主盤車脫開不到位原因分析及處理措施

劉高+++李斯亮+++駱真榮

摘要：主盤車裝置主要用于機(jī)組啟動(dòng)前及停機(jī)后帶動(dòng)軸系旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)裝置。主盤車的主要作用是：檢查動(dòng)靜摩擦；避免因閥門漏氣、汽封送氣及汽缸自然冷卻等因素造成的溫差使轉(zhuǎn)子彎曲；較長時(shí)間連續(xù)盤車可以消除轉(zhuǎn)子非永久性彎曲。本文描述主盤車主盤車脫開不到位的故障現(xiàn)象，指出排氣不暢這一原因；并提供在解決排氣不暢中，主盤車重要參數(shù)的調(diào)整方向，同時(shí)，在參數(shù)調(diào)整無法滿足實(shí)際運(yùn)行要求時(shí)，提供最終設(shè)備改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：主盤車；脫開；排氣

0 引言

主盤車裝置用于啟動(dòng)和停機(jī)時(shí)驅(qū)動(dòng)汽機(jī)發(fā)電機(jī)組軸系。主盤車裝置是以電動(dòng)機(jī)為動(dòng)力，經(jīng)過液力撓性聯(lián)軸器和蝸桿減速器傳遞扭矩到離合器的小齒輪，小齒輪與汽輪發(fā)電機(jī)組軸系前端主盤車大齒輪嚙合，進(jìn)入盤車狀態(tài)。該小齒輪沿軸向移動(dòng)與汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子大齒輪嚙合或脫開，使主盤車裝置投入或脫離盤車。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過小齒輪轉(zhuǎn)速時(shí)或在主控室選擇停運(yùn)盤車后，盤車裝置會(huì)自動(dòng)脫開。主盤車脫開不到位將直接影響到盤車的投用以及在汽輪發(fā)電機(jī)組在升速過程中，潛在的主盤車相位齒輪與汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子大齒輪打齒風(fēng)險(xiǎn)。

1 故障現(xiàn)象描述

1.1 設(shè)備功能描述

主盤車為電液操縱低速自動(dòng)盤車裝置，軸向切入，對機(jī)組沖擊小，具備液壓驅(qū)動(dòng)投入和自動(dòng)甩開功能，能滿足機(jī)組啟停自動(dòng)化要求。該裝置由減速離合器、電機(jī)、液壓聯(lián)軸器組成[1]。減速離合器的潤滑油及動(dòng)力油都來自機(jī)組潤滑油系統(tǒng)，裝在前箱內(nèi)。盤車電機(jī)在前箱左側(cè)（從機(jī)頭看），通過電機(jī)支座固定在前箱底板上減速離合器與電機(jī)之間通過液壓聯(lián)軸器相連[2]。離合器上有兩個(gè)油接口，連接潤滑油及動(dòng)力油電磁閥。

減速離合器是主盤車裝置的主體，也是體現(xiàn)主盤車裝置基本功能最核心的部件。減速離合器小齒輪內(nèi)帶螺旋滑道，在主盤車電機(jī)停轉(zhuǎn)，且不提供動(dòng)力油時(shí)，可以手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)小齒輪。小齒輪在外徑帶螺旋滑道的盤車軸上軸向移動(dòng)。小齒輪在正常工作時(shí)，需要?jiǎng)恿τ吞峁┲С?。?dòng)力油作用于小齒輪前端的嚙合腔室，提供嚙合過程的初始推動(dòng)力。持續(xù)供給的低油壓，進(jìn)入小齒輪內(nèi)部，保證小齒輪與盤車軸間的潤滑，并確保小齒輪定相齒輪與高速的大齒輪之間端部不會(huì)接觸。脫開和嚙合位置探測器提供小齒輪位置狀態(tài)，是主盤車裝置安全工作的重要標(biāo)志。

主盤車嚙合過程可分為三個(gè)階段：嚙合開始、滑道移動(dòng)和完全嚙合。

第一階段，嚙合開始階段。當(dāng)小齒輪處于脫開位時(shí)，小齒輪與盤車軸處于分離狀態(tài)，小齒輪不隨盤車軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)減速離合器接到嚙合命令時(shí)，動(dòng)力油作用于嚙合腔室，小齒輪軸向移動(dòng)一小段距離，小齒輪螺旋滑道與盤車軸螺旋滑道接觸。

第二階段，滑道移動(dòng)階段。小齒輪螺旋滑道與盤車軸螺旋滑道接觸后，匹配的螺旋滑道會(huì)在速度差的作用下嚙合，小齒輪在動(dòng)力油及盤車軸的驅(qū)動(dòng)下，沿軸向靠近大齒輪，直到小齒輪的相位齒輪與大齒輪接觸。

第三階段，完全嚙合階段。相位齒輪與大齒輪接觸后，由于速度差，小齒輪在盤車軸的驅(qū)動(dòng)下迅速與大齒輪嚙合，并觸發(fā)嚙合位置探測器動(dòng)作。

主盤車脫開過程與嚙合過程相反，也可分為三個(gè)階段：脫離嚙合、滑道移動(dòng)和安全脫開。從現(xiàn)象上來看，脫開過程與嚙合過程對應(yīng)階段完全是倒序過程。唯一的區(qū)別在于，安全脫開與動(dòng)力油作用過程，動(dòng)力不同。安全脫開過程中，小齒輪受轉(zhuǎn)速不一致產(chǎn)生的機(jī)械力將小齒輪甩出，借助滑動(dòng)慣性，將嚙合腔室的空氣從動(dòng)力油電磁閥排走；而動(dòng)力油的動(dòng)力來自潤滑油油壓，即外力作用。

1.2 脫開不到位現(xiàn)象

某機(jī)組在安裝完成后，一直脫開不到位，即小齒輪端部未能完全進(jìn)入嚙合腔室，造成小齒輪與嚙合腔室之間存在較大縫隙，同時(shí)，脫開位置探測器未正常動(dòng)作，此狀態(tài)下轉(zhuǎn)子大齒輪與相位齒輪之間距離不在安全范圍內(nèi)——冷態(tài)轉(zhuǎn)子大齒輪與相位齒輪之間距離為27.2mm（安全距離要求23mm），而本機(jī)組現(xiàn)場主盤車停運(yùn)小齒輪自動(dòng)脫離嚙合后，由于無法正常停留在脫開位置，汽輪發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)子大齒輪與相位齒輪之間距離僅0.6mm。

2 原因分析

根據(jù)多次動(dòng)作現(xiàn)象，初步認(rèn)為主盤車脫開不到位原因?yàn)椋褐鞅P車在脫開過程中，嚙合腔室到電磁閥管道中有殘氣，無法完全排除，即嚙合腔室排氣不夠順暢。為了定位排氣不暢的環(huán)節(jié)，進(jìn)行多次試驗(yàn)，確認(rèn)減速離合器各部分彎管、油氣通道以及閥門部件對排氣的影響。事實(shí)證明，排氣路線中軟管的彎折和排氣電磁閥是影響主盤車脫開不到位的主要原因。

3 處理措施

在參考多個(gè)相同機(jī)型最終的主盤車零部件參數(shù)后，制定了4項(xiàng)調(diào)整：1、對工藝孔進(jìn)行封堵；2、對持續(xù)進(jìn)油管進(jìn)行擴(kuò)孔；3、增大嚙合腔室的孔徑；4、增加嚙合腔室快速排氣閥。

3.1 對工藝孔進(jìn)行封堵

封堵一個(gè)工藝孔。小齒輪靠近嚙合腔室端部的柱面上有兩個(gè)工藝孔。一般情況下，工藝孔全開，保證嚙合過程中持續(xù)供油排放通暢。由于，持續(xù)供油在脫開過程中也需要通過工藝孔進(jìn)行過量油的排放，這些過量油的排放會(huì)對小齒輪端部柱面進(jìn)入嚙合腔室造成阻礙。

3.2對持續(xù)進(jìn)油管進(jìn)行擴(kuò)孔

根據(jù)本廠其他同型號機(jī)組大修經(jīng)驗(yàn)反饋，主盤車潤滑油持續(xù)進(jìn)油管節(jié)流孔板設(shè)計(jì)孔徑14mm，現(xiàn)場為12mm。現(xiàn)場測量顯示本臺(tái)機(jī)組的主盤車持續(xù)進(jìn)油管節(jié)流孔板也為12mm，隨后對孔板進(jìn)行擴(kuò)孔。增加持續(xù)進(jìn)油管節(jié)流孔板孔徑，可以提高持續(xù)供油油壓，以便增加主盤車在脫開過程中的機(jī)械力。

3.3增大嚙合腔室的孔徑

小齒輪端部柱面與嚙合腔室的間隙直接影響，小齒輪端部柱面進(jìn)入嚙合腔室的阻力。環(huán)形孔徑越大，形成的油膜阻力越小?，F(xiàn)場在嚙合腔室的間隙處添加0.05mm墊片，增大嚙合腔室的孔徑，減少脫開到位的阻力。

3.4增加嚙合腔室快速排氣閥

排氣不暢的主要問題在于，電磁閥在該排氣過程需帶壓開啟，且該路徑管線較長，阻力較大。在嚙合腔室增加快速排氣閥，嚙合腔室氣體直接拍向前箱?？焖倥艢忾y作為中間媒介，未改變原設(shè)備控制邏輯。

4 結(jié)論

主盤車的安裝調(diào)試貫穿汽輪發(fā)電機(jī)組的整個(gè)安裝工期，是汽輪機(jī)試運(yùn)行的重要制約。參數(shù)調(diào)整及設(shè)備磨合，使主盤車脫開嚙合正常，能有效降低主盤車異常運(yùn)行的頻次，是保證汽輪機(jī)安全運(yùn)行的保障。

參考文獻(xiàn)：

[1] 陶功新， 設(shè)備運(yùn)行維護(hù)手冊主盤車裝置[M]. 四川： 東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司， 2012.

[2] 邱健， 前軸承箱潤滑油裝置[M]. 四川： 東方電氣集團(tuán)東方電機(jī)有限公司， 2012.

作者簡介：

劉高（1989—），湖北，男，助理工程師，大學(xué)本科，水利水電工程，主要從事核電廠常規(guī)島及BOP系統(tǒng)調(diào)試工作。

李斯亮（1990—），重慶，男，助理工程師，大學(xué)本科，核工程與核技術(shù)，主要從事核電廠常規(guī)島及BOP系統(tǒng)調(diào)試工作。

駱真榮（1989—），廣西，男，助理工程師，大學(xué)本科，熱能與動(dòng)力工程，主要從事核電廠生產(chǎn)準(zhǔn)備及運(yùn)行工作。