【正文】 13 汽輪機檢修盤車的發(fā)展現(xiàn)狀 ............................ 14 ............................................. 16 機械傳動方式比較 ....................................... 16 齒輪傳動簡介 ........................................... 16 齒輪傳動特點 ....................................... 16 齒輪嚙合原理 ....................................... 17 漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件 .................... 17 蝸輪蝸桿傳動簡介 ....................................... 18 概述 ............................................... 18 基本參數(shù) ........................................... 18 蝸輪蝸桿正確嚙合條件 ................................ 18 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 IV 頁 共 II 頁 蝸輪蝸桿傳動的特點 .................................. 19 蝸輪蝸桿減速機常見原因及解決方法 .................... 19 總體設(shè)計方案比較及論證 ................................. 20 總體擬訂方案 ....................................... 20 減速機設(shè)計方案 ..................................... 21 最終方案確定 ....................................... 21 ............................................. 23 設(shè)計參數(shù)的擬定 ......................................... 23 傳動部分設(shè)計 ........................................... 23 摩擦阻力矩的計算 ................................... 23 電機、減速器的選取 .................................. 23 嚙合齒輪設(shè)計： ..................................... 25 兩剖分齒輪連接用螺栓的計算 .......................... 30 小齒輪用鍵 的校核 ................................... 32 支撐底板的設(shè)計 ..................................... 32 汽輪機中壓軸環(huán)抱機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................... 33 立柱的結(jié)構(gòu)設(shè)計 ..................................... 34 4．電氣控制部分設(shè)計 ........................................ 36 總述 ................................................... 36 電氣控制線路簡介 ....................................... 36 電氣控制線路的組成和作用 ............................ 36 籠式異步電動機典型控制電路 .......................... 36 ................................. 39 ............................................. 40 ................................................. 43 ..................................................... 44 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 1 頁 共 53 頁 當(dāng)前，我國汽輪機檢修還處于發(fā)展階段，通常的檢修只是停滯與傳統(tǒng)的檢修方法，如通過吊車起吊使主軸轉(zhuǎn)動，達(dá)到安裝定位和檢修，其次是通過啟動和停止盤車的手動裝置驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動。他們在機械方面具有雄后的技術(shù)和經(jīng)濟實力，代表著世界領(lǐng)先水平，今后將對中國機械行業(yè)的生產(chǎn)格局產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。同時解決了許多傳統(tǒng)檢 修裝置在檢修過程中出現(xiàn)的問題。本課題就是旨在 300MW 以上大容量機組的檢修盤車傳動系統(tǒng)設(shè)計初步。 1882 年，瑞典的 拉瓦爾制成第一臺 5馬力（ 千瓦）的單級沖動式汽輪機。多級結(jié)構(gòu)為增大汽輪機功率開拓了道路，已被廣泛采用，機組功率不斷增大。 C。由于反動級不能作成部分進(jìn)汽，因此第一級調(diào)節(jié)級通常采用單列沖動級或雙列速度級。日本正在開發(fā)一種新的合金材料，將使高中、低壓轉(zhuǎn)子一體化成為可能。哈爾濱汽輪機廠 1956 年建廠，先后設(shè)計制造了我國第一臺 25MW、50MW、 100MW 和 200MW 汽輪機， 80年代從美國西屋公司引進(jìn)了 300MW 和 600MW 亞臨界汽輪機的全套設(shè)計和制 造技術(shù)，于 1986 年制造成功了我國第一臺 600MW 汽輪機，目前自主研制的三缸超臨界 600MW 汽輪機已經(jīng)投入生產(chǎn)。轉(zhuǎn)子包括主軸、 葉輪、動葉片和聯(lián)軸器等。高壓外缸由前后共四個貓爪支撐在前軸承箱上。低壓外缸由裙式臺板支承，此臺板與汽缸下半制成一體，并沿汽缸下半向兩端延伸。各部件與主軸之間采用過盈配合，以防止葉輪等因離心力及溫差作用引起松動，并用鍵傳遞力矩。它主要由若干個葉輪與端軸拼合焊接而成。波形套筒在扭轉(zhuǎn)方向是剛性的，在變曲方向剛是撓性的。按葉型部分橫截面的變化規(guī)律，葉片可以分為等截面直葉片、變截面直葉片、扭葉片、彎扭葉片。 叉形葉根：加工簡單，裝配方便，強度高，適應(yīng)性好。為了防止蒸汽泄漏和空氣漏入，需要有密封裝置，通常稱為汽封。 4） 按用途 可分為為電站汽輪機、工業(yè)汽輪機、船用汽輪機等。 此后的經(jīng)濟衰退和第二次世界大戰(zhàn)期間爆發(fā)，使汽輪機單機功率的增大處于停頓狀態(tài)。汽輪機熱耗率是每輸出單位機械功所消耗的蒸汽熱量，熱效率是輸出機械功與所耗蒸汽熱量之比。早期汽輪機所用新蒸汽壓力和溫度都較低，熱效率低于 20%。不過排汽壓力主要取決凝汽器的真空度，真空度又取決于冷卻水的溫度和抽真空的設(shè)備（通常稱為真空泵），如果采用過低的排汽壓力，就需要增大冷卻水流量、增大凝汽器冷卻水和冷卻介質(zhì)的換熱面、降低被使用的冷卻水的溫度和抽真空的設(shè)備，較長的末級葉片，但同時真空太低又會導(dǎo)致汽輪機汽缸（低壓缸）的蒸汽流速加快，使汽輪機汽缸（低壓缸）差脹加劇，危及汽輪機安全運轉(zhuǎn)。所有這些新能源方面的汽輪機尚待繼續(xù)進(jìn)行試驗研究。因為汽缸還在不斷的變形。汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來實現(xiàn)的。電動盤車裝置主要有兩種形式： 1) 具有螺旋軸的電動盤車裝置（大多數(shù)國產(chǎn)中小型汽輪機及 12 300MW 機組采用） 2) 具有擺動齒輪的電動盤車裝置（國產(chǎn)機組 50MW、 100MW、 200MW 采用）。因此設(shè)計一種可在不拆卸過多的零件的情況下，能使對主軸的檢修方便又快捷。 缺點是： （ 1）每次汽輪機主軸吊出吊入時，橫梁及驅(qū)動部分復(fù)位煩瑣； （ 2）螺桿必須用人工調(diào)整、裝、拆、螺桿較重，在有油污和不平整的場地搬動，極易發(fā)生工傷事故； （ 3）橫梁對測 量工作有一定的妨礙； （ 4）活關(guān)節(jié)多、緊固差、并輕微振動； （ 5）電機和減速機功率大、體積大、既笨重且又易損壞主機。 近十年來，以計算機為工具，以有限元為方法，利用現(xiàn)代設(shè)計方法，形成了現(xiàn)代機械涉及方法。 我國汽輪機檢修盤車設(shè)計及制造技術(shù)發(fā)展雖然取得了一定的成績，但與西方機械產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還是有不小的差距。 3） 工作可靠、壽命長 設(shè)計制造正確合理、 圖 齒輪傳動圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 17 頁 共 53 頁 使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年。 （ a） （ b) 圖 漸開線生成圖 漸開線直齒圓柱齒輪的正確嚙合條件 一對漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時，要使一個齒輪的齒厚無側(cè)隙地嚙入另一個齒輪的齒槽，則一個齒輪的齒厚與另一個齒輪的齒槽寬應(yīng)該相等，即兩個齒輪的模數(shù)應(yīng)該相等；陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 18 頁 共 53 頁 又為了使兩輪齒在嚙合點處有一條公法線，保證嚙合線為一直線，則兩輪齒的壓力角必須相等。蝸輪蝸桿嚙合傳動時，嚙合輪齒間的相對滑動速度大，故摩擦損耗大、效率低。如果磨損速度較快，就要考慮選型是否正確，是否超負(fù)荷運行，以及蝸輪蝸桿的材質(zhì)、裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因； （ 3）傳動小斜齒輪磨損?？少徺I或自制一些專用工具，拆卸和安裝減速機部件時，盡量避免用錘子等其他工具敲擊；更換齒輪、蝸輪蝸桿時，盡量選用原廠配件和成對更換；裝配輸出軸時，要注意公差配合；要使用防粘劑或紅丹油保護(hù)空心軸，防止磨損生銹或配合面積垢，維修時難拆卸； (2)潤滑油和添 加劑的選用。 2） 利用汽輪機轉(zhuǎn)子法蘭盤上十二個螺栓孔，在其內(nèi)加裝圓柱銷，使銷軸與蝸桿嚙合，蝸桿后續(xù)連接減速機，實現(xiàn)大型汽輪機轉(zhuǎn)子的盤動。 方案 4 的特點：齒輪嚙合理論成熟，齒輪傳動應(yīng)用也是相當(dāng)廣泛，因此設(shè)計起來應(yīng)該簡單可行 。 圖 圖 方案框圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計論文 第 23 頁 共 53 頁 設(shè)計參數(shù)的擬定 表 汽輪機參數(shù) 汽輪機轉(zhuǎn)子 質(zhì)量（ t） 軸徑（ m） 摩擦系數(shù)（ f） 高壓段軸 40 中壓段軸 50 低壓段軸 70 傳動部分設(shè)計 傳動部分設(shè)計主要包括：摩擦阻力矩的求解；電機和減速器的選??；齒輪傳動的設(shè)計；以及盤車傳動部分的固定部件的設(shè)計。 5）機械傳動部分各個部件的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速如下表： 表 各個傳動件功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速表 電機 減速機 齒輪 P(KW) 輸入功率 T(N?m) 輸出轉(zhuǎn)矩 4133 24798 n（ r∕ min） 輸出轉(zhuǎn)速 1400 傳動比 649 6 嚙合齒輪設(shè)計： 本設(shè)計選擇齒輪傳動減速，齒輪的主要失效形式是輪齒的失效，最常見的主要有：輪齒折斷、工作齒面磨損、點蝕、膠合和塑性變形等。其主要失效形式為工作面被壓潰。焊接機架具有制造周期短、重量輕和成本低等優(yōu)點，故在機器制造業(yè)中，焊接機架日益增多。 HT250流動性好。在鑄造中加入少量合金元素可提高耐磨性能。 支撐底板的設(shè)計 底板設(shè)計要求：（ 1）底板與減速器底座之間的距離要有一定的微調(diào)； （ 2）底板尺寸不能過大。 兩剖分齒輪連接用螺栓的計算 兩剖分大齒輪與汽輪機轉(zhuǎn)子上的聯(lián)軸器連接選用普通六角螺栓，借助于聯(lián)軸器上的螺栓孔實現(xiàn)連接。 結(jié)構(gòu)原理 行星 擺線減速器全部傳動裝置可輸入軸上裝有一個錯位 1800 的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個滾柱軸承，形成 H 機構(gòu)，兩個擺線輪的中心孔即為信心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒殼上一組環(huán)行排列的針齒銷相嚙哈，以組成少齒差內(nèi)嚙合 減速機構(gòu)，為了減少摩擦，在速比小的減速機中，針齒銷上帶有針齒套。 擺線針輪減速機 結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動比較大，相比諧波齒輪減速機價格便宜。 2） 不同方案的比較： 方案 1 的特點是：設(shè)計任務(wù)較少，設(shè)計過程簡單，只需設(shè)計一個帶蝸桿的減速系統(tǒng)與汽輪機轉(zhuǎn)子上的蝸輪相嚙合。立式安裝時，潤滑油的添加量要比水平安裝多很多，易造成減速機發(fā)熱和漏油； (4)建立潤滑維護(hù)制度。發(fā)生故障時，即使減速箱密封良好，還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機內(nèi)的齒輪油被乳化，軸承生銹、腐蝕、損壞。由于是滑動摩擦傳動，運行中會產(chǎn)生較多的熱量，使減速機各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異，從而在各配合面形成間隙，潤滑油液由于溫度的升高變稀，易造成泄漏。其中，模數(shù) m和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角，亦即蝸輪端面的模數(shù)和壓力角，且均為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸桿直徑系數(shù) q 為蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)m 的比值 。 漸開線的性質(zhì) （ 1）發(fā)生線沿基圓滾過的線段長度等于基圓上被滾過的弧的長度； （ 2）漸開線上任意點 K的法線與基圓相切，同理漸開線上各點的法線都與基圓相切； （ 3）漸開線的形狀決定于基圓大小。機械傳動又分為摩擦傳動、嚙合傳動、液力傳動、氣力傳動。 隨著國內(nèi)機械行業(yè)的發(fā)展，汽輪機檢修盤車供應(yīng)商之間競爭激烈， 選擇一種高性能、高效率的檢修裝置是企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力的一種行之有效的途徑。是目前國內(nèi)剛興起的一種提高生產(chǎn)效率