液力连接螺栓在汽轮发电机组联轴器上的应用

2022-07-29  来自: 泊头市合盛传动机械制造有限公司 浏览次数:133

液力连接螺栓在汽轮发电机组联轴器上的应用

1、T2A-330机组联轴器介绍

   ALSTOM 产T2A-330汽轮发电机组轴系布置为:高压转子-中压转子-低压转子-发电机 转子。各转子均为实心整锻件,三个联轴器均为刚性连接。联轴器螺栓数量分别为:14(高 /中);12(中/低);10(低/发)。所有连接螺栓均为液力拉伸双头螺栓,随机配有专用 的拉伸装置。其原始长度在出厂前都经过严格测量,精度为0.01 mm,用电腐蚀工艺写在每 颗螺栓的端部。装配时通过调整拉伸装置液压缸的压力,控制其伸长量,手动旋紧螺帽即可 ,*后对螺杆长度进行测量,确认其拉伸量无误后结束操作。拆卸时也是使用拉伸装置将螺 杆拉长,以消除螺帽承受的应力后,将处于自由状态的螺帽松开,之后泄掉油压,完成拆卸 。在轴系中负荷**处的低压缸/发电机对轮处的螺栓采用了特殊的锥形套,带锥形套的螺 栓无论是在结构、原理以及施工工艺上都有其之处。

2、结构特点

这种螺栓相比常规的液力拉伸螺栓有以下几点不同:

1) 在螺杆的两端均加工有完全一样的锥形螺纹。

2) 两端的螺帽外形尺寸一致,但其中一侧的螺帽端面加工有3个轴向通孔,每个通孔由M 8的螺孔和ø6的光孔两部分组成。

3) 在螺杆外表面和联轴器的螺孔内表面之间有一个锥度为1∶100的C形的开口套,该开口槽 道在自然状态下宽约10 mm。

4) 在锥形开口套与带M8螺孔的螺母之间有一个间距套。

3、工作原理

   在正确装配状态下,螺杆的伸长量为0.38~0.44 mm,对应的紧固力为:61 850~70 09 7 kgf。可以推知整个联轴器对轮接触面之间的正压力为618 500~700 970 kgf。

就工作原理而言,与普通螺栓不同的是,锥形套及其附件的作用。

3.1 实现无间隙配合

   锥形套附件包括间距套、6锁紧销钉以及M8锁紧螺钉。在装配过程中,均匀地旋紧锁 紧螺钉,可以推动销钉和间距套向锥形套方向移动,进而推动锥形套朝其薄壁端的楔形空间 移动。由于锥形套内表面已经被螺杆的配合段限位,锥形配合面会将间距套施加的轴向力转 化为放大了100倍,方向垂直与其内表面的正压力,并*终作用在对轮螺孔的内表面,以实 现螺杆、锥形套、对轮三者紧密结合。该过程类似于紧固膨胀螺栓。

   由于该联轴器螺栓孔在机组安装过程中经过严格的配铰,故理论上正确的装配工艺完全 能够确保将联轴器恢复到配绞时的状态。从这种意义上,可以认为联轴器连接螺栓的装配是 对联轴器找中心结果的一个自动修正过程,而不会在连接过程中产生任何附加的曲柄效应。 某台机组连续3一次大修资料的曲柄测试记录可以清楚地说明这一点。

次检修记录:**曲柄出现在4 号与5号之间及对侧,汽机侧对轮在4号与5号之间正 向0.015 mm。

第二次检修记录:**曲柄出现在3号~8号处,汽机侧对轮在3号正向0.02 mm。

第三次检修记录 :**曲柄出现在4号~9号处,汽机侧对轮在4号处正向0.02 mm。

   可见,数次操作所产生**曲柄值出现的范围和数值波动的范围都极其有限,这正是锥形 套定位作用的体现。因此,锥形套采用的意义在于自动修正联轴器找中心后的轴系状况。

3.2 限制螺杆应力释放

   与常规的无锥形套的连接螺栓相比,锥形套的加入,使螺杆的受力情况变得较为复杂: 旋紧锁紧螺钉,将锥形套压进螺杆和螺栓孔之间的楔形空间后,就应力分布而言,将整个螺 杆以间距套/锥形套的结合面为界分成了两部分:左端的拉应力由带锁紧孔的螺帽和锥形套 保持;右端的拉应力由锥形套和不带锁紧孔的螺帽保持;故从理论上讲,拆卸(或松开)间 距套侧螺帽能完全释放该侧的螺杆拉应力;拆卸(或松开)锥形套侧螺帽后,也将导致该侧 拉引力释放,但随着拉应力的释放,螺杆收缩,配合段的径向回弹增大,锥形套对螺杆配合 段的表面正压力将限制其进一步收缩以释放拉应力。 {TodayHot}

   可见锥形套增加了螺杆应力释放的限制条件,客观上对于运行中的联轴器起到了螺栓防 松动的积极作用,同时也将导致检修中的解体工作进一步复杂化。

4 拆装工艺

4.1 液力拉伸装置

   液力拉伸螺栓的拆装离不开液力拉伸装置,该装置一般由手摇油泵、液压缸、拉伸头、 槽口操作扳手及手柄组成。

   手摇油泵产生的压力油通过液压缸上的油管接头进入油缸内部,驱动活塞膨胀,并通过 拉伸头将拉伸力传递到螺杆,实现螺杆的拉伸。操作扳手右端的槽口与螺帽端面的槽口配合 ,当油压升至预定值后,就可操作手柄将螺帽旋动。底部垫圈为保持架提供一个平整的支持 平面。

   在充分认识了其结构特点和工作原理之后,就不难理解锥形套液力拉伸螺栓的拆装工艺 了。

4.2 装配工艺

4.2.1 准备工作

1)联轴器中心找正工作结束,满足规程要求:端面张口≤0.02 mm,外园偏差0.04 mm。

2)螺杆的自由长度测量记录。

3)仔细清扫对轮螺孔内、螺栓的各个零件并晾干表面的清洗油。

4)为每个螺栓准备3颗M8的临时用的螺钉,规格同原件。

4.2.2 就位

1)将锥形套套在各自的螺杆上,并穿入对应的对轮螺孔中,并调整锥形套的开口面朝转子 的轴线。

由于锥形套的开口使得螺栓的质量分部出现圆周方向不均,这样做可以防止联轴器出现质 量不平衡。 {HotTag}

2)轻轻用手将带锁紧孔的螺母旋紧。这样做是为了确保螺杆/锥形套之间以及锥形套/对 轮螺孔之间能够接触。

3)就位对侧的螺母。

4)就位锁紧销及临时锁紧螺钉。

4.2.3 紧固

总体顺序同常规的紧固方法,在手动盘车装置的配合下,对称进行。

1)组装拉伸装置于间距套的对侧。

2)就中拉伸:拉伸油压为*终拉伸压力的50%,均匀紧固临时锁紧螺钉(并不操作手柄 旋动螺帽),将锥形套沿轴向压紧后泄掉油压。

3)初步拉伸:再次以50%*终拉伸压力进行拉伸,旋紧螺帽后泄压。

4)终拉伸:将油压提升到100%拉伸压力,旋紧螺帽及临时锁紧螺钉,之后泄压并拆除拉 伸装置。

4.3 拆卸工艺

   从螺栓结构上可以看到整根螺杆的拉伸量被锥形套/间距套的结合面沿轴向分为两部分, 锥形套侧的伸长量约占总伸长的2/3,故拆卸螺栓应考虑先从锥形套侧的螺母入手。

1)就位拉伸装置于间距套对侧的螺母上,拆卸螺母。提升油压直至螺母松动(拆卸油压一般略高于装配油压),在保持油压的情况下在松开 螺母一圈以上,拧松并退出锁紧螺钉,之后泄掉油压。

2)检查螺杆是否松动。如果在机组运行过程中,螺杆/锥形套/螺孔之间的径向正压力 减小或消失,拆卸间距套对侧的螺母很可能导致整根螺杆的内应力释放而松动。如果松动, 就取下间距套侧的螺母、螺杆等完成拆卸工作。

3)如果螺杆/锥形套/螺孔之间的径向正压力依然保持在较高水平,拆卸间距套对侧的螺 母只能部分释放锥形套侧螺杆的拉应力。而且随着应力的释放,螺杆收缩,径向正压力对其 产生限位作用,将其压得更紧导致拉应力无法进一步释放。

4)如果螺杆仍然无法松动,需要在螺杆与锥形套之间施加一个轴向的内力将二者分离。

   可以取下间距套和带锁紧孔的螺帽就位于锥形套的薄壁侧,并组装好锁紧销及锁紧螺钉 ,通过紧固锁紧螺钉将锥形套与螺杆分离,完成拆卸过程。为**起见,应将螺杆的另一段 旋上螺母,防止锥形套弹出伤人。

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