prin masurarea cu ajutorul unui micrometrului de interior, de la locul de montaj pe suportul lagarului sau al puntii pana la fus. La lagarele turbina care folosesc un montaj filetatt, se va folosi un dispozitiv de prindere sau alte mijloace pentru a fi sigur ca citirile se fac in acelasi punct al conicitatii, in toate cele patru puncte de masurare.Cand masuratorile se fac de la arbore la carcasa lagarului, cu ajutorul unui micrometru interior, nu este nevoie sa se calibreze micrometrul deoarece doar diferenta intre citiri este interesanta nu si dimensiunile absolute.Jocurile lagarelor se vor verifica intotdeauna dupa montare, in cazul in care suprafata lagarelor nu este concentrica la locul de montaj. 6. Trasarea grafica a datelor 6.1 Datele pentru verticala Citirile pentru verticala, sa fie prin sistemul laser Homar,fie cu ajutorul firelor de plumb se folosesc dupa fisa de lucru din fig.14. Citirile reale sunt date in coloana 1. Asa cum s-a mentionat mai sus, citirile cu micrometrul electric nu sunt calibrate, asa ca ele in sine nu semnifica nimic.Pentru a determina verticalitatea unitatii se foloseste diferenta intre citiri.Deoarece firele cu plumb nu vor avea aceiasi distanta de la arbore, la fiecare citire din coloana 2 se adauga o valoare pentru a aduce matematic toate cele patru fire cu plumb la aceiasi distanta de la arbore la

primul punct de citire.In acest mod se simplifica calculele ulterioare.Primul punct de citire este considerat punctul de pornire al graficului pentru arbore.Valorile din coloana 2 se calculeaza luand valoarea cea mai mare din coloana 1in primul punct de citire si scotand fiecare din celelelte masuratoti.Cum din punct de vedere matematic, afceste trei fire de plumb au mutat aceste distante in primul punct, aceste valori trebuie folosite la restul punctelor citite.Coloana 3 reprezinta suma Coloanei 1+Coloana 2.daca valorile din coloana 3 la primul punct sunt egale cu cea mai mare valoare din coloana1,valorile din coloana 2 sunt corecte. Coloana 4 reprezinta diferenta inte N si S si E si V. Coloana 5 este jumatate din coloana 4, care reprezinta valoarea cu care arborele are abatere de la verticalitate fata de primul punct de citire, care reprezinta punctual de pornire al graficului. Coloana 6 indica directia in care arborele prezinta abaterea de la verticalitate fata de prima citire. Coloanele 7 si 8 sunt folosite pentru a calcula precizia citirilor.Coloana 7 reprezinta suma citirilor pentru N si S si E si V.Cum majoritatea arborilor sunt prelucrati cu un mare grad de precizie in cea ce priveste rotunjirea, orice valoare din coloana 8 mai mare de 0,002 inci este considerata excesiva si se datoreste in mod sigur unei erori de masurare sau in citirea micrometrului. Pentru a trasa verticala liniei de centru a arborelui, se folosesc valorile din coloana 5 si directiile din coloana 6.Sunt necesare doua grafice separate, unul pentru profil N_S si celalalt pentru profil E_V.De obicei, ambele grafice se traseaza pe o singura foaie sau pe hartie milimetrica.Pentru a stabili scara verticala pentru grafic se folosesc distantele verticale date pe schita la baza fig.14. Distantele inte lagarul axial si cuplaj si distantele de la cuplaj la inelele de etansare se obtin din desenele fabricantului. Dupa alegerea unei scari corespunzatoare pe hartie milimetrica, marcati pe scara verticala punctele de citire pentru lagarul axial, si pentru cuplaj arbore.Pentru a trasa linia de centru pentru lagarele de ghidare, inelele de etansare si statorul generatorului, pe grsfic se vor adauga si punctele de elevatie pentru acestea.Fig.15 reprezinta un model de grafic pentru verticala arborelui. Axa orizontala va reprezenta verticala arborelui.Scara pe orizontala se va alege functie de abaterea totala a arborelui fata de verticala. De obicei se alege o scara de 0,001 inci pe diviziune, dar daca abaterea fata de verticalitate a arborelui este destul de mare, asa cum se intampla de foarte multe ori la prima citire dupa reasamblare, s-ar putea sa fie necesara o scara de 0,002 inci sau chiar mai mare pe diviziune. Odata ce s-a trasat o scara acceptabila, trasati pe grafic doua linii verticale. Aceste linii reprezinta punctul zero, sau verticala perfecta, pentru graficele N_S si E_V. Notati N,S