水輪發(fā)電機(jī)制動器問題與措施之二

1、水輪發(fā)電機(jī)制動器的問題與措施之二作者已在百度文庫發(fā)表文章“水輪發(fā)電機(jī)制動器的問題與措施”一文，對比較常見的問題：1,活塞憋卡不能復(fù)位2,密封破損、漏氣漏油3,油污染4,粉塵污染5,制動塊偏磨和磨損快進(jìn)行分析和總結(jié)，并提出解決方案，本文則對出現(xiàn)的個案問題進(jìn)行剖析并提出改進(jìn)措施，為制造廠和用戶及安裝施工單位提供參考。1,制動塊托板變形托板變形即有設(shè)計(jì)原因也有使用原因。設(shè)計(jì)原因是托板厚度設(shè)計(jì)的較薄，原來鑄鋼托板結(jié)構(gòu)有一圈圓形立筋（圖一），這對托板剛度起到加強(qiáng)作用，托板采用鋼板后，托板厚度沒有增加，減弱了托板剛度。其二是托板的萬向節(jié)結(jié)構(gòu)采用球面塊點(diǎn)接觸（圖二），點(diǎn)接觸會使托板受到最大彎矩，很容易變形。

2、其三是使用不當(dāng)，在對制動器進(jìn)行油壓試驗(yàn)時，需要一個打壓用框架，特別是安裝工地臨時焊接框架上下橫梁剛度不夠，打壓時橫梁變形與致托板變形，也可能只在托板兩端加墊鐵，造成托板彎曲變形。一，帶有訐形立筋鑄積托板中心單支點(diǎn)吒板受力措施有1.1, ,適當(dāng)增加鋼板厚度，建議220制動器托板厚35mm,中280制動器托板厚45mm,315制動器托板厚50mm。1.2, 托板的萬向節(jié)結(jié)構(gòu)采用碟簧取代球面塊（詳細(xì)說明見百度文庫“水輪發(fā)電機(jī)制動器的問題與措施”項(xiàng)5,）,頂轉(zhuǎn)子和油壓試驗(yàn)時活塞上平面與托板接觸（圖三），減少了托板的彎曲力矩，托板不至于變形。圖三，舌塞平面描觸托板受力1.3, 在油壓試驗(yàn)過程，應(yīng)隨時檢查

3、托板變形，如果不能保證托板變形控制在彈性變形范圍內(nèi)，請將托板拆下，只做活塞和氣缸油壓試驗(yàn)，同樣可以滿足試驗(yàn)要求。2,托板導(dǎo)向定位銷折斷我們知道制動器的制動塊為矩形，與制動塊摩擦接觸的制動環(huán)沿同心圓形軌跡旋轉(zhuǎn)，通過制動塊中心按該點(diǎn)制動環(huán)半徑畫圓(圖四)，制動塊表面積半徑外部分大于半徑內(nèi)部分，也就是說制動時制動塊半徑外部分的摩擦力大于半徑內(nèi)部分的摩擦力，發(fā)電機(jī)如果是順時針旋轉(zhuǎn)，制動塊也要按中心支點(diǎn)做順時針旋轉(zhuǎn)，位銷就是為防止旋轉(zhuǎn)而布置 為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算托板旋轉(zhuǎn)力：F=S x pxf x 0.1我們以 280制動器為例，半徑內(nèi)外面積相差10%制動器分布直徑越大制動塊半徑內(nèi)外面積相差越小，旋轉(zhuǎn)力就越小，托

4、板導(dǎo)向定式中:S活塞面積615cm22p氣壓0.7Mpa=70N/cmf摩擦系數(shù)0.4F=615X70X0.4X0.1=1720N托板與向定位銷分布半徑大于旋轉(zhuǎn)力平均半徑，這里不考慮力臂關(guān)系，10導(dǎo)向定位銷的剪切應(yīng)力r=1720/(H/4X12)=2190N/cm2=21.9MpaQ235圓鋼抗拉強(qiáng)度Sb,372461Mpa,剪切強(qiáng)度r0.60.88b從計(jì)算看出，托板旋轉(zhuǎn)力不可能剪斷105向定位銷，那么是什么力使與向定位銷折斷，作者曾在制動器裝配現(xiàn)場用手搬壓制動托板，有個別制動器托板絲毫不動，說明托板被卡住，正常情況托板與活塞的萬向節(jié)連接，托板應(yīng)該在所有方向都可以輕微擺動，以適應(yīng)發(fā)電機(jī)制動環(huán)水

5、平而波浪度。該制動器有4個中10導(dǎo)向定位銷，由于圖紙沒有標(biāo)注位置度形位公差，盡管導(dǎo)向定位孔為12,裝配后還是有個別導(dǎo)向定位銷被卡住，被卡定位銷在機(jī)組制動時會受到制動剪切力，托板隨制動環(huán)不平度影響而傾斜會受到彎折力，以及反復(fù)作用的疲勞力，這就是托板與向定位銷折斷的原因。措施有2.1, 托板的銷釘孔和氣缸的導(dǎo)向孔應(yīng)與端面垂直，增加位置度形位公差。2.2, 由4個改為2個導(dǎo)向定位銷，按制動器軸線對稱分布。2.3, 氣缸上與向孔改為中13。3,吸塵罩毛刷圍帶金屬壓板螺釘脫落，壓板將定子線棒絕緣敲擊破損金屬壓板圍繞制動塊托板兩個側(cè)面和集塵盒，用螺釘將毛刷圍帶和壓板固定在托板側(cè)面和集塵盒上，螺釘應(yīng)涂厭氧膠

6、以防止松動，制造廠沒有涂厭氧膠，導(dǎo)致一側(cè)托板螺釘脫落而另一側(cè)沒有脫落，壓板松開拉直，在轉(zhuǎn)子帶起的風(fēng)流作用下，金屬壓板隨風(fēng)擺動敲擊定子線棒使絕緣破損。措施有3.1, 螺釘涂防松厭氧膠。3.2, ,金屬壓板分成3段，托板兩側(cè)和集塵盒處各一段。3.3, 改進(jìn)結(jié)構(gòu)，制動塊側(cè)擋板與集塵罩合為一體（圖五）。圖五，制動塊擋板與集塵置合一4,制動器材料選擇不當(dāng)現(xiàn)在為了降低成本仍有廠家采用不當(dāng)材料，比如氣缸采用鑄鋼，活塞采用鑄鐵，因?yàn)殍T件材質(zhì)不密實(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)夾渣、氣孔、酥松，裂紋等現(xiàn)象，造成制動器滲漏，當(dāng)制動器活塞采用聚四氟乙烯導(dǎo)向帶結(jié)構(gòu)，鑄鐵活塞已沒有任何優(yōu)點(diǎn)。措施有4.1, 氣缸采用厚壁無縫鋼管。4.2,

7、活塞采用扎制和精鍛圓鋼。4.3, 制動塊托板和制動器底板采用厚鋼板。5,標(biāo)準(zhǔn)制動塊厚度較厚制動塊厚度磨損量為102mm,當(dāng)前制動塊標(biāo)準(zhǔn)厚度為3040mm,考慮制動塊固定結(jié)構(gòu)，制動塊的厚度完全可以減少到2022mm,制動塊價格比較貴，約占制動器總價格的10%,磨損后的制動塊只能當(dāng)廢料，所以減薄制動塊可以降低制動器成本，制動塊厚度減薄后增加制動托板厚度，防止托板變形，制動器的其他結(jié)構(gòu)部分不變。制動塊材料配方不變是不可以隨便減薄的，制動塊會在制動時壓應(yīng)力和剪應(yīng)力的聯(lián)合作用下而斷裂，必須提高制動塊材質(zhì)的抗沖擊韌性才可以減薄制動塊厚度。哈爾濱銀河電機(jī)制造有限公司已開展工作。措施有5.1, 提高制動塊材質(zhì)

8、的抗沖擊性能。5.2, 制動塊在托板上的固定結(jié)構(gòu)做相應(yīng)改動。6,制動器高度不統(tǒng)一國內(nèi)雖然有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在制動器結(jié)構(gòu)改進(jìn)過程各企業(yè)制定自己企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，比如220制動器標(biāo)準(zhǔn)高度有350mm和雙活塞氣壓復(fù)位420mm,280制動器標(biāo)準(zhǔn)高度有400mm和雙活塞氣壓復(fù)位500mm,對于新建電站來說問題不大，制動器的支墩要按企業(yè)提供的產(chǎn)品來設(shè)計(jì)，如果老電廠要進(jìn)行技術(shù)改造，則很難選擇增高產(chǎn)品，將制動器支墩削減高程要付出很大代價，所以企業(yè)盡可能生產(chǎn)技術(shù)改進(jìn)但高度不變的產(chǎn)品。哈爾濱銀河電機(jī)制造有限公司可以生產(chǎn)增加高度和不增加高度尺寸的兩種雙活塞氣壓復(fù)位制動器（活塞鑲嵌聚四氟乙烯導(dǎo)向圍帶），為老電廠改造帶來方便。措施

9、有1.1 ，減少進(jìn)排氣孔徑，適當(dāng)減少大螺母高度。1.2 ，改氣缸與底板的焊接結(jié)構(gòu)為螺釘把合O形圈密封結(jié)構(gòu)，增加布置空間。7,結(jié)論當(dāng)今國內(nèi)水輪發(fā)電機(jī)用制動器的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，只要按照下面推薦的技術(shù)生產(chǎn)制造，絕對不會出現(xiàn)活塞憋卡、密封壽命短漏油漏氣、托板變形等問題，那怕只有一次，都可以對照這些技術(shù)找出答案，選擇的項(xiàng)目越多產(chǎn)品越可靠，文章最后把制動器結(jié)構(gòu)成熟技術(shù)推薦給讀者：1 ，制動器采用三腔（油腔、制動氣腔和復(fù)位氣腔）雙活塞（油壓活塞和氣壓活塞）氣壓復(fù)位結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)是油氣分開不污染環(huán)境，復(fù)位力大活塞不憋卡。2 ，配置制動氣壓復(fù)位的管路系統(tǒng)（含控制柜）。見百度文庫“水輪發(fā)電機(jī)制動器利用制動氣壓復(fù)位方法”。優(yōu)點(diǎn)是一次供氣可以解決制動和復(fù)位功能，節(jié)能一半。3 ，活塞外圓鑲嵌聚四氟乙烯導(dǎo)向圍帶。優(yōu)點(diǎn)是活塞和氣缸金屬部分不接觸，氣缸永遠(yuǎn)光亮不拉毛，延長滑動密封使用壽命。4，減少制動塊厚度和增加托板厚度。優(yōu)點(diǎn)是提高制動塊材料利用率，減少成本和減少托板變形。5，制動塊托板與活塞之間的萬向節(jié)結(jié)構(gòu)采用碟簧和圓墊塊。優(yōu)點(diǎn)是油壓頂轉(zhuǎn)子和油壓試驗(yàn)時活塞上平面與托板接觸，減少托板變形。6，氣缸采用厚壁無縫鋼管，活塞采用圓鋼，不用鑄鋼鑄鐵材料。優(yōu)點(diǎn)是杜絕滲漏。7 ，制動器氣缸與底板采用螺釘把合橡膠圈密封結(jié)構(gòu)。優(yōu)