【正文】 的意義。所有這些新能源方面的汽輪機(jī)尚待繼續(xù)進(jìn)行試驗(yàn)研究。例如：氣體動(dòng)力學(xué)方面的三維流動(dòng)理論，濕蒸汽雙相流動(dòng)理論；強(qiáng)度方面的有限元法和斷裂力學(xué)分析；振動(dòng)方面的快速傅里葉轉(zhuǎn)換、模態(tài)分析和激光技術(shù)；設(shè)計(jì)、制造工藝、試驗(yàn)測(cè)量和運(yùn)行 監(jiān)測(cè)等方面的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)；壽命監(jiān)控方面的超聲檢查和耗損計(jì)算。 目前發(fā)展瓶頸主要在材料上，材料問題解決了，單片的功率就可以更 大。 汽輪機(jī)汽缸漏氣產(chǎn)生原因 ： 1）汽缸是鑄造而成的，汽缸出廠后都要經(jīng)過時(shí)效處理，就是要存放一些時(shí)間，使汽缸在住鑄造過程中所產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力完全消除。因?yàn)槠走€在不斷的變形。 3） 汽缸的負(fù)荷增減過快，特別是快速的啟動(dòng)、停機(jī)和工況變化時(shí)溫度變化大、暖缸的方式不正確、停機(jī)檢修時(shí)打開保溫層過早等，在汽缸中和發(fā)蘭上產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力和熱變形。 5） 在安裝或檢修的過程中，由于檢修工藝和檢修技術(shù)的原因，使內(nèi)缸、汽缸隔板、隔板套及汽封套的膨脹間隙不合適，或是掛耳壓板的膨脹間隙不合適，運(yùn)行后產(chǎn)生巨大的膨脹力使汽缸變形。 VIF900 高溫汽缸密封劑是最新汽輪機(jī)汽缸密封材料，高、中、低壓缸可通用，避免了型號(hào)選擇不當(dāng)而造成的汽缸泄漏。汽缸結(jié)合面的嚴(yán)密性主要靠螺栓的緊力來實(shí)現(xiàn)的。如果汽缸的螺栓材質(zhì)不好，螺栓在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行當(dāng)中，在熱應(yīng)力和汽缸膨脹力的作用下被拉長(zhǎng)，發(fā)生塑性變形或斷裂，緊力就會(huì)不足，使汽缸發(fā)生泄漏的現(xiàn)象。一般的汽缸螺栓在緊固時(shí)是從中間向兩邊同時(shí)緊固，也就是從垂弧最大處或是受力變形最大的地方緊固，這樣就會(huì)把變形最陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁(yè) 共 53 頁(yè) 大的處的間隙向汽缸前后的自由端轉(zhuǎn)移，最后間隙漸漸消失。 汽輪機(jī)檢修盤車簡(jiǎn)介 盤車簡(jiǎn)介 盤車裝置 （ turning gear）所謂“盤車”是指在啟動(dòng)電機(jī)前，用人力將電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)幾圈，用以判斷由電機(jī)帶動(dòng)的負(fù)荷（即機(jī)械或傳動(dòng)部分）是否有卡死而阻力增大的情況，從而不會(huì)使電機(jī)的啟動(dòng)負(fù)荷變大而損壞 電機(jī)（即燒壞）。電動(dòng)盤車裝置主要有兩種形式： 1) 具有螺旋軸的電動(dòng)盤車裝置（大多數(shù)國(guó)產(chǎn)中小型汽輪機(jī)及 12 300MW 機(jī)組采用） 2) 具有擺動(dòng)齒輪的電動(dòng)盤車裝置（國(guó)產(chǎn)機(jī)組 50MW、 100MW、 200MW 采用）。嚙合齒輪內(nèi)表面銑有螺旋齒與螺旋軸相嚙合，嚙合齒輪沿螺旋軸可以左右滑動(dòng)。當(dāng)手柄被推至工作位置時(shí)，行程開關(guān)接點(diǎn)閉合，接通盤車電源，電動(dòng)機(jī)起動(dòng)至全速后，帶動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行盤車。若需手動(dòng)停止盤車，可手按盤車電動(dòng)機(jī)停按鈕，電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，嚙合齒輪退出，盤車停止。因此設(shè)計(jì)一種可在不拆卸過多的零件的情況下，能使對(duì)主軸的檢修方便又快捷。 汽輪機(jī)主軸檢修在傳統(tǒng)的機(jī)械檢修中，一般是采用吊車或啟動(dòng)停止盤車進(jìn)行汽輪機(jī)檢修，檢修費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且很難保證檢修的精確度、準(zhǔn)確度，同時(shí)這種檢修安全 系數(shù)底，嚴(yán)重威脅著檢修人員及工作人員的生命安全。該裝置體積小，重量輕、安裝使用方便，調(diào)整靈活、通用性強(qiáng)，是汽輪機(jī)組一種理想的檢修工具。這種方法大多數(shù)電廠均已不再采用，而由專用的獨(dú)立機(jī)械設(shè)備所代替。 缺點(diǎn)是： （ 1）每次汽輪機(jī)主軸吊出吊入時(shí)，橫梁及驅(qū)動(dòng)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(chǎng)地搬動(dòng)，極易發(fā)生工傷事故； （ 3）橫梁對(duì)測(cè) 量工作有一定的妨礙； （ 4）活關(guān)節(jié)多、緊固差、并輕微振動(dòng)； （ 5）電機(jī)和減速機(jī)功率大、體積大、既笨重且又易損壞主機(jī)。 檢修盤車有以下幾部分組成： （ 1）盤式小功率電動(dòng)機(jī)和擺線針輪減速器的連接裝置和傳動(dòng)部件， （ 2）支撐機(jī)架，即支撐電動(dòng)機(jī)和減速器的支架和支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)架； （ 3)定位軸向的軸卡。是目前國(guó)內(nèi)剛興起的一種提高生產(chǎn)效率、降低成本的檢修裝置。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 53 頁(yè) 汽輪機(jī)檢修中的主軸盤轉(zhuǎn)最早是采用天車加鋼絲繩進(jìn)行的，這種方法測(cè)量誤差大，耗時(shí)耗工，且存在不安全因素。 近十年來，以計(jì)算機(jī)為工具，以有限元為方法，利用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法，形成了現(xiàn)代機(jī)械涉及方法?，F(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)方法雖然發(fā)展歷史很短，但進(jìn)展很快，在各種專用機(jī)械設(shè)計(jì)和工藝方面都很快得到應(yīng)用，并取得了一定的成績(jī)。 隨著國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，汽輪機(jī)檢修盤車供應(yīng)商之間競(jìng)爭(zhēng)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(jìng)爭(zhēng)力的一種行之有效的途徑。同時(shí)解決了許多傳統(tǒng)檢修裝置在檢修過程中出現(xiàn)的問題。 我國(guó)汽輪機(jī)檢修盤車設(shè)計(jì)及制造技術(shù)發(fā)展雖然取得了一定的成績(jī)，但與西方機(jī)械產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還是有不小的差距。 此外在汽輪機(jī)檢修發(fā)展方向上，國(guó)外先進(jìn)技術(shù)也已經(jīng)朝著采用傳動(dòng)比大的擺線針輪減速器，發(fā)展高速、高效、高精度盤車設(shè)計(jì)，裝備 CNC數(shù)控汽輪機(jī)檢修盤車的方向發(fā)展。機(jī)械傳動(dòng)又分為摩擦傳動(dòng)、嚙合傳動(dòng)、液力傳動(dòng)、氣力傳動(dòng)。 齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有： 1） 效率高 在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高。 3） 工作可靠、壽命長(zhǎng) 設(shè)計(jì)制造正確合理、 圖 齒輪傳動(dòng)圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 17 頁(yè) 共 53 頁(yè) 使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年。該圓稱為基圓，該直線稱為發(fā)生線。 漸開線的性質(zhì) （ 1）發(fā)生線沿基圓滾過的線段長(zhǎng)度等于基圓上被滾過的弧的長(zhǎng)度； （ 2）漸開線上任意點(diǎn) K的法線與基圓相切，同理漸開線上各點(diǎn)的法線都與基圓相切； （ 3）漸開線的形狀決定于基圓大小。基圓越大，漸開線越平直，當(dāng)基圓半徑為無窮大時(shí)，漸開線成為直線； （ 4）基圓以內(nèi)無漸開線。 （ 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(duì)漸開線直齒圓柱齒輪嚙合時(shí)，要使一個(gè)齒輪的齒厚無側(cè)隙地嚙入另一個(gè)齒輪的齒槽，則一個(gè)齒輪的齒厚與另一個(gè)齒輪的齒槽寬應(yīng)該相等，即兩個(gè)齒輪的模數(shù)應(yīng)該相等；陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 18 頁(yè) 共 53 頁(yè) 又為了使兩輪齒在嚙合點(diǎn)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。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條 ,蝸桿又與螺桿形狀相似。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 。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時(shí)，機(jī)構(gòu)具有自鎖性，可實(shí)現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動(dòng)蝸輪，而不能由蝸輪帶動(dòng)蝸桿。蝸輪蝸桿嚙合傳動(dòng)時(shí)，嚙合輪齒間的相對(duì)滑動(dòng)速度大，故摩擦損耗大、效率低。 蝸輪蝸桿減速機(jī)常見原因及解決方法 1）常見問題及其原因 （ 1）減速機(jī)發(fā)熱和漏油。由于是滑動(dòng)摩擦傳動(dòng)，運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生較多的熱量，使減速機(jī)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(rùn)滑油液由于溫度的升高變稀，易造成泄漏。蝸輪一般采用錫青銅，配對(duì)的蝸桿材料用 45鋼淬硬至 HRC4555，或 40Cr淬硬 HRC5055后經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度 m。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(yùn)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(dòng)小斜齒輪磨損。立式安裝時(shí)，很容易造成潤(rùn)滑油量不足，減速機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)和減速機(jī)間傳動(dòng)齒輪油流失，齒輪得不到應(yīng)有的潤(rùn)滑保護(hù)。發(fā)生故障時(shí)，即使減速箱密封良好，還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機(jī)內(nèi)的齒輪油被乳化，軸承生銹、腐蝕、損壞。當(dāng)然，也與軸承質(zhì)量及裝配工藝密切相關(guān)?？少?gòu)買或自制一些專用工具，拆卸和安裝減速機(jī)部件時(shí)，盡量避免用錘子等其他工具敲擊；更換齒輪、蝸輪蝸桿時(shí)，盡量選用原廠配件和成對(duì)更換；裝配輸出軸時(shí)，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(shí)難拆卸； (2)潤(rùn)滑油和添 加劑的選用。添加劑中含有密封圈調(diào)節(jié)劑和抗漏劑，使密封圈保持柔軟和彈性，有效減少潤(rùn)滑油漏； (3)減速機(jī)安裝位置的選擇。立式安裝時(shí)，潤(rùn)滑油的添加量要比水平安裝多很多，易造成減速機(jī)發(fā)熱和漏油； (4)建立潤(rùn)滑維護(hù)制度。加油時(shí)，要注意油量，保證減速機(jī)得到正確的潤(rùn)滑。 2） 利用汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子法蘭盤上十二個(gè)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(jī)，實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的盤動(dòng)。 4） 采用剖分齒輪與轉(zhuǎn)子法蘭盤用螺栓連接，剖分齒輪與減速系統(tǒng)相連，實(shí)現(xiàn)大型汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的盤動(dòng)。 2） 不同方案的比較： 方案 1 的特點(diǎn)是：設(shè)計(jì)任務(wù)較少，設(shè)計(jì)過程簡(jiǎn)單，只需設(shè)計(jì)一個(gè)帶蝸桿的減速系統(tǒng)與汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的蝸輪相嚙合。 方案 2 的特點(diǎn)：原理上可行，但銷軸蝸輪嚙合的計(jì)算理論不成熟。 方案 4 的特點(diǎn)：齒輪嚙合理論成熟，齒輪傳動(dòng)應(yīng)用也是相當(dāng)廣泛，因此設(shè)計(jì)起來應(yīng)該簡(jiǎn)單可行 。 3）減速機(jī)方案的比較： 表 減速機(jī)特點(diǎn)比較 減速機(jī)類型 特點(diǎn) 蝸輪蝸桿減速機(jī) 承載能力不高，單級(jí)傳動(dòng)比較小，相對(duì)體積較大。 擺線針輪減速機(jī) 結(jié)構(gòu)緊湊，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，傳動(dòng)比較大，相比諧波齒輪減速機(jī)價(jià)格便宜。方案框圖如圖 ： 2)最終方案系統(tǒng)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖 如圖 圖中各代號(hào)的意義 1Y90L4 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，電機(jī)額定功率 ，同步轉(zhuǎn)速 1500r/min,滿陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 22 頁(yè) 共 53 頁(yè) 載轉(zhuǎn)速 1400 r/min 2 針輪擺線減速器，傳動(dòng)比 i=649； 4大、小嚙合齒輪，小齒輪齒數(shù) ，大齒輪齒數(shù) ，傳動(dòng)比 i=6，模數(shù) ，特別注意大齒輪為剖分齒輪； 5汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子上的聯(lián)軸器； 6汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子。 圖 圖 方案框圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁(yè) 共 53 頁(yè) 設(shè)計(jì)參數(shù)的擬定 表 汽輪機(jī)參數(shù) 汽輪機(jī)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(dòng)部分設(shè)計(jì) 傳動(dòng)部分設(shè)計(jì)主要包括：摩擦阻力矩的求解；電機(jī)和減速器的選??；齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)；以及盤車傳動(dòng)部分的固定部件的設(shè)計(jì)。 3）減速 器 的選擇： 根據(jù)電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)比查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選取 擺線針輪 減速 器 為： XWEDY 減速器，外形尺寸 529 430 64。 結(jié)構(gòu)原理 行星 擺線減速器全部傳動(dòng)裝置可輸入軸上裝有一個(gè)錯(cuò)位 1800 的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個(gè)滾柱軸承，形成 H 機(jī)構(gòu)，兩個(gè)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(jī)構(gòu)，為了減少摩擦，在速比小的減速機(jī)中，針齒銷上帶有針齒套。 特點(diǎn) 擺線針輪減速器是按照 JB/T2982— 94 采用擺線針齒嚙合的、少齒差行星傳動(dòng)原理設(shè)計(jì)而成的一種新型傳動(dòng)機(jī)械，已廣泛地應(yīng)用到石油、化工、建筑、冶金、礦山、起重運(yùn)輸、紡織印染、工程機(jī)械、食品工業(yè)、電子電視等各個(gè)領(lǐng)域，深受用戶的信賴和一致好評(píng)。 5）機(jī)械傳動(dòng)部分各個(gè)部件的功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速如下表： 表 各個(gè)傳動(dòng)件功率、轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速表 電機(jī) 減速機(jī) 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(dòng)比 649 6 嚙合齒輪設(shè)計(jì)： 本設(shè)計(jì)選擇齒輪傳動(dòng)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(diǎn)蝕、膠合和塑性變形等。本設(shè)計(jì)主要考慮齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)。 兩剖分齒輪連接用螺栓的計(jì)算 兩剖分大齒輪與汽輪機(jī)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(shí)現(xiàn)連接。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》課本知道有公式 參數(shù)選取 圖 剖分大齒輪結(jié)構(gòu)圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 31 頁(yè) 共 53 頁(yè) 故 選擇普通螺栓（ 級(jí)），六 角螺母（ 8 級(jí)），則 由緊螺栓拉伸強(qiáng)度校核公式 知，螺栓設(shè)計(jì)公式 由公式 選取 S=,則 則螺栓的直徑為 圖 螺栓組示意圖 圖 小齒輪結(jié)構(gòu)圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 32 頁(yè) 共 53 頁(yè) 故選取螺栓為 M24（ ） 滿足要求。其主要失效形式為工作面被壓潰。 m； k鍵與輪轂鍵槽的接觸高度， k=，此處 h 為鍵的高度， mm； l鍵的工作長(zhǎng)度， mm，圓頭平鍵 l=L，這里 L為鍵的公稱長(zhǎng)度， mm； 鍵、軸、輪轂三者中最弱材料的許用擠壓應(yīng)力， MPa。 支撐底板的設(shè)計(jì) 底板設(shè)計(jì)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。多數(shù)機(jī)架形狀較復(fù)雜，故一般采用鑄造，由于鑄鐵的的鑄造性能好、價(jià)廉和吸振能力強(qiáng)，所以應(yīng)用很廣。焊接機(jī)架具有制造周期短、重量輕和成本低等優(yōu)點(diǎn)，故在機(jī)器制造業(yè)中，焊接機(jī)架日益增多。有的機(jī)架宜用非金屬材料。在鑄造中加入少量合金元素可提高耐磨性能。鑄鐵還具有切削性能好、價(jià)格便宜和易于大量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。 HT250流動(dòng)性