无级调速汽机盘车增力装置的制作方法

本发明属于核电站检修技术领域，具体涉及一种无级调速汽机盘车增力装置。

背景技术：

盘车设备是汽轮机必不可少的组成部分，尤其是大功率汽轮机，一旦盘车损坏或不能及时投入，大而重的轴系，难以用手动进行盘车，有时只能用行车应急盘车，但时间会拖得较长，往往会酿成大轴弯曲等重大设备事故。

中核运行三厂汽轮发电机整根轴系重近700吨，只配了一套电动盘车机构。一旦转子出现冷弯曲，想使用原配电机盘转子是无法实现定期翻转子180°操作的。此外，在机组检修期间，执行靠背轮拆装、转子找中心等工作时也需定向盘动转子，最初用行车来盘转子，后在原盘车电机上方加装了盘车增力装置，借用电动扳手辅助即可完成持续、定向盘转子操作，因此减少了很多行车用时。增加的这套增力机构，虽能实现定向、持续盘动转子，但增力装置支架强度较弱，不能满足大扭矩连续盘车的需求；受扭矩扳手输出力矩限制，输入力矩有限，盘转前必须要把润滑油压由通常的10MPa提高到15.5MPa，经常会使顶轴油泵出力超限值引起电机热跳，盘转速度慢(盘1圈转子要3小时左右。)

技术实现要素：

本发明的目的是在不对原在线原盘车装置作结构改变，不影响其正常功能的前提下，在汽轮机组在线盘车装置上，加装可快速投入使用的辅助盘车装置盘转汽轮机转子，保证转子及其它机构安全的同时，提高转子盘转效率，降低操作劳动强度。

本发明是这样实现的：

一种无级调速汽机盘车增力装置，包括盘车驱动装置、联轴套、支承架、限位杆和底座；盘车驱动装置固定在支承架的上端面上，联轴套固定在盘车驱动装置的下端，伸入支承架的内部，位于先导电机的上方；限位杆上端与支承架上部的外缘固定连接，下部与底座上端面的四角固定连接。

如上所述的驱动装置包括伺服电机和减速机；减速机安装在伺服电机的下端；减速机固定在支承架的上端面上，减速机的输出轴穿过支承架的上端面后伸入支承架内部。

如上所述的支承架包括支架A和支架B；支架A上部为中心开有半圆形通孔的半圆形板，中部为“井”字形围栏，下部为半圆环形板；支架A下部半圆环形板上设置有支架卡槽；支架B的结构与支架A沿支架A上部半圆形板圆心所在轴线对称；支架A和支架B通过拼合螺栓固定连接成为一个整体。

如上所述的在支架A和支架B的下部均布有多个高度调节螺栓。

如上所述的联轴套整体为圆柱体形，上端为带键槽光孔，下端为与先导电机轴头方榫匹配的方孔；需要盘车时，联轴套下移，方孔与先导电机轴头方榫耦合，减速机输出的转速和扭矩传递于先导电机轴；退出盘车时，联轴套上滑，其方孔与先导电机轴头方榫脱开，通过联轴套上的紧固螺栓将其锁定在减速机输出轴上。

如上所述的底座主体部分为长方形板状，在长方形板上端面的中部设置有圆柱形法兰面，先导电机基座坐落在圆柱形法兰面上；在圆柱形法兰面的上端面设置有先导电机底座凸台；先导电机底座凸台共有两个，沿圆柱形法兰面上端面圆心所在轴线对称设置；先导电机底座凸台插入支架卡槽中，通过顶紧螺栓紧固。

如上所述的限位杆包括上支耳、右螺旋杆、螺旋套、左螺旋杆和下支耳；上支耳固定在支承架上部的外缘上；右螺旋杆的上端安装在上支耳上，下端与螺旋套的上端连接；螺旋套的下端与左螺旋杆的上端连接；左螺旋杆的下端安装在下支耳上；下支耳固定在底座上端面的角上；限位杆共有四根，上端均布在支承架上部的外缘上，下端固定在底座上端面的四个角上。

如上所述的联轴套、支承架、限位杆和底座均采用合金钢或碳素结构钢制成；伺服电机采用SIEMENS 1FL6094-1AC61-0AA1，功率5Kw，转速2000r/min，额定转矩23.9N.m，最大转矩70N.m；减速机采用精密伺服行星减速机FB220-200-S2-P2，速比200:1，额定承载扭矩2400N.m，最大承载扭矩4500N.m。

如上所述的驱动装置包括蜗轮蜗杆减速机和手轮；蜗轮蜗杆减速机固定在支承架的上端面上，输出轴穿过支承架的上端面后伸入支承架内部；手轮安装在蜗轮蜗杆减速机上。

如上所述的蜗轮蜗杆减速机采用蜗轮蜗杆减速机CWS100-10-I，速比10:1，手轮直径为0.85m，采用不锈钢材料制成。

本发明的有益效果是：

本发明包括盘车驱动装置、联轴套、支承架、限位杆和底座。中核运行三厂2#机组于2016年4月，加装了盘车装置，在轴瓦供油至13MPa的情况下，汽轮及发电机转子可顺利实现盘转。启动平稳无冲击，无级调速、转速和扭矩监视功能正常，操作简便。转子盘转一圈最短时间缩至30分钟。在后续的汽轮机及发电机检修工作中，最大限度保障了设备安全，节省不少人力物力，极大提高了检修效率。在确保在线盘车装置和汽轮机组，尤其是先导盘车电机的安全，更不影响机组先导盘车装置的正常投运前提下，在机组在线盘车装置上端加装一套无级调速盘车装置。本发明没有改变原有设备结构和特性，巧妙地利用了伺服电机驱动，限位杆抗扭加强等结构，达到了理想的效果。

附图说明

图1是本发明的无级调速汽机盘车增力装置的结构示意图；

图2是本发明的无级调速汽机盘车增力装置的支承架的结构示意图；

图3是本发明的无级调速汽机盘车增力装置的支承架的支承架与底座连接部的结构示意图；

图4是本发明的无级调速汽机盘车增力装置的联轴套的结构示意图；

图5是本发明的无级调速汽机盘车增力装置处于手动盘车状态的结构示意图。

其中：101.伺服电机，102.减速机，103.支架A，104.支架B，105.拼合螺栓，106.先导电机，107.底座，108.支架卡槽，109.顶紧螺栓，110.先导电机轴头方榫，111.联轴套，112.上支耳，113.右螺旋杆，114.螺旋套，115.左螺旋杆，116.下支耳，117.先导电机底座凸台，118.先导电机基座，119.高度调节螺栓，120.平键，121.紧固螺栓，122.涡轮蜗杆减速机，123.手轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。

一种无级调速汽机盘车增力装置，包括盘车驱动装置、联轴套111、支承架、限位杆和底座107。盘车驱动装置固定在支承架的上端面上，联轴套111固定在盘车驱动装置的下端，伸入支承架的内部，位于先导电机106的上方。先导电机106通过先导电机基座118坐落在底座107上，位于支承架的内部。限位杆上端与支承架上部的外缘固定连接，下部与底座107上端面的四角固定连接。

如图1所示，驱动装置包括伺服电机101和减速机102。减速机102安装在伺服电机101的下端。减速机102固定在支承架的上端面上，减速机102的输出轴穿过支承架的上端面后伸入支承架内部。伺服电机101提供盘车的驱动力，减速机102用于对伺服电机101进行减速。

如图1和图2所示，支承架包括支架A103和支架B104。支架A103上部为中心开有半圆形通孔的半圆形板，中部为“井”字形围栏，下部为半圆环形板。支架A103下部半圆环形板上设置有支架卡槽108。支架B104的结构与支架A103沿支架A103上部半圆形板圆心所在轴线对称。支架A103和支架B104通过拼合螺栓105固定连接成为一个整体。支承架用于固定驱动装置和先导电机106。

如图3所示，在支架A103和支架B104的下部均布有多个高度调节螺栓119，用于调节支承架高度尺寸、水平度、垂直度，保证减速机输出轴与先导电机轴同心。

如图4所示，联轴套111整体为圆柱体形，上端为带键槽光孔，下端为与先导电机轴头方榫110匹配的方孔。需要盘车时，联轴套111下移，方孔与先导电机轴头方榫110耦合，减速机102输出的转速和扭矩传递于先导电机轴；退出盘车时，联轴套111上滑，其方孔与先导电机轴头方榫110脱开，通过联轴套111上的紧固螺栓121将其锁定在减速机102输出轴上不致下落，减速机102与先导电机轴完全分离，不影响先导电机106的正常运转。

如图1和图3所示，底座107主体部分为长方形板状，在长方形板上端面的中部设置有圆柱形法兰面，先导电机基座118坐落在圆柱形法兰面上。在圆柱形法兰面的上端面设置有先导电机底座凸台117。先导电机底座凸台117共有两个，沿圆柱形法兰面上端面圆心所在轴线对称设置。先导电机底座凸台117插入支架卡槽108中，通过顶紧螺栓109紧固，从而实现对于支承架的固定。

如图1所示，限位杆包括上支耳112、右螺旋杆113、螺旋套114、左螺旋杆115和下支耳116。上支耳112固定在支承架上部的外缘上。右螺旋杆的上端113安装在上支耳112上，下端与螺旋套114的上端连接。螺旋套114的下端与左螺旋杆115的上端连接。左螺旋杆115的下端安装在下支耳116上。下支耳116固定在底座107上端面的角上。限位杆共有四根，上端均布在支承架上部的外缘上，下端固定在底座107上端面的四个角上。通过在支承架上部和底座107上端连接四根长度可通过左右旋螺纹调节、锁定长度的刚性拉杆，且拉杆均向定向盘车时减速机反作用力方向倾斜，使拉杆受单方向的拉力，通过此举能完全限制减速机102承载后支承架顶部的扭转，达到有效利用动力，提高效率，保障设备安全之目的。

在本实施例中，联轴套111、支承架、限位杆和底座107均采用合金钢或碳素结构钢材料制成。伺服电机101采用SIEMENS 1FL6094-1AC61-0AA1，功率5Kw，转速2000r/min，额定转矩23.9N.m，最大转矩70N.m。减速机102采用精密伺服行星减速机FB220-200-S2-P2，速比200:1，额定承载扭矩2400N.m，最大承载扭矩4500N.m。

如图5所示，当检修现场不具备用电条件，或者伺服电机101发生故障，或者转子需要临时非连续盘车时，本发明可以快捷地安装蜗轮蜗杆减速机122和手轮123替代伺服电机101和减速机102，从而进行手动盘车。蜗轮蜗杆减速机122固定在支承架的上端面上，输出轴穿过支承架的上端面后伸入支承架内部。手轮123安装在蜗轮蜗杆减速机122上。蜗轮蜗杆减速机122采用蜗轮蜗杆减速机CWS100-10-I，速比10:1，手轮123直径为0.85m，采用不锈钢材料制成。一名成年男子加全身力约300N，加上全身重量约500N，减速机输出对应的力矩为1275N和2125N，满足转子盘转的要求。

本发明的工作原理如下：

1.支架A103和支架B104吊装至先导电机106外周合围，通过拼合螺栓105拼装成整体。

2.支架卡槽108卡入先导电机底座凸台117，通过顶紧螺栓109夹紧。

3.通过高度调节螺栓119调节支承架顶面至先导电机轴头方榫110的距离，并调整支承架顶面水平度。

4.安装上支耳112、右旋螺杆113、螺旋套114、左旋螺杆115、下支耳116，预紧。

5.安装减速机102，减速机输出轴上安装百分表，盘动减速机102检查与先导电机轴头跳动，并通过高度调节螺栓119、螺旋套114调整，保证跳动≤0.15mm。

6.拧紧所有螺栓和螺母。

7.安装伺服电机101。

8.为伺服电机101连接电缆，取电，正转或反转点动，啮合在线盘车装置与转子间传动齿轮。

9.缓慢逐渐从零开始调高伺服电机101转速，转子被平稳定向盘转，最快30分钟即完成一周转动。缓慢调低伺服电机101转速至零，转子平稳停止盘转。

10.盘车过程中伺服电机输出力矩始终保持在6～7N.m(减速机输出力矩1200～1400N.m)，比以往其它盘车方式力矩明显减小，得益于支承架刚度加强，减速机102与先导电机106轴准确对中。

上面结合实施例对本发明的实施方法作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明说明书中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。