發(fā)電機(jī)滑環(huán)拋光技術(shù)的研究

蘇武

【摘 要】當(dāng)火力發(fā)電廠發(fā)電機(jī)滑環(huán)表面磨損后，要將表面加工平整，傳統(tǒng)作法是將發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子抽出來(lái)，送到機(jī)床上進(jìn)行加工，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；較為先進(jìn)節(jié)能的辦法是將發(fā)電機(jī)滑環(huán)在線車削后進(jìn)行手工拋光。由于發(fā)電機(jī)自身轉(zhuǎn)速慢，一般為5r/min左右，短時(shí)間手工拋光效果較差，不間斷拋光時(shí)間約為16小時(shí)才能基本滿足質(zhì)量要求，大量消耗人力。本文圍繞發(fā)電機(jī)滑環(huán)拋光技術(shù)運(yùn)用、提高修磨精度及效率等方面展開闡述。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電機(jī)滑環(huán)；光潔度；表面加工

中圖分類號(hào)： TM31 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）08-0157-001

【Abstract】when the surface of the generator slip ring of the thermal power plant is worn out， the surface should be machined and smoothed. The traditional method is to remove the generator rotor and send it to the machine tool for processing. The more advanced energy saving method is the manual polishing of the generator slip ring. Due to the slow speed of the generator itself， it is generally about 5r/min. The manual polishing effect is poor in short time， and the continuous polishing time is about 16 hours to basically meet the quality requirements and consume a lot of manpower. This paper elaborates on the application of the polishing technology of the generator slip ring and the improvement of grinding precision and efficiency.

【Key words】Generator slip ring；Finish；Surface finish

0 引言

由于機(jī)組投運(yùn)初期，對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)表面雜質(zhì)特別是氧化層的處理不徹底、滑環(huán)光潔度不高，使滑環(huán)與碳刷接觸不好，滑環(huán)溫度升高，降低了滑環(huán)合金的強(qiáng)度，磨損程度增加，久而久之，滑環(huán)表面就出現(xiàn)了不同程度的粒狀銹斑，嚴(yán)重影響安全生產(chǎn)及設(shè)備正常運(yùn)行。

本文通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)滑環(huán)拋光技術(shù)的研究，不但解決了傳統(tǒng)加工效率低、光潔度差等問(wèn)題，而且此新技術(shù)可現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)，免去了避免設(shè)備廠外維修運(yùn)輸安全的困擾，降低修復(fù)費(fèi)用。

1 發(fā)電機(jī)滑環(huán)磨損原因

發(fā)電機(jī)主要由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、電刷、機(jī)座及軸承等部件構(gòu)成。定子由機(jī)座、定子鐵芯、線包繞組、以及固定這些部分的其他結(jié)構(gòu)件組成；轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子鐵芯、轉(zhuǎn)子磁極（有磁扼.磁極繞組）、滑環(huán)、風(fēng)扇及轉(zhuǎn)軸等部件組成。通過(guò)軸承、機(jī)座及端蓋將發(fā)電機(jī)的定子，轉(zhuǎn)子連接組裝起來(lái)，使轉(zhuǎn)子能在定子中旋轉(zhuǎn)，通過(guò)滑環(huán)通入一定勵(lì)磁電流，使轉(zhuǎn)子成為一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，定子線圈做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，通過(guò)接線端子引出，接在回路中，便產(chǎn)生了電流。

發(fā)電機(jī)滑環(huán)就是我們傳統(tǒng)的集電環(huán)，用于電機(jī)的換向器上作為導(dǎo)出導(dǎo)入電流的滑動(dòng)接觸體，它的導(dǎo)電、導(dǎo)熱以及潤(rùn)滑性能良好，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度和換向性火花的本能。幾乎所有的電機(jī)都使用碳刷，它是電機(jī)的重要組成部件。因此集電環(huán)在電機(jī)中起著輸入/輸出電流和換向的作用，集電環(huán)的耐磨程度直接影響著電機(jī)的使用壽命。

發(fā)電機(jī)滑環(huán)磨損造成原因分為純機(jī)械磨損及在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損兩種。純機(jī)械磨損是由于碳刷和滑環(huán)表面相接觸，在彈簧壓力及材料形變共同作用下，使直接接觸部分互相摩擦嵌入；而在電流作用下的電氣磨損和機(jī)械磨損是指由于電弧高溫和放電等因素作用，使極面材料收到損傷，并同時(shí)伴隨機(jī)械磨損。

2 發(fā)電機(jī)滑環(huán)拋光技術(shù)

由于發(fā)電機(jī)是半球型瓦，因而在盤車轉(zhuǎn)速下完全可以保證加工精度要求（切忌在200～500轉(zhuǎn)/分下進(jìn)行修復(fù)滑環(huán)表面，因?yàn)榧庸r(shí)間較長(zhǎng)，在低速下汽輪機(jī)葉片將汽蝕嚴(yán)重）。現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量所用方法的支架尺寸并進(jìn)行加工，然后安裝車床刀架。修復(fù)時(shí)注意手動(dòng)車刀高度應(yīng)保持與滑環(huán)中心重合，選用硬度合金車刀，切削時(shí)從勵(lì)側(cè)滑環(huán)開始，經(jīng)過(guò)多次反復(fù)修復(fù)可保證滑環(huán)表面粗糙度能達(dá)1.6～0.8μm。

用磁力表測(cè)發(fā)電機(jī)負(fù)極勵(lì)磁滑環(huán)的偏心度，將電動(dòng)砂輪機(jī)取代刀架安裝到支架上，檢查轉(zhuǎn)子滑環(huán)徑向跳動(dòng)量后啟動(dòng)發(fā)電機(jī)盤車。電動(dòng)砂輪機(jī)安裝上粗砂輪片，貼上自粘粗砂紙，并使其與發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子相向運(yùn)動(dòng)。砂輪機(jī)進(jìn)退及砂輪片的遠(yuǎn)近由人為操控，根據(jù)砂紙與滑環(huán)的接觸情況（以砂輪平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)，不產(chǎn)生跳躍）調(diào)整好拋光量，由發(fā)電機(jī)端向汽機(jī)端方向開始，緩慢沿軸向成一條直線進(jìn)行研磨發(fā)電機(jī)勵(lì)磁滑環(huán)（每次研磨量在50μm左右）；再重新調(diào)整進(jìn)刀量，由末端沿軸向成一條直線返回，這樣經(jīng)過(guò)反復(fù)來(lái)回的粗磨，使滑環(huán)負(fù)極的整圈凹槽磨平。更換細(xì)砂紙后，用同樣的方法進(jìn)行研磨，經(jīng)過(guò)反復(fù)若干個(gè)循環(huán)再轉(zhuǎn)到拋光程序。

用#1細(xì)砂紙進(jìn)行表面拋光，光潔度可修復(fù)至1-3.2um間，若想提高可再用金相砂紙繼續(xù)上面工序。

由于拋光過(guò)程中出現(xiàn)大量的金屬粉末，容易進(jìn)入軸瓦磨傷軸頸；此外，金屬粉末夾雜在空氣中容易讓操作者吸入體內(nèi)，對(duì)人體造成較大損害。故此，拋光裝置還設(shè)計(jì)配備有吸塵部分，真空度控制在50Kpa左右，通過(guò)負(fù)壓將拋光過(guò)程產(chǎn)生的金屬粉末進(jìn)行收集，避免造成環(huán)境、設(shè)備、人體的損害。

通過(guò)以上滑環(huán)拋光技術(shù)工藝的實(shí)施，能有效的消除滑環(huán)表面的燒蝕、氧化皮及磨損，改善表面粗糙度、橢圓度及滑環(huán)工作面偏心擺動(dòng)情況。

發(fā)電機(jī)滑環(huán)車削

修復(fù)效果圖

3 經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益

近年來(lái)電力行業(yè)的蓬勃發(fā)展給運(yùn)行設(shè)備的性能、運(yùn)行工況等的提高帶來(lái)了挑戰(zhàn)。在電廠檢修維護(hù)中，1臺(tái)60WM機(jī)組因發(fā)電機(jī)滑環(huán)表面損傷等原因被迫停機(jī)檢修或延長(zhǎng)檢修工期的費(fèi)用約10萬(wàn)元/天，減少供電額200萬(wàn)元/天以上，特別是大型軸類廠外修復(fù)項(xiàng)目除了需較長(zhǎng)運(yùn)輸時(shí)間、較大檢修費(fèi)用外，還需承擔(dān)設(shè)備運(yùn)輸途中安全風(fēng)險(xiǎn)。

此外，發(fā)電機(jī)滑環(huán)的現(xiàn)場(chǎng)拋光修復(fù)可以減少維護(hù)檢修次數(shù)和成本，穩(wěn)定發(fā)電機(jī)運(yùn)行工況，碳刷消耗也會(huì)大幅度降低，有利于實(shí)現(xiàn)節(jié)約能源的大目標(biāo)，有效保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，屬于再制造領(lǐng)域。節(jié)能降耗是國(guó)家實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個(gè)重要課題，也是電力行業(yè)永恒的主題，體現(xiàn)在企業(yè)的價(jià)值取向和管理體系中。

【參考文獻(xiàn)】

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[2]白淑華，佟樹平.發(fā)電機(jī)滑環(huán)打火處理[J].內(nèi)蒙古電力技術(shù)，2006年S4期.