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        軸伸貫流式水輪機(jī)小軸與轉(zhuǎn)輪連接螺絲的斷裂與更換

        2012-12-06 08:30:54鄒金鐘
        湖南水利水電 2012年6期
        關(guān)鍵詞:大軸轉(zhuǎn)輪螺絲

        鄒金鐘

        (安徽省江河水利水電運(yùn)行管理有限責(zé)任公司 馬鞍山市 238251)

        1 螺絲斷裂

        軸伸貫流水輪機(jī)組為臥式機(jī)組,有著較長的轉(zhuǎn)軸。水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸為兩點(diǎn)支撐,兩支點(diǎn)分為水導(dǎo)軸承和徑向軸承(徑向軸承在推力軸承箱中)。為便于敘述,本文以GD008-WZ-260機(jī)組為例。機(jī)組示意圖如圖1所示。該機(jī)組轉(zhuǎn)輪直徑為2.6m,重量為1.8t;水輪機(jī)轉(zhuǎn)軸分為小軸和大軸,分別位于轉(zhuǎn)輪兩側(cè)。大軸長為 6.2m,空心結(jié)構(gòu),長度為6.2m,重量為0.86t。小軸為實(shí)心鋼件,重量為0.86t。這樣,轉(zhuǎn)動部件總重量達(dá)4.86t。轉(zhuǎn)軸在兩支點(diǎn)之間的長度為9.2t。所以,轉(zhuǎn)輪與兩軸之間的連接螺絲承受巨大的拉應(yīng)力。在機(jī)組運(yùn)行平穩(wěn)時,這個應(yīng)力沒有問題。但當(dāng)由于多種原因如氣蝕等使機(jī)組運(yùn)行中震動加劇時,這個應(yīng)力將會在某瞬間達(dá)到很大的數(shù)值,以致于使連接螺栓斷裂。斷裂一般在較大機(jī)組中出現(xiàn),并且發(fā)生在小軸一端,因?yàn)樾≥S與轉(zhuǎn)輪連接螺絲較細(xì)。該型機(jī)組大軸連接螺絲為M46,小軸與轉(zhuǎn)輪連接螺絲為M36。

        2 準(zhǔn)備工作

        更換螺絲之前,除了排去流道里的水之外(能保證水位在轉(zhuǎn)輪室以下就行),還要做好以下工作:

        (1)將活動導(dǎo)葉打至全開位置,以方便人的進(jìn)出。然后要關(guān)閉調(diào)速器總油閥,斷開調(diào)速器電源,以防止電路誤動作造成緊急停機(jī)關(guān)導(dǎo)葉,從而造成人身危險。

        圖1 軸伸貫流式水輪發(fā)電機(jī)組示意圖

        (2)人由導(dǎo)水錐進(jìn)入操作位置時,容易滑跌倒,需在上部管壁焊上扶手。

        (3)準(zhǔn)備工具。主要有:1t葫蘆2只,8t千斤頂2只,少量方木,斜鐵(薄邊厚度2mm左右)8塊,對照圖紙準(zhǔn)備專用扳手,還有黃油、鋼絲刷、灰刀、磨光機(jī)、毛巾以及常用工具。還要準(zhǔn)備電壓36V以下的手持行燈等。

        3 螺絲更換

        螺絲斷裂后更換不是一般簡單的換螺絲,要進(jìn)行一些必要的處理,并要注意方法,否則,換上去的螺絲很快又會斷裂。下面就介紹一下更換的方法:

        (1)先拆其它部件。拆空氣圍帶組件,拆主軸密封內(nèi)外環(huán),拆主軸密封上座,并用葫蘆懸吊,做好保險措施。主軸密封下座不拆。

        (2)舊螺絲拆卸。一般情況,絕大部分螺絲都已斷裂,斷裂部位發(fā)生在螺柱根部,與后帽的連接處,因?yàn)槟抢锶菀装l(fā)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。后帽取出后,用M10×100的螺栓點(diǎn)焊在斷裂的螺柱上,很容易就可將其卸出。注意,點(diǎn)焊時,焊條不要碰到螺孔壁上。

        (3)制作特制螺栓。用拆下的螺柱兩根焊在一起,將斷開的一個螺帽焊上。注意,對接焊時要打坡口,使焊接牢固,備用。如圖2所示。

        圖2 特制螺絲

        (4)在轉(zhuǎn)輪靠小軸一側(cè)的下部,用10t左右的千斤頂將轉(zhuǎn)輪頂起,調(diào)整葉片與外殼間隙,使其基本均勻。在左、右、下三個方向上,用斜鐵楔入間隙中。

        (5)將小軸與轉(zhuǎn)輪法蘭脫開約15cm,以便清理法蘭面、騎縫銷等。步驟:

        ① 由于需將小軸往水導(dǎo)軸承方向(即水輪機(jī)進(jìn)水側(cè))移動,水導(dǎo)瓦將會與小軸軸頸以外的軸面接觸,所以,必須先將這部分軸面清理干凈,先用毛巾擦,再用砂紙打,最后用面團(tuán)粘干凈,再涂以透平油。

        ② 將焊好的長螺栓,旋入小軸與轉(zhuǎn)輪法蘭最上部的螺孔中。小軸可以順著這個螺栓往外移動,不會發(fā)生較大的偏移和轉(zhuǎn)動,便于后面的順利安裝。

        ③ 在小軸的上方用1t左右的葫蘆,向進(jìn)水方向拉小軸,使法蘭面慢慢脫開,注意:葫蘆吊點(diǎn)應(yīng)盡量放在密封座的正上方,但不能影響導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動。為了安全,在小軸下方與密封下座之間用方木墊起。如圖3所示。

        圖3 小軸脫開及轉(zhuǎn)輪支撐示意圖

        (6)清理法蘭面。小軸脫開后,就可以進(jìn)行法蘭面清理等項(xiàng)工作。

        ① 螺絲斷裂后,水將進(jìn)入空心大軸中,須用塑料管虹吸大軸空腔里的水。

        ② 將兩騎縫銷取出,注意每個銷與對應(yīng)的銷孔要做好標(biāo)記。把銷處理干凈。

        ③ 用磨光機(jī)裝上鋼絲輪,仔細(xì)打光結(jié)合面和法蘭邊緣,包括兩個半銷孔壁。

        ④ 用揉好的面團(tuán)粘凈結(jié)合面,并均勻涂抹薄薄一層憎水黃油。

        (7)將小軸推回安裝位置。騎縫銷抹上薄薄一層黃油,裝入半銷孔中。用兩只機(jī)械式螺旋千斤頂(注意:液壓千斤頂平放時使用無效)放在密封下座的哈夫面上,同時均勻地推動小軸。如圖3所示。當(dāng)進(jìn)入止口時,要測量法蘭四個方向的間隙,應(yīng)基本相等,這樣,止口才能順利進(jìn)入。當(dāng)兩法蘭面靠緊后,再次用塞尺測量間隙。用轉(zhuǎn)輪下部的千斤頂及葉片間隙中的斜鐵進(jìn)行調(diào)整,使其相等。

        (8)將新螺栓抹上黃油,安裝,緊固。緊固時,在兩側(cè)同時用加力桿逐步逐個螺絲進(jìn)行,每遍都不能漏緊。已感覺較緊時用塞尺檢查法蘭面間隙。如果某方位間隙較大,則說明大軸與小軸同軸度偏差,兩法蘭不平行,應(yīng)根據(jù)間隙所在方位進(jìn)行調(diào)整,繼續(xù)緊固螺絲。最后,用0.05mm塞尺檢查間隙,應(yīng)不能進(jìn)入。再打掉斜鐵,復(fù)緊一遍間隙。

        (9)回裝其它部件。

        4 為防止螺絲再次斷裂,可以采取的一些措施

        (1)如果螺栓根部與帽之間沒有倒角,則新羅絲應(yīng)加工成倒角,并適當(dāng)加大倒角。以減少應(yīng)力集中現(xiàn)象。

        (2)采取不銹鋼材料的螺絲。不銹鋼材料具有較好的韌性,緩沖作用可以降低瞬間拉應(yīng)力峰值。

        (3)將螺栓內(nèi)六角加大或改為外六角,這樣便于把螺絲栓得更緊。

        (4)氣蝕是產(chǎn)生機(jī)組振動的重要原因。在轉(zhuǎn)輪室之后的直錐管上增加補(bǔ)氣閥,破壞水流的真空,減少氣蝕的發(fā)生和降低氣蝕的嚴(yán)重程度。

        (5)將小軸和轉(zhuǎn)輪法蘭縫焊接。

        (6)有條件時,將小軸、轉(zhuǎn)輪吊出。運(yùn)到廠家將螺孔加大,螺栓加粗。

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