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        水布埡電廠2F機(jī)組接力器推拉桿改造

        2020-06-17 04:13:40劉維斌
        水電與新能源 2020年5期
        關(guān)鍵詞:軸套導(dǎo)葉壓板

        楊 俊,劉維斌

        (湖北清江水電開發(fā)有限責(zé)任公司,湖北 宜昌 443000)

        水布埡電廠位于湖北省巴東縣境內(nèi),是清江梯級開發(fā)的龍頭樞紐,首臺機(jī)組于2007年底投產(chǎn)發(fā)電。由于長時(shí)間運(yùn)行,電廠2F機(jī)組調(diào)速器接力器存在推拉桿傳動銷與銷孔配合間隙過大、壓板彈性圓柱銷頻繁剪斷以及2臺接力器壓緊行程不一致等問題,嚴(yán)重影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。經(jīng)研究決定對2F機(jī)組調(diào)速器接力器推拉桿進(jìn)行改造,以解決上述問題。

        1 原推拉桿存在的問題

        在導(dǎo)水機(jī)構(gòu)的傳動系統(tǒng)中,推拉桿連接接力器和導(dǎo)葉控制環(huán),導(dǎo)葉通過接力器的驅(qū)動達(dá)到同步轉(zhuǎn)動。接力器固定在水輪機(jī)機(jī)組上,控制環(huán)繞水輪機(jī)主軸線轉(zhuǎn)動[1]。原2F機(jī)組接力器推拉桿為鍛鋼制造,由上連接板、下連接板和筋板組成,上下連接板通過焊接筋板連在一起,如圖1所示。推拉桿通過2個傳動銷分別與導(dǎo)葉接力器活塞和控制環(huán)相連。銷與孔之間采用間隙配合。

        圖1 原推拉桿裝配圖

        1.1 銷、孔配合間隙過大

        根據(jù)圖紙結(jié)合技術(shù)要求,通過查公差等級尺寸表(GBT1800.4-1999)得出[2]:在上下兩端和中間位置時(shí),推拉桿傳動銷和孔允許的最大配合間隙分別為0.052+0.049=0.101 mm、0.081+0.162=0.243 mm,如圖2、表1所示。

        圖2 原推拉桿傳動銷圖

        表1 原傳動銷與對應(yīng)孔設(shè)計(jì)尺寸表 mm

        通過對傳動銷與對應(yīng)孔之間的間隙尺寸進(jìn)行現(xiàn)場核實(shí),如表2所示,發(fā)現(xiàn)其實(shí)際間隙已超過設(shè)計(jì)間隙允許最大值。

        表2 原傳動銷與對應(yīng)孔配合間隙測量表 mm

        1.2 壓板圓柱銷頻繁剪斷

        推拉桿傳動銷沉入銷孔中,主要靠壓板防止其在機(jī)組開停機(jī)時(shí)向上跳動,壓板的作用就是將傳動銷與推拉桿連接成一個整體。壓板與傳動銷之間垂直裝設(shè)兩彈性圓柱銷,其作用是防止傳動銷轉(zhuǎn)動。但因?yàn)槠浔旧砼c壓板有一定間隙,接力器動作時(shí),無法保證傳動銷完全不轉(zhuǎn)動。所以機(jī)組開停機(jī)時(shí),接力器活塞桿將作用力傳遞給推拉桿,大部分作用力傳遞給控制環(huán),用于控制導(dǎo)葉轉(zhuǎn)動,還有一部分作用力作用在傳動銷上,但因?yàn)閭鲃愉N不是固定的,銷在孔內(nèi)與軸套產(chǎn)生摩擦,導(dǎo)致間隙漸漸變大。同時(shí),傳動銷所受的這部分作用力會傳遞給壓板及其螺栓、圓柱銷上,這樣開機(jī)多次后,壓板上的螺栓及圓柱銷就會因?yàn)檫@部分作用力而變松或剪斷,壓板固定傳動銷的目的也將失去,銷與軸套的摩擦更加頻繁,間隙也會越來越大。最終導(dǎo)致導(dǎo)葉開、關(guān)不能達(dá)到理想狀態(tài),影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

        2 推拉桿改造

        改造后的推拉桿是一種可拆卸式推拉桿,如圖3所示,制造廠家為東方電機(jī)有限公司。推拉桿整體包括上連接板、下連接板、支撐管和螺柱。支撐管支撐在上連接板和下連接板之間,螺柱穿設(shè)于支撐管內(nèi),螺柱的兩端分別與上連接板和下連接板固定[3]。

        圖3 改造后的推拉桿裝配圖

        新設(shè)計(jì)的推拉桿相比于原推拉桿,有以下改進(jìn):

        1)桿體采用Q345C高強(qiáng)度鋼材質(zhì),鋼板厚度由原來的60 mm調(diào)整為90 mm以上,增加其剛度;

        2)推拉桿中增加3組上下板加強(qiáng)螺栓組,增加推拉桿剛度;

        3)控制環(huán)、接力器銷孔更換新型進(jìn)口軸套,傳動銷與軸套之間的配合間隙減少至滿足設(shè)計(jì)要求;

        4)推拉桿與控制環(huán)連接處的傳動銷,由直銷改為偏心銷,偏心銷相比于直銷,在傳遞推拉桿推力的基礎(chǔ)上,可微調(diào)導(dǎo)葉行程和消除長度方向的尺寸偏差,直銷、偏心銷均采用42CrMo;

        5)直銷、偏心銷采用套裝鎖定裝置,如圖4所示;

        6)更改止推墊板材料為FZ-6。

        改造后的推拉桿上連接板和下連接板可以拆卸,放在一起加工,提高了加工精度,降低了加工難度,便于運(yùn)輸。

        圖4 傳動銷鎖定形式圖

        3 推拉桿的更換與安裝

        3.1 更換前的數(shù)據(jù)采集

        原推拉桿拆卸前進(jìn)行調(diào)速器系統(tǒng)試驗(yàn),測量機(jī)組的開機(jī)時(shí)間、緊急關(guān)機(jī)時(shí)間、接力器全行程、自動鎖錠投拔時(shí)間、壓緊行程。

        測量接力器和控制環(huán)高程。接力器基礎(chǔ)安裝允許誤差:垂直度≯0.30 mm/m;中心及高程≯1.5 mm;與機(jī)組坐標(biāo)基準(zhǔn)線平行度≯1.5mm;至機(jī)組坐標(biāo)基準(zhǔn)線距離≯3 mm[4]。

        接力器在全開和全關(guān)位置時(shí),分別測量兩推拉桿平面中心及兩端高程,測量兩推拉桿之間中心點(diǎn)距離及對應(yīng)銷孔的中心點(diǎn)距離。

        3.2 推拉桿的更換與安裝

        1)將原裝配發(fā)貨的新推拉桿及相關(guān)配件全部拆開清掃,進(jìn)行小部件的預(yù)裝;

        2)拆除舊推拉桿兩端壓板的螺栓和彈性圓柱銷,做好標(biāo)記;

        3)分別吊出傳動銷與推拉桿,放于指定位置;

        4)按圖紙要求對新推拉桿進(jìn)行安裝,軸套和傳動銷現(xiàn)場冷凍,利用專用工具進(jìn)行安裝調(diào)整,確保各部位連接可靠。

        3.3 安裝后的數(shù)據(jù)測量

        1)接力器桿頭、控制環(huán)大耳孔軸套更換后,與傳動銷的配合間隙如表3所示,均滿足圖紙要求(最小配合間隙0.11 mm,最大配合間隙0.243 mm)。

        表3 新傳動銷與對應(yīng)孔配合間隙測量表 mm

        2)在半開位置時(shí),2個接力器高程差為0.42 mm,滿足標(biāo)準(zhǔn)(2個接力器原始安裝高程差應(yīng)小于1 mm)。

        3)接力器在半開位置時(shí),1、2號推拉桿長度方向的水平度分別為0.28 mm/m和0.07 mm/m,部分超標(biāo)。(單個推拉桿長度方向水平度誤差應(yīng)小于0.1 mm/m)推拉桿長度方向水平度的偏差可能會導(dǎo)致調(diào)整板偏磨情況的產(chǎn)生,但不影響導(dǎo)水機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行,可定期檢查控制環(huán)大耳孔上平面、接力器桿頭上平面與推拉桿上連板下平面之間的間隙,觀察調(diào)整板的磨損情況。

        4)1、2號推拉桿在接力器從全關(guān)到全開過程中的高程誤差分別為0.22 mm和0.12 mm,均滿足標(biāo)準(zhǔn)(2個推拉桿從全關(guān)到全開過程中的高程誤差應(yīng)小于0.3 mm)。

        4 建壓試驗(yàn)

        在所有部件安裝完成后,進(jìn)行動作試驗(yàn)。調(diào)速器系統(tǒng)建壓至正常工作壓力6.3 MPa,緩慢全開、全關(guān)導(dǎo)葉數(shù)次,在此過程中,觀察接力器各部位無滲漏,活塞運(yùn)動靈活,無發(fā)卡及異?,F(xiàn)象;控制環(huán)和接力器兩側(cè)傳動銷均無轉(zhuǎn)動,壓板螺栓緊固,彈性圓柱銷無變形;操作開停機(jī)閥,測量開機(jī)時(shí)間、緊急關(guān)機(jī)時(shí)間,符合規(guī)程要求;自動鎖錠投拔時(shí)間正常,動作靈活,無卡阻;1、2號接力器全行程一致,壓緊行程均為5 mm,符合規(guī)程要求[5]。

        5 結(jié) 語

        通過對2臺接力器的推拉桿進(jìn)行改造,解決了傳動銷與銷孔配合間隙過大、壓板彈性圓柱銷頻繁剪斷以及2臺接力器壓緊行程不一致等問題,消除了安全隱患,提高了機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定性。同時(shí),這也是水布埡電廠首次進(jìn)行推拉桿改造項(xiàng)目,為以后的設(shè)備改造及安裝積累了豐富經(jīng)驗(yàn)。

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