李忠信，俞長宏

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

直崗拉卡電站液壓扭力拉伸器修復(fù)

李忠信，俞長宏

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發(fā)有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：直崗拉卡電站為國內(nèi)黃河徑流電站，發(fā)電機(jī)組為貫流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，部分關(guān)鍵設(shè)備、安裝工具和制造技術(shù)從國外引進(jìn)，機(jī)組尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。隨機(jī)供給的唯一1臺液壓拉伸器在1號機(jī)組大修時出現(xiàn)故障——控制桿頭折斷，活塞直徑漲大。經(jīng)對其測繪、工作原理分析，故障原因查找、處理，最終修復(fù)，滿足使用要求。

關(guān)鍵詞：直崗拉卡電站；液壓拉伸器；接力器；自動控制閥；換向閥

1前言

直崗拉卡電站于2005年6月第1臺機(jī)投產(chǎn)發(fā)電。2006年6月最后1臺機(jī)投產(chǎn)發(fā)電，電站安裝4 臺38MW的貫流轉(zhuǎn)槳式水輪發(fā)電機(jī)組，2014年5月，安裝了1臺38MW的機(jī)組，共裝機(jī)190MW，其中4臺（1號、2號、3號、4號）機(jī)組設(shè)備由天津阿爾斯通公司生產(chǎn)制造。5號機(jī)組由浙江富春江水電設(shè)備公司制造。

阿方在供1～4號水輪發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)輪設(shè)備時，配備了1套轉(zhuǎn)輪螺栓拉伸工具，用于對轉(zhuǎn)輪缸蓋M90的24個螺栓和轉(zhuǎn)輪軸與轉(zhuǎn)輪體連接的12個M100螺栓進(jìn)行拉伸。經(jīng)過4臺機(jī)組安裝和1臺機(jī)組擴(kuò)大型大修，共約150個大螺栓的拉伸后，2012年12月，在1號機(jī)大修時，拉伸器在拉伸過程中出現(xiàn)故障，故障現(xiàn)象是手、自動均不能動作。

由于，①該設(shè)備在發(fā)電機(jī)組安裝時，阿方來工地進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo)，當(dāng)時只教會使用方法，沒有提供該拉伸器的結(jié)構(gòu)裝配圖紙和性能、工作原理說明書，不知道零部件之間的相關(guān)尺寸，故障點(diǎn)判斷不明確，還未找到真正的故障點(diǎn)；②考慮到檢修計(jì)劃時間短，任務(wù)的緊迫性，拉伸器在轉(zhuǎn)輪回裝時使用。電廠領(lǐng)導(dǎo)邀請上海液壓千斤頂廠來直崗拉卡電廠查看，要求將該拉伸器在一個月內(nèi)修復(fù)。上海液壓千斤頂廠前后來人兩次對拉伸器進(jìn)行查看，因無法保證在規(guī)定時間內(nèi)修復(fù)，最后放棄了修理。我們考慮到檢修時間短，任務(wù)重，拉伸器修不好，就無法保證在規(guī)定時間內(nèi)將機(jī)組檢修任務(wù)完成。故，對其立即進(jìn)行全部分解檢測，繪制出零件圖和裝配圖，找出故障原因，對故障進(jìn)行了修復(fù)。經(jīng)試用，手、自動切換均正常，完全滿足要求，順利地將轉(zhuǎn)輪缸蓋M90的24個螺栓和轉(zhuǎn)輪軸與轉(zhuǎn)輪體連接的12個M100螺栓進(jìn)行拉伸完畢。

下面對其從結(jié)構(gòu)，原理，故障原因分析和處理方法，分步進(jìn)行介紹、分析和說明。

2結(jié)構(gòu)說明

該液壓扭力拉伸器由油泵，油箱，軟管，拉伸器等組成。拉伸器由接力器，力臂桿，扳子頭組成。接力器由前后缸蓋，后支座，活塞，活塞缸，自動換向控制桿，換向閥及油管路組成。

圖1自動液壓拉伸器油路控制原理圖

后缸蓋由中心管和控制桿，液壓分配閥組成。

控制桿前后移動時改變油路方向，然后操作控制閥的伺服滑閥，滑閥左右移動時改變油路方向、操作接力器活塞前后移動，從而活塞作往復(fù)運(yùn)動。

圖2

扳子頭上帶有幅條形狀的扇形棘齒，從而實(shí)現(xiàn)單向進(jìn)給，接力器活塞向前推進(jìn)時，通過棘齒將力矩傳至扳子頭，由扳子頭傳力至螺母。將力臂上下翻轉(zhuǎn)后，可改變扳子頭工作時旋轉(zhuǎn)方向。當(dāng)油壓達(dá)到壓力整定值時，油泵停止打油。伸長值也可通過壓力調(diào)節(jié)器進(jìn)行整定。設(shè)計(jì)壓力值為70MPa。

3工作原理分析

該液壓扭力拉伸器可以進(jìn)行手動和自動操作。

（1）手動操作

（圖3、圖4所示）當(dāng)X管為壓力油，滑閥在右端時，油經(jīng)過滑閥中間油腔，分別進(jìn)入D管和接力器前腔，進(jìn)入接力器前腔的油將接力器活塞推回（推向左端）。進(jìn)入D管的油經(jīng)自動控制換向閥中間油腔至C管，然后到自動控制閥小活塞的右端腔，同時，壓力油推動小活塞和滑閥至左端，D腔仍為壓力油，E腔進(jìn)入壓力油后接力器活塞改變行走方向，向前推進(jìn)（推向右端），同時接力器前腔油由滑閥右端腔流經(jīng)中心孔，從Y管排出，到油箱。

當(dāng)X管為壓力油，滑閥在左端時，壓力油經(jīng)滑閥中間油腔進(jìn)入D和E管，進(jìn)入E管油推動接力器活塞向前移動（向右移動）。進(jìn)入D腔的壓力油走向與上面所述相同。

圖3接力器總裝配圖

圖4接力器放大圖

當(dāng)Y管為壓力油，滑閥在右端時，油經(jīng)過滑閥左端油腔，同時進(jìn)入A和E管，進(jìn)入E管的油到接力器后腔，進(jìn)入接力器后腔的油將接力器活塞向前推（推向右端）。進(jìn)入A管的油流經(jīng)自動控制換向閥左端腔，然后進(jìn)入右腔，最后至B管，進(jìn)入自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥到右端。

當(dāng)Y管為壓力油，滑閥在左端時，壓力油經(jīng)滑閥左端油腔進(jìn)入A管和滑閥中心孔進(jìn)入接力器前腔。進(jìn)入A管油流經(jīng)自動控制閥右端腔，然后進(jìn)入B腔，最后至自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥到右端，同時E管進(jìn)入壓力油從而接力活塞改變移動方向。前腔油經(jīng)滑閥中間油腔排出至油箱。從而通過手動換向閥切換，實(shí)現(xiàn)接力器活塞向前后做往復(fù)移動。

（2）自動操作

當(dāng)X管為壓力油，滑閥在右端時，油經(jīng)過滑閥中間油腔，分別進(jìn)入D管和接力器前腔，進(jìn)入接力器前腔的油將接力器活塞推回（推向左端）。進(jìn)入D管的油經(jīng)自動控制換向閥中間油腔進(jìn)入C管，然后到自動控制閥小活塞的右端腔，同時，壓力油推動小活塞和滑閥至左端，D腔仍為壓力油，E腔進(jìn)入壓力油后接力器活塞改變行走方向，向前推進(jìn)（推向右端），同時接力器前腔油由滑閥右端腔流經(jīng)中心孔，從Y管排出，到油箱。當(dāng)接力器走到缸體前端頭（缸體右端頭），自動控制桿前端頭被拉，自動控制換向閥換向，周而復(fù)始，接力器活塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。

當(dāng)Y管為壓力油，滑閥在右端時，油經(jīng)過滑閥左端油腔，同時進(jìn)入A管和E管，進(jìn)入E管的油到接力器后腔，進(jìn)入接力器后腔的油將接力器活塞向前推（推向右端）。進(jìn)入A管的油流經(jīng)自動控制換向閥右端腔，然后進(jìn)入B管，最后至自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥到右端。同上，接力器活塞在缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動。

當(dāng)Y管為壓力油，滑閥在左端時，壓力油經(jīng)滑閥左端油腔進(jìn)入A管和流經(jīng)滑閥中心孔，進(jìn)入接力器前腔，活塞向后移動，同時E腔排油至油箱。A管油流經(jīng)自動控制閥左端腔，然后進(jìn)入自動控制換向閥右腔，經(jīng)B管，進(jìn)入自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥向右端移動。

同理，活塞在接力器腔內(nèi)移動到端頭時改變方向，做往復(fù)運(yùn)動。

4故障原因及修復(fù)方法

故障原因：將拉伸器拆開分解，發(fā)現(xiàn)自動控制閥桿斷開，當(dāng)時認(rèn)為故障原因已全部查到，但將裝配圖繪制完成后，通過裝配圖分析，自動控制閥桿斷開后，通過操作手動換向閥，接力器仍可移動。每走到端頭時，操作手動換向閥，可改變活塞行走方向。

之后，對缸體和活塞的配合尺寸進(jìn)行測量，發(fā)現(xiàn)活塞一端頭的直徑已變大，活塞頭已變形。變形原因是：當(dāng)松開螺母時，由于銹蝕，壓力整定值至100MPa時才能將螺母松開，該液壓扭力拉伸器也就是在松開螺母時，油壓壓力值過大。通過壓強(qiáng)計(jì)算分析可知，端面接觸擠壓產(chǎn)生的應(yīng)力已大于該材料的允許擠壓應(yīng)力。活塞在正常工作時，活塞快要走到端頭，與缸體接觸前已換向，活塞端面與缸體內(nèi)端面不接觸，不會發(fā)生擠壓變形，當(dāng)自動控制的端頭斷開后，接力器失去自動換向功能，兩端面直接接觸產(chǎn)生擠壓變形。

修復(fù)方法：對自動控制換向桿頭部上車床切除后打孔，攻M5絲孔，用M5×25螺栓涂鎖錠膠后擰入，對活塞在車床上進(jìn)行車削修復(fù)。首先在機(jī)床上找正，然后進(jìn)刀車至原來直徑。有一種比較快速、簡便的方法，即可達(dá)到使用要求，又可消除車床本身的誤差造成的加工橢圓和不同心。方法是邊進(jìn)刀，邊切削，直至切削圓周長度的三分之一后，再旋轉(zhuǎn)活塞120°，多次旋轉(zhuǎn)后車削，可消除車床三爪誤差造成的加工橢圓和不同心。修復(fù)后的活塞滿足使用要求。

5注意事項(xiàng)

（1）裝配時注意組合密封的位置，方向、大小、規(guī)格。

（2）由于高油壓裝置，閥心部件小而精密，應(yīng)避免精密部件被劃傷，產(chǎn)生毛刺或損傷。

（3）閥體內(nèi)必須干凈，無雜質(zhì)，

6結(jié)語

諺語說：“工欲善其事，必先礪其器”?？焖?、高效的現(xiàn)代化建設(shè)離不開先進(jìn)工器具的使用。目前，國內(nèi)大中型電站機(jī)組安裝大螺栓拉伸所采用的方法是用液壓拉伸器拉伸后用人力旋緊，其種方法雖較以前使用的工器具先進(jìn)，但其工效仍低，勞動強(qiáng)度大。本文所述的拉伸器是一種高效、方便、靈活用于水電站大螺栓擰緊的拉伸工具，其結(jié)構(gòu)、原理可為國內(nèi)制造廠家參考和借鑒。

中圖分類號：TK730.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0047-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.017

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：李忠信（1962-），男，工程師，從事水電站機(jī)電安裝、設(shè)備運(yùn)行檢修維護(hù)及管理工作。