1 T2A-330機(jī)組聯(lián)軸器介紹

ALSTOM 產(chǎn)T2A-330汽輪發(fā)電機(jī)組軸系布置為：高壓轉(zhuǎn)子-中壓轉(zhuǎn)子-低壓轉(zhuǎn)子-發(fā)電機(jī) 轉(zhuǎn)子,。各轉(zhuǎn)子均為實(shí)心整鍛件，三個(gè)聯(lián)軸器均為剛性連接,。聯(lián)軸器螺栓數(shù)量分別為：14（高 /中）,；12（中/低）；10（低/發(fā)）,。所有連接螺栓均為液力拉伸雙頭螺栓,，隨機(jī)配有專用 的拉伸裝置,。其原始長(zhǎng)度在出廠前都經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)量，精度為0.01 mm,，用電腐蝕工藝寫在每 顆螺栓的端部,。裝配時(shí)通過(guò)調(diào)整拉伸裝置液壓缸的壓力，控制其伸長(zhǎng)量,，手動(dòng)旋緊螺帽即可 ,，最后對(duì)螺桿長(zhǎng)度進(jìn)行測(cè)量，確認(rèn)其拉伸量無(wú)誤后結(jié)束操作,。拆卸時(shí)也是使用拉伸裝置將螺 桿拉長(zhǎng),，以消除螺帽承受的應(yīng)力后，將處于自由狀態(tài)的螺帽松開,，之后泄掉油壓,，完成拆卸 。在軸系中負(fù)荷最大處的低壓缸/發(fā)電機(jī)對(duì)輪處的螺栓采用了特殊的錐形套,，帶錐形套的螺 栓無(wú)論是在結(jié)構(gòu),、原理以及施工工藝上都有其獨(dú)特之處。

2 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

這種螺栓相比常規(guī)的液力拉伸螺栓有以下幾點(diǎn)不同：

1） 在螺桿的兩端均加工有完全一樣的錐形螺紋,。
2） 兩端的螺帽外形尺寸一致,，但其中一側(cè)的螺帽端面加工有3個(gè)軸向通孔，每個(gè)通孔由M 8的螺孔和ø6的光孔兩部分組成,。
3） 在螺桿外表面和聯(lián)軸器的螺孔內(nèi)表面之間有一個(gè)錐度為1∶100的C形的開口套,，該開口槽 道在自然狀態(tài)下寬約10 mm。
4） 在錐形開口套與帶M8螺孔的螺母之間有一個(gè)間距套,。

3 工作原理

在正確裝配狀態(tài)下,，螺桿的伸長(zhǎng)量為0.38～0.44 mm，對(duì)應(yīng)的緊固力為：61 850～70 09 7 kgf,?？梢酝浦麄€(gè)聯(lián)軸器對(duì)輪接觸面之間的正壓力為618 500～700 970 kgf,。

就工作原理而言,，與普通螺栓不同的是，錐形套及其附件的作用,。

3.1 實(shí)現(xiàn)無(wú)間隙配合

錐形套附件包括間距套,、6鎖緊銷釘以及M8鎖緊螺釘。在裝配過(guò)程中,，均勻地旋緊鎖 緊螺釘,，可以推動(dòng)銷釘和間距套向錐形套方向移動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)錐形套朝其薄壁端的楔形空間 移動(dòng),。由于錐形套內(nèi)表面已經(jīng)被螺桿的配合段限位,，錐形配合面會(huì)將間距套施加的軸向力轉(zhuǎn) 化為放大了100倍,，方向垂直與其內(nèi)表面的正壓力，并最終作用在對(duì)輪螺孔的內(nèi)表面,，以實(shí) 現(xiàn)螺桿,、錐形套、對(duì)輪三者緊密結(jié)合,。該過(guò)程類似于緊固膨脹螺栓,。

由于該聯(lián)軸器螺栓孔在機(jī)組安裝過(guò)程中經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的配鉸，故理論上正確的裝配工藝完全 能夠確保將聯(lián)軸器恢復(fù)到配絞時(shí)的狀態(tài),。從這種意義上,，可以認(rèn)為聯(lián)軸器連接螺栓的裝配是 對(duì)聯(lián)軸器找中心結(jié)果的一個(gè)自動(dòng)修正過(guò)程，而不會(huì)在連接過(guò)程中產(chǎn)生任何附加的曲柄效應(yīng),。 某臺(tái)機(jī)組連續(xù)3次大修資料的曲柄測(cè)試記錄可以清楚地說(shuō)明這一點(diǎn),。

第一次檢修記錄：最大曲柄出現(xiàn)在4 號(hào)與5號(hào)之間及對(duì)側(cè)，汽機(jī)側(cè)對(duì)輪在4號(hào)與5號(hào)之間正 向0.015 mm,。
第二次檢修記錄：最大曲柄出現(xiàn)在3號(hào)～8號(hào)處,，汽機(jī)側(cè)對(duì)輪在3號(hào)正向0.02 mm。
第三次檢修記錄 ：最大曲柄出現(xiàn)在4號(hào)～9號(hào)處,，汽機(jī)側(cè)對(duì)輪在4號(hào)處正向0.02 mm,。

可見，數(shù)次操作所產(chǎn)生最大曲柄值出現(xiàn)的范圍和數(shù)值波動(dòng)的范圍都極其有限,，這正是錐形 套定位作用的體現(xiàn),。因此，錐形套采用的意義在于自動(dòng)修正聯(lián)軸器找中心后的軸系狀況,。

3.2 限制螺桿應(yīng)力釋放

與常規(guī)的無(wú)錐形套的連接螺栓相比,，錐形套的加入，使螺桿的受力情況變得較為復(fù)雜： 旋緊鎖緊螺釘,，將錐形套壓進(jìn)螺桿和螺栓孔之間的楔形空間后,，就應(yīng)力分布而言，將整個(gè)螺 桿以間距套/錐形套的結(jié)合面為界分成了兩部分：左端的拉應(yīng)力由帶鎖緊孔的螺帽和錐形套 保持,；右端的拉應(yīng)力由錐形套和不帶鎖緊孔的螺帽保持,；故從理論上講，拆卸（或松開）間 距套側(cè)螺帽能完全釋放該側(cè)的螺桿拉應(yīng)力,；拆卸（或松開）錐形套側(cè)螺帽后,，也將導(dǎo)致該側(cè) 拉引力釋放，但隨著拉應(yīng)力的釋放,，螺桿收縮,，配合段的徑向回彈增大，錐形套對(duì)螺桿配合 段的表面正壓力將限制其進(jìn)一步收縮以釋放拉應(yīng)力,。

可見錐形套增加了螺桿應(yīng)力釋放的限制條件,，客觀上對(duì)于運(yùn)行中的聯(lián)軸器起到了螺栓防 松動(dòng)的積極作用,，同時(shí)也將導(dǎo)致檢修中的解體工作進(jìn)一步復(fù)雜化。

4 拆裝工藝

4.1 液力拉伸裝置

液力拉伸螺栓的拆裝離不開液力拉伸裝置,，該裝置一般由手搖油泵,、液壓缸、拉伸頭,、 槽口操作扳手及手柄組成,。

手搖油泵產(chǎn)生的壓力油通過(guò)液壓缸上的油管接頭進(jìn)入油缸內(nèi)部，驅(qū)動(dòng)活塞膨脹,，并通過(guò) 拉伸頭將拉伸力傳遞到螺桿,，實(shí)現(xiàn)螺桿的拉伸。操作扳手右端的槽口與螺帽端面的槽口配合 ,，當(dāng)油壓升至預(yù)定值后,，就可操作手柄將螺帽旋動(dòng)。底部墊圈為保持架提供一個(gè)平整的支持 平面,。

在充分認(rèn)識(shí)了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理之后,，就不難理解錐形套液力拉伸螺栓的拆裝工藝 了。

4.2 裝配工藝

4.2.1 準(zhǔn)備工作

1）聯(lián)軸器中心找正工作結(jié)束,，滿足規(guī)程要求：端面張口≤0.02 mm,，外園偏差0.04 mm。
2）螺桿的自由長(zhǎng)度測(cè)量記錄,。
3）仔細(xì)清掃對(duì)輪螺孔內(nèi),、螺栓的各個(gè)零件并晾干表面的清洗油。
4）為每個(gè)螺栓準(zhǔn)備3顆M8的臨時(shí)用的螺釘,，規(guī)格同原件,。

4.2.2 就位

1）將錐形套套在各自的螺桿上，并穿入對(duì)應(yīng)的對(duì)輪螺孔中,，并調(diào)整錐形套的開口面朝轉(zhuǎn)子 的軸線,。
由于錐形套的開口使得螺栓的質(zhì)量分部出現(xiàn)圓周方向不均，這樣做可以防止聯(lián)軸器出現(xiàn)質(zhì) 量不平衡,。
2）輕輕用手將帶鎖緊孔的螺母旋緊,。這樣做是為了確保螺桿/錐形套之間以及錐形套/對(duì) 輪螺孔之間能夠接觸。
3）就位對(duì)側(cè)的螺母,。
4）就位鎖緊銷及臨時(shí)鎖緊螺釘,。

4.2.3 緊固

總體順序同常規(guī)的緊固方法,，在手動(dòng)盤車裝置的配合下,，對(duì)稱進(jìn)行。

1）組裝拉伸裝置于間距套的對(duì)側(cè),。
2）就中拉伸：拉伸油壓為最終拉伸壓力的50％,，均勻緊固臨時(shí)鎖緊螺釘（并不操作手柄 旋動(dòng)螺帽）,，將錐形套沿軸向壓緊后泄掉油壓。
3）初步拉伸：再次以50％最終拉伸壓力進(jìn)行拉伸,，旋緊螺帽后泄壓,。
4）最終拉伸：將油壓提升到100％拉伸壓力，旋緊螺帽及臨時(shí)鎖緊螺釘,，之后泄壓并拆除拉 伸裝置,。
5） 檢查拉伸量：實(shí)踐證明，只要嚴(yán)格控制拉伸油壓,，螺栓的生產(chǎn)量均能滿足要求,，如果 出現(xiàn)較大偏差，可以松開螺帽后,，調(diào)整壓力,，重新操作。
6） 更換臨時(shí)鎖緊螺釘并涂抹適當(dāng)?shù)逆i固膠,。

4.3 拆卸工藝

從螺栓結(jié)構(gòu)上可以看到整根螺桿的拉伸量被錐形套/間距套的結(jié)合面沿軸向分為兩部分,， 錐形套側(cè)的伸長(zhǎng)量約占總伸長(zhǎng)的2/3，故拆卸螺栓應(yīng)考慮先從錐形套側(cè)的螺母入手,。
1）就位拉伸裝置于間距套對(duì)側(cè)的螺母上,，拆卸螺母。提升油壓直至螺母松動(dòng)（拆卸油壓一般略高于裝配油壓）,，在保持油壓的情況下在松開 螺母一圈以上,，擰松并退出鎖緊螺釘，之后泄掉油壓,。
2）檢查螺桿是否松動(dòng),。如果在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，螺桿/錐形套/螺孔之間的徑向正壓力 減小或消失,，拆卸間距套對(duì)側(cè)的螺母很可能導(dǎo)致整根螺桿的內(nèi)應(yīng)力釋放而松動(dòng),。如果松動(dòng)， 就取下間距套側(cè)的螺母,、螺桿等完成拆卸工作,。
3）如果螺桿/錐形套/螺孔之間的徑向正壓力依然保持在較高水平，拆卸間距套對(duì)側(cè)的螺 母只能部分釋放錐形套側(cè)螺桿的拉應(yīng)力,。而且隨著應(yīng)力的釋放,，螺桿收縮，徑向正壓力對(duì)其 產(chǎn)生限位作用,，將其壓得更緊導(dǎo)致拉應(yīng)力無(wú)法進(jìn)一步釋放,。
此時(shí)需要通過(guò)拉伸間距套側(cè)的螺桿來(lái)釋放該段的拉應(yīng)力：在該側(cè)組裝拉伸裝置，提升油 壓以松開間距套側(cè)的螺母,。在松開雙側(cè)螺母的情況下,，一般適當(dāng)敲打便可輕松取下,。
4）如果螺桿仍然無(wú)法松動(dòng)，需要在螺桿與錐形套之間施加一個(gè)軸向的內(nèi)力將二者分離,。
可以取下間距套和帶鎖緊孔的螺帽就位于錐形套的薄壁側(cè),，并組裝好鎖緊銷及鎖緊螺釘 ，通過(guò)緊固鎖緊螺釘將錐形套與螺桿分離,，完成拆卸過(guò)程,。為安全起見，應(yīng)將螺桿的另一段 旋上螺母,，防止錐形套彈出傷人,。

4.4 裝配中典型的操作誤區(qū)

1）隨意選擇拉伸方向。如果選擇間距套側(cè)進(jìn)行拉伸,，在拉伸過(guò)程中一旦將錐形套脹 緊后 ,，錐形套側(cè)的螺桿便被限位無(wú)法繼續(xù)拉伸，此后繼續(xù)施加的拉力將由間距套側(cè)的螺桿單獨(dú)承 受,，無(wú)法達(dá)到規(guī)定的拉伸量,。極端情況下，當(dāng)錐形套脹緊時(shí),，無(wú)鎖緊孔的螺帽尚未緊貼對(duì)輪 沉孔平面,，所有拉伸力均有間距套側(cè)的螺桿承受，此時(shí)螺桿的伸長(zhǎng)量最?。s為0.12～0.15 mm）,，且拉伸完成后，錐形套側(cè)的螺帽仍然為松動(dòng)狀態(tài),。
2）省略就中拉伸步驟,。無(wú)法保證裝配后的螺桿與螺孔同心，將導(dǎo)致聯(lián)軸器部分的質(zhì)量分 部難以控制,，同時(shí)也無(wú)法實(shí)現(xiàn)聯(lián)軸器曲柄的自動(dòng)校正,，沒(méi)有發(fā)揮出錐形套的功能。
3）最終拉伸后沒(méi)有及時(shí)擰緊鎖緊螺釘,。在高速旋轉(zhuǎn)的軸系中,，錐形套在螺孔內(nèi)的任何位 移都是危及安全的隱患。

5 結(jié)論

錐形套液力連接螺栓具有液力連接螺栓的一般特點(diǎn)：緊固力的大小由調(diào)整活塞油壓可以很 精確地控制,，可以保證整個(gè)聯(lián)軸器的總壓力和壓力分布的均勻,；無(wú)間隙配合更是其獨(dú)到之處 ，可以對(duì)聯(lián)軸器中心找正結(jié)果自動(dòng)修正,，確保安裝精度,。其優(yōu)越的性能特點(diǎn)，使得它在大容 量的汽輪發(fā)電機(jī)組上得到了日益廣泛的應(yīng)用。同時(shí)其特殊的結(jié)構(gòu)也決定了拆裝工藝的特殊性 ,，只有按照正確的工藝施工，才能充分發(fā)揮其長(zhǎng)處,，實(shí)現(xiàn)其應(yīng)有的功能,，避免不必要的損壞。