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)子均為實心整鍛件,，三個聯(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,。其原始長度在出廠前都經(jīng)過嚴(yán)格測量,，精度為0.01 mm，用電腐蝕工藝寫在每 顆螺栓的端部,。裝配時通過調(diào)整拉伸裝置液壓缸的壓力,，控制其伸長量，手動旋緊螺帽即可 ,，最后對螺桿長度進(jìn)行測量,，確認(rèn)其拉伸量無誤后結(jié)束操作。拆卸時也是使用拉伸裝置將螺 桿拉長,，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)對輪處的螺栓采用了特殊的錐形套,，帶錐形套的螺 栓無論是在結(jié)構(gòu),、原理以及施工工藝上都有其獨特之處。

2 結(jié)構(gòu)特點

這種螺栓相比常規(guī)的液力拉伸螺栓有以下幾點不同：

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個軸向通孔,，每個通孔由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間距套。

3 工作原理

在正確裝配狀態(tài)下,，螺桿的伸長量為0.38～0.44 mm,，對應(yīng)的緊固力為：61 850～70 09 7 kgf?？梢酝浦麄€聯(lián)軸器對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 實現(xiàn)無間隙配合

錐形套附件包括間距套、6鎖緊銷釘以及M8鎖緊螺釘,。在裝配過程中,，均勻地旋緊鎖 緊螺釘，可以推動銷釘和間距套向錐形套方向移動,，進(jìn)而推動錐形套朝其薄壁端的楔形空間 移動,。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,，并最終作用在對輪螺孔的內(nèi)表面，以實 現(xiàn)螺桿,、錐形套,、對輪三者緊密結(jié)合。該過程類似于緊固膨脹螺栓,。

由于該聯(lián)軸器螺栓孔在機(jī)組安裝過程中經(jīng)過嚴(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 對聯(lián)軸器找中心結(jié)果的一個自動修正過程,，而不會在連接過程中產(chǎn)生任何附加的曲柄效應(yīng)。 某臺機(jī)組連續(xù)3次大修資料的曲柄測試記錄可以清楚地說明這一點,。

第一次檢修記錄：最大曲柄出現(xiàn)在4 號與5號之間及對側(cè),，汽機(jī)側(cè)對輪在4號與5號之間正 向0.015 mm。
第二次檢修記錄：最大曲柄出現(xiàn)在3號～8號處,，汽機(jī)側(cè)對輪在3號正向0.02 mm,。
第三次檢修記錄 ：最大曲柄出現(xiàn)在4號～9號處，汽機(jī)側(cè)對輪在4號處正向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，客觀上對于運行中的聯(lián)軸器起到了螺栓防 松動的積極作用,，同時也將導(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)生的壓力油通過液壓缸上的油管接頭進(jìn)入油缸內(nèi)部,，驅(qū)動活塞膨脹，并通過 拉伸頭將拉伸力傳遞到螺桿,，實現(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,。底部墊圈為保持架提供一個平整的支持 平面。

在充分認(rèn)識了其結(jié)構(gòu)特點和工作原理之后,，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）螺桿的自由長度測量記錄。
3）仔細(xì)清掃對輪螺孔內(nèi),、螺栓的各個零件并晾干表面的清洗油,。
4）為每個螺栓準(zhǔn)備3顆M8的臨時用的螺釘，規(guī)格同原件,。

4.2.2 就位

1）將錐形套套在各自的螺桿上,，并穿入對應(yīng)的對輪螺孔中，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 輪螺孔之間能夠接觸,。
3）就位對側(cè)的螺母。
4）就位鎖緊銷及臨時鎖緊螺釘,。

4.2.3 緊固

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

1）組裝拉伸裝置于間距套的對側(cè),。
2）就中拉伸：拉伸油壓為最終拉伸壓力的50％，均勻緊固臨時鎖緊螺釘（并不操作手柄 旋動螺帽）,，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,，旋緊螺帽及臨時鎖緊螺釘，之后泄壓并拆除拉 伸裝置,。
5） 檢查拉伸量：實踐證明,，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)的伸長量約占總伸長的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側(cè)的螺母上,，拆卸螺母,。提升油壓直至螺母松動（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。如果在機(jī)組運行過程中,，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。如果松動,， 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,，徑向正壓力對其 產(chǎn)生限位作用,，將其壓得更緊導(dǎo)致拉應(yīng)力無法進(jìn)一步釋放。
此時需要通過拉伸間距套側(cè)的螺桿來釋放該段的拉應(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）如果螺桿仍然無法松動,，需要在螺桿與錐形套之間施加一個軸向的內(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 ,，通過緊固鎖緊螺釘將錐形套與螺桿分離，完成拆卸過程,。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，在拉伸過程中一旦將錐形套脹 緊后 ,，錐形套側(cè)的螺桿便被限位無法繼續(xù)拉伸,，此后繼續(xù)施加的拉力將由間距套側(cè)的螺桿單獨承 受，無法達(dá)到規(guī)定的拉伸量,。極端情況下,，當(dāng)錐形套脹緊時，無鎖緊孔的螺帽尚未緊貼對輪 沉孔平面，所有拉伸力均有間距套側(cè)的螺桿承受,，此時螺桿的伸長量最?。s為0.12～0.15 mm），且拉伸完成后,，錐形套側(cè)的螺帽仍然為松動狀態(tài),。
2）省略就中拉伸步驟。無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，同時也無法實現(xiàn)聯(lián)軸器曲柄的自動校正,，沒有發(fā)揮出錐形套的功能,。
3）最終拉伸后沒有及時擰緊鎖緊螺釘。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：緊固力的大小由調(diào)整活塞油壓可以很 精確地控制，可以保證整個聯(lián)軸器的總壓力和壓力分布的均勻,；無間隙配合更是其獨到之處 ,，可以對聯(lián)軸器中心找正結(jié)果自動修正，確保安裝精度,。其優(yōu)越的性能特點,，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)揮其長處，實現(xiàn)其應(yīng)有的功能,，避免不必要的損壞,。