幾種導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動(dòng)保護(hù)裝置在雜谷腦河流域梯級電站的應(yīng)用

【摘要】雜谷腦河為岷江上游右岸的一級支流，發(fā)源于鷓鴣山南麓，流經(jīng)米亞羅、沙壩、樸頭、理縣、薛城等地，于汶川縣威州鎮(zhèn)匯入岷江，流域面積4632km2，干流河道總長168km。根據(jù)規(guī)劃，雜谷腦河蘆干橋至下莊河段依次座落獅子坪電站（龍頭水庫19.5萬千瓦）、紅葉二級電站（9萬千瓦）、薛城電站（13.8萬千瓦）和古城電站（18萬千瓦），總裝機(jī)60.3萬千瓦。流域電站均為中高水頭電站，現(xiàn)就對不同傳動(dòng)保護(hù)裝置的應(yīng)用、優(yōu)缺點(diǎn)及主要受力計(jì)算做簡要說明。

【關(guān)鍵詞】雜谷腦河；電站；摩擦裝置

1、脹套聯(lián)結(jié)裝置

獅子坪電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)采用脹套把合并傳遞接力器操作力。脹套是一種近代新型先進(jìn)的機(jī)械基礎(chǔ)件，對中精度高，安裝、調(diào)整、拆卸方便，強(qiáng)度高、連接穩(wěn)定可靠，在超載時(shí)可保護(hù)設(shè)備不受損壞，適用于傳遞重型負(fù)載。通過擰緊背卯螺栓使包容面間產(chǎn)生的壓力和摩擦力來實(shí)現(xiàn)負(fù)荷傳遞的一種新型無鍵聯(lián)結(jié)裝置。安裝時(shí)需控制背卯螺栓預(yù)緊力，以調(diào)整摩擦力，當(dāng)某導(dǎo)葉間卡有異物時(shí)，導(dǎo)葉軸頸與脹套之間首先產(chǎn)生相對滑動(dòng)，保護(hù)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)零件不因過度受力而被破壞，同時(shí)裝設(shè)在該導(dǎo)葉臂上的錯(cuò)位開關(guān)發(fā)出信號報(bào)警。而其他導(dǎo)葉仍能關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)正常調(diào)節(jié)，異物沖走后，導(dǎo)葉由于仍然由導(dǎo)葉臂控制，不會(huì)產(chǎn)生隨意擺動(dòng)等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)葉脹套裝置結(jié)構(gòu)緊湊，對中精度高，安裝、調(diào)整、拆卸方便，強(qiáng)度高、連接穩(wěn)定可靠。導(dǎo)葉沒有起始固定位置，不管是導(dǎo)葉運(yùn)行錯(cuò)位后、變形或修復(fù)后造成的設(shè)計(jì)尺寸變化，均能方便的對立面間隙進(jìn)行調(diào)整。

缺點(diǎn)：脹套對把合面加工要求較高，精度達(dá)不到要求可能造成正常情況下導(dǎo)葉的相對滑動(dòng)；背卯螺栓預(yù)緊力調(diào)整要求較高，過小不能傳導(dǎo)正常受力，過大起不到保護(hù)作用。

2、剪斷銷

紅葉二級電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)采用剪斷銷傳遞接力器操作力。導(dǎo)葉軸頸上方設(shè)置拐臂、壓板、分瓣鍵，控制環(huán)下方設(shè)置連板、軸銷等，在連板與拐臂聯(lián)接位置處設(shè)置剪斷銷保護(hù)裝置。剪斷銷材質(zhì)一般為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，中部為薄弱環(huán)節(jié)，中心部位盲孔里設(shè)置有內(nèi)絲螺紋，盲孔內(nèi)裝設(shè)電氣報(bào)警裝置。剪斷銷中部有一加工溝槽，是受力的最弱點(diǎn)，某個(gè)活動(dòng)導(dǎo)葉之間卡有異物或關(guān)閉阻力大時(shí)，為保護(hù)活動(dòng)導(dǎo)葉和其它傳動(dòng)設(shè)備不被外力損壞，薄弱環(huán)節(jié)被優(yōu)先剪斷，其余活動(dòng)導(dǎo)葉繼續(xù)關(guān)閉，錯(cuò)位導(dǎo)葉不受控制環(huán)控制而停止運(yùn)動(dòng)，從而起到保護(hù)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)設(shè)備的作用。剪斷銷被剪斷后，盲孔內(nèi)電氣報(bào)警元件被擠碎，繼電器發(fā)出報(bào)警信號。

優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)葉剪斷銷裝置結(jié)構(gòu)緊湊，方便實(shí)用，運(yùn)行可靠，更換方便。

缺點(diǎn)：導(dǎo)葉有起始固定位置，當(dāng)導(dǎo)葉變形或修復(fù)后造成設(shè)計(jì)尺寸變化時(shí)，不便于對立面間隙進(jìn)行調(diào)整，需重新布置定位孔，增加檢修難度。受力設(shè)計(jì)不合理時(shí)或造成汛期（雜物較多時(shí)）剪斷銷頻繁剪斷等現(xiàn)象。

3、摩擦裝置

薛城、古城電站水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)采用導(dǎo)葉摩擦裝置傳遞接力器操作力，安裝時(shí)需控制螺栓擰緊力矩，以調(diào)整摩擦力矩，當(dāng)某導(dǎo)葉間卡有異物時(shí)，導(dǎo)葉摩擦裝置的導(dǎo)葉臂與導(dǎo)葉連板間首先產(chǎn)生相對滑動(dòng)，保護(hù)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)零件不因過度受力而被破壞，同時(shí)裝設(shè)在該導(dǎo)葉臂上的微動(dòng)開關(guān)發(fā)出信號報(bào)警。而其他導(dǎo)葉仍能關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)正常調(diào)節(jié)，異物沖走后，導(dǎo)葉由于仍然由導(dǎo)葉臂控制，不會(huì)產(chǎn)生隨意擺動(dòng)等不穩(wěn)定現(xiàn)象。

優(yōu)點(diǎn)：摩擦裝置結(jié)構(gòu)緊湊，方便實(shí)用，運(yùn)行可靠，而且維護(hù)量很小，優(yōu)點(diǎn)突出。導(dǎo)葉沒有起始固定位置，不管是導(dǎo)葉運(yùn)行錯(cuò)位后、變形或修復(fù)后造成的設(shè)計(jì)尺寸變化，均能方便的對立面間隙進(jìn)行調(diào)整。

缺點(diǎn)：水車室導(dǎo)水機(jī)構(gòu)運(yùn)行條件較差，易積累水漬、油漬，導(dǎo)葉摩擦裝置摩擦系數(shù)可能減小，造成正常運(yùn)行條件下的相對錯(cuò)位。因此導(dǎo)水機(jī)構(gòu)需及時(shí)清理，保證運(yùn)行環(huán)境；摩擦片需定期更換，保證應(yīng)有的摩擦力。

4、主要受力計(jì)算

水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)摩擦裝置、剪斷銷、脹套聯(lián)結(jié)裝置等傳動(dòng)保護(hù)裝置的受力、尺寸等參數(shù)主要受導(dǎo)葉牽引力矩的影響。計(jì)算出導(dǎo)葉牽引力矩，就能推出摩擦片尺寸、壓緊螺栓的緊固力矩、剪斷銷直徑、脹套背卯螺栓預(yù)緊力等重要參數(shù)，方便指導(dǎo)相關(guān)檢修工作?，F(xiàn)就對導(dǎo)葉牽引力矩計(jì)算進(jìn)行說明，其它不在贅述。

脹套聯(lián)結(jié)裝置適用于高水頭傳遞重型負(fù)載，摩擦裝置及剪斷銷適用于中水頭一般負(fù)載；需要設(shè)備高可靠性建議采用剪斷銷裝置，為方便檢修、調(diào)整建議采用脹套或摩擦裝置?？傊?，三種水輪機(jī)導(dǎo)水機(jī)構(gòu)傳動(dòng)保護(hù)裝置技術(shù)成熟，優(yōu)缺點(diǎn)也較為明顯，我們應(yīng)結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況采用合適的傳動(dòng)保護(hù)裝置。