现在拉丝有些什么技术?
金属线是一种常见的产品形式,通常是指丝、线或杆。随着经济的不断发展,需求和生产也空前繁荣。在竞争越来越激烈的时代,以最低的成本生产出让顾客满意的产品的竞争压力,促进了拉丝技术的持续进步。尽管最细的金属线已经达到了几微米,最高的钢丝强度已经超过了4000MPa,但我们还面临着不断变化的需求及非金属材料的竞争,所以我们需要更怜快、更好的拉丝技术。
1、拉丝技术的历史回顾
已知最早的金属线是由埃及人在大约公元2750年做的多线。在我国西安秦始皇兵马俑的考古中发现大量的石甲衣中采用了铜线,这也许是中国最早的金属线实证。公元400-1100年,金属线技术开始在很多国家发展起来,开始用手或马拉的方式拉丝,慢慢地,后来发明了一些技术,如绞盘、秋千、棘轮,并利用了重力。17世纪欧洲人开始采用水力拉丝。1769年蒸汽发动机的发明取代了人力拉丝技术以及水力拉丝[1]。20世纪电机技术的推广,为拉丝技术的飞跃提供了新动力。
1632年,开发出钢丝制针的工匠偶然发现,钢丝上的人尿残留层起到了润滑钢丝的作用,并且发现润滑可以减少动力需要。
早期有人尝试石模,后来有了铁模。从明朝江西人宋应星1637年在分宜所著《天工开物》中所做的描述中,可以发现用铁模拉丝:“凡针先锤铁为细条。用铁尺一根,锥成线眼,抽过条铁成线,逐寸断为针……”。1970年,新余仍有老工人在台虎钳上手工拉铁丝。贵州的首饰工匠现在还用手工拉银线。
1834年德国人Wilhelm Albea发明了钢丝绳,同期在英国架起了电报线,并开始做海底电报线。
电机的发明促使了单卷筒拉丝机的出现。为了提高效率和质量,在单拉机实现了2道,甚至3道拉拔(滑动拉丝),采用了骑马式起线器和水冷技术,模具技术不断提高。1993年,笔者参观堪萨斯州的联合钢丝绳公司时,仍看见他们在用单拉机,不过一个人开6台,盘重大约1 t,效率还是不低。倒立式单拉机和水平卷筒的拉丝机仍得到了大量的使用,适合加工道次少和中大尺寸的钢丝产品,并且很容易实现大盘重生产。
随着交流电机及控制技术的发展,20世纪初发明了连续式拉丝机,降低了人工成本,并提高了拉丝速度。MORGAN是早期主要的拉丝机生产企业之一。20世纪30年代后期Marchal Richard Barcro公司发明了B—B拉丝机(双积线),改善了冷却,并减少了扭转问题。该设备特别受钢丝绳厂的欢迎,到1976年该公司停业时,已有上千台这样的设备投入使用。
后来出现的拉丝机是活套式,20世纪70年代末德国的KOCH公司发明了直线式调谐辊式SEN-SOR ARM拉丝机。大约1970年发明的窄缝式冷却技术为拉丝速度的提高提供了非常有利的条件。改进卷筒设计、卷筒外风冷、旋转模、直接水冷的采用都是提高拉丝机性能的技术。20世纪90年代起出现了卧式连续拉丝机,主要是出于降低劳动强度的需要,且便于维修。拉细丝时可以两排布置,降低了占地面积,大型的已经发展到直径为1 270mm的卷
筒。
在避免钢丝扭转的同时,直线式拉丝机获得了优秀的道次与速度协调能力。速度更快、质量更好,易操作和维护,可灵活配模,因电气技术的发展使得能耗下降了。
随着数字技术的发展,可以通过一台计算机监控一组拉丝机的工作状态。
干式连续拉丝机的卷简直径是250-1270mm,直流或交流的电机功率为15-160kW。小型干式拉丝机工作速度达到25m/s以上,大型拉丝机的产能已突破2万t/a。
基于滑动拉丝技术的湿拉设备在有色金属及小尺寸钢丝上得到了大量的应用,如铜线、铝线、钢帘线、钢丝绳用钢丝、细弹簧丝等,采用水性或油性的润滑液体。有色线早就已经出现了多根同时拉拔的技术。水箱拉丝机的速度很高,拉拔道次从几次到二十几次,可以实现很大的压缩量,重型水箱可使φ5.5mm的高碳钢线材直接十产品,但是钢丝在水箱中有一些扭转,需要调整平整度的技术和经验。
2、突破速度障碍
拉丝机技术已经取得了很大进步,一些速度记录可以反应当前的成就:进线φ9.5mm拉拔电工铝线时的速度可以达到30m/s以上,拉拔高碳钢细丝也可接近这样的速度;进线φ1lmm的82B钢丝,出线94.22mm的速度记录是12m/s。高速度生产优质钢丝需要全面综合的条件。以下总结和分析了几种影响高速拉拔的因素及突破方向。文中未特别说明时,线材指钢线材。
2.1原料
大盘重可减少接头所需的停机时间,对于提高拉丝设备的作业效率非常重要。有色金属工业在20世纪70年代就引进了先进设备,而钢铁工业的线材大盘重生产开始于80年代的后半期。在1988年以前,盘重300kg线材在中国已经属于大盘重了,有些产品每件甚至只有大约60kg,金属制品企业少量的引进设备只有使用进口大盘重线材时才能发挥效益。1988年在马鞍山出现了第一个盘重约2t的高速线材厂,后来2t左右的盘重逐渐成为国内主流,大盘重线材的出现使得我国有了发展高速拉丝的条件。国外已有了约3t盘重的线材。
原料品质也相当重要。好的线材极少断线,可以拉得更快,确保拉丝机的作业效率;另外,好的线材是优质钢丝的质量基础,可以降低产品成本。拉拔PC钢丝时,好的材料每百口屯断线次数不到一次。钢帘线由于加工工序多,产品直径细,对断线问题更加敏感。现代冶金和轧钢技术改善了金属组织和线材质量,使拉丝更容易,降低了生产成本。
2.2线材表面的准备
线材热轧时表面都会产生氧化铁皮,个别钢铁企业提供酸洗服务,特别是不锈钢线材。多数情况下,拉拔前的表面准备是由钢丝企业完成的。好的表面准备可以确保金属变形时与模具间摩擦正常,对于确保顺利、高速的拉拔非常重要。
最普遍的工艺仍然是酸洗+磷化+硼化(或皂化,或在石灰液中浸泡)。采用振动、超声波和电解等技术,结合一些其他技术,在保证质量的前提下,减少了污染物排放。法国有代替磷化的非反应涂层材料,可减少污染问题。为了解决环保问题,越来越多人采用机械除鳞技术,但实践中也遇到了一些困难,尤其是生产成品钢丝时。
德国的ECOFORM公司推出了在线涂覆技术,采用类似挤塑的技术,将润滑剂涂在钢丝表面,大大改善润滑效果,提高模具寿命和拉拔速度。在应用中,拉拔W(C)=0.83%的碳素钢丝时,
进线直径5.5mm,出线直径2.2mm,成品速度由12m/s提高到了20m/s。将发生在模具里的被动过程变成了易控制的主动过程。
2.3收放线技术
成品出线速度提高后,放线速度自然也要跟上去,但是放线速度快到一定程度以后容易出现乱线、卡线现象,从而制约速度的提升。
选择放线技术的时候要同时考虑前道的收线技术,放线可看作是前道收线的一个逆过程。选择收线技术应进行系统地考虑,主要考虑下道工序的需要。如果是成品就得研究最适合顾客的方式,通常收线技术影响顾客的成本及效率。
盘条一般采用水平叉或竖筒放线,水平叉的鸭舌起到了减少线圈过快跑出的问题,但因容易乱线,水平叉放线速度很难提高。对小直径的钢丝使用工字轮是最理想的高速放线方法。
工字轮可以高速收线,且排线较整齐,有利于再放线。主动式工字轮放线可以实现精确张力控制,不过很少用在拉丝上。有的设备实现了自动换盘,如KOCH的一些钢丝拉丝机和其他公司的一些铝线拉丝机,明显提高了生产效率。
象鼻子(鹅颈)收线也是一种可以实现连续作业的技术,钢丝有一些扭转,可实现大盘重收线或小盘重不停机收线。GCR此类设备设计速度达到了28 m/s,直径为400-760mm。采用倒立式收线没有扭转问题,国外最高设计速度达25 m/s,且可实现大盘重生产。
收放线的张力控制很重要。设备通过张力可判断速度是否协调正常,张力也影响收线的排线质量。被动式放线主要靠制动产生张力,主动放线可采用如力矩电机、活套和张力感应辊等技术。散卷放线被动放线没有张力控制,但需要水平叉的鸭舌产生适当的阻尼。
2.4 润滑
拉拔离不开润滑,润滑失效的可能出现是限制速度的重要原因之一。润滑失效使得钢丝温度剧升,被拉拔金属与模具粘连,导致模具寿命缩短及产品表面损坏等问题。
常用的润滑材料有钙基或钠基的硬脂酸盐(拔丝粉)、润滑油和油脂等。同样的润滑材料在不同厂有时候表现不同,这是因为其他因素导致模具内压力和温度的不同,使得润滑剂的表现不同。
除了2.2所述的润滑技术外,压力模也可实现类似的干涂。无酸拉拔时,在拉丝机前加在线硼化装置是有效果的,且降低了对涂粉技术的要求。在拉丝机的拔丝粉盒里增加一个搅拌器,可避免隧道效应。粉夹是一种卡在钢丝上使拉丝粉更容易带进模具中的工具,有时效果很好,但也可能导致带进模具的粉过多。粉夹的压力和接触形式会影响到使用效果[1]。
润滑失效可根据出粉状态判断,正常时不结焦,
塑化的粉粘附在钢丝上,出现问题时出粉很硬,结块
显示出高温的黑色。严重时会出现剧烈摩擦,钢丝
表面磷化膜破损,甚至出现拉拔马氏体及横向裂纹。
2.5 拉丝机
拉丝机的机电特性、冷却能力以及前面讲到的收放线技术都影响到拉丝的速度和质量。高速拉丝需要电机、传动机构、速度协调控制系统及旋转卷筒的动平衡效果的支持。
拉丝系统的热平衡能力也是关键因素,金属拉拔变形过程中的摩擦及变形都产生热量,现代的拉丝机通过模具水冷、卷筒内部水冷及外部钢丝风冷带走热量,速度越快,单位时间产生的热量越多,而拉丝机的冷却能力是有限的。高温导致时效脆性,一般建议出模温度不能高出180℃,220℃以上会出现严重的脆化。
意大利线材技术有限公司提出如下拉丝卷筒冷却水量计算方法:
每个卷筒每分钟冷却水量(20℃):W20=f·Pinst,其中/是0.7-1.0的系数,Pinst是装机功率。如安装8台75kW电机的连续拉丝机,系数取0.85,其冷却水总供应量(未包括模盒)应为8*75*60*0.85=30.6 t/h。
卷筒内壁的锈蚀对冷却传热影响很大,WAI的钢丝手册[2]上可以查到,0.25mm厚的锈蚀使传热能力下降50%。采用适当的防锈技术应该是有益的,但应注意避免采用低导热性的涂层。
窄缝式冷却已经成为全球流行的技术,也有公司制造直接水冷的V形槽拉丝机,直接水冷法做的成品钢丝呈温热状态,韧性好,强度略低。温度较高时,虽然拉出的拉丝强度更高,但同时有塑韧性损失,即使没到严重的程度,其强度也不能稳定保持。做预应力钢绞线的经验表明,在绞线稳定化后,直接水冷的低温低强度钢丝强度会回升,而很高强度的热钢丝其强度会有一个明显的损失。神户制钢于20世纪70年代研究出模后钢丝直接水冷,用了两年时间才将此技术实用化。也有企业曾在卷筒旁进行喷水雾的尝试。
斜卷筒设计是改善冷却、提高速度潜力的有效手段。因为斜卷筒增加积线高度,即增加钢丝在卷筒上的冷却时间。增加卷筒数量也是一种设计思路,这可以减少每道的压缩率,即减轻每道次冷却系统的负荷。
为高速生产,也有公司研究出不停机的钢丝拉拔技术,采用3 t盘重防乱线放线技术,前4道高积线,打轴机自动换盘,工字轮的容量达3t。
2.6改进拉拔工艺
韩国的研究者采用了等温度的压缩率分配原则[3],即将各道出模预测温度都控制在166℃,避免了传统分配方法第一道冷却能力利用不足的问题。这样的分配结果是压缩率从第一道起逐步下降,充分利用了每道次的冷却能力。一般的经验做法是将第一道压缩率控制在较低水平,这可以在第一道实现较好的润滑剂涂覆效果,但此效果同时受润滑剂特性、压缩量、速度和冷却能力的影响。更理想的是应综合考虑拔丝粉的特性和表现、设备性能、冷却能力、材料变形能力和总压缩率,在保证质量的前提下发挥设备潜力。
采用压力模可以提高润滑效果,并提高材料拉拔变形时的塑性,有利于提高速度。
在拉丝机上装辊模进行拉拔也可以实现高速拉拔,采用辊拉方法生产钢丝时,比固定模获得更加强烈的[110]织构,变形均匀,发热更少,具有较高的强度指标和塑性指标[4]。一种注册商标为MICROROLLING的技术已经应用于加工铜、锌、铝、钛、铜合金、铝合金、碳素钢、不锈钢、工具钢丝及气保焊丝和药芯焊丝等。加工φ1.8mm的中、高碳钢丝时,出线速度达到了16m/s,同规格的软线速度可达25m/s。
3、结语
为了更快更好地拉丝,我们应注意以下几点:(1)采用盘重尽量大的优质原料;(2)做好适合后续高速加工技术的表面准备,甚至可与拉丝机整合在一条线上;(3)采用适当的收放线技术,防止乱线和断线,适应相应的拉丝速度;(4)采用适当的润滑剂,适应预期的加工条件;(5)采用控制稳定、无扭转、冷却优良的高速拉丝机,甚至可用辊拉方式实现变形过程;(6)综合地考虑表面准备、润滑、冷却、模具及材料特性在拉丝过程的影响,在控制温度和确保表面质量的前提下充分利用设备的冷却及速度潜力。
对于压力较低、常规作业井经常使用手动开关的井口控制器,主要有自封封井器、半封封井器和新型简易自封封井器。
一、自封封井器
自封封井器是在不压井起下作业时自行密封油套环形空间的井口密封工具。
1.自封封井器在井下作业中的作用
(1)在不压井起下作业时,密封油套环形空间,承受环空上顶的一定压力;
(2)起下作业时,扶正油管,防止小件落物掉入井内,同时可刮掉油管外的油污,保持施工清洁;
(3)在冲砂、冲洗鱼顶、钻塞、套铣等施工时,密封油套环形空间,避免浪费洗井液,减少井场环境污染。
2.结构和工作原理
自封封井器由壳体、压盖、压环、密封圈、胶皮芯子组成。如图1所示。它是依靠井内油套环形空间的压力和胶皮芯子的伸张力使胶皮芯子扩张,起到密封油套环形空间的作用,并使管柱和井下工具能够顺利地下入和起出。
1一压盖;2一压环;3一密封圈;4一胶皮芯子;5一堵头;6一壳体
图1 自封封井器
3.自封封井器技术规范
试验压力:10MPa;
工作压力:5~6MPa;
使用范围:Φ62mm(2 1/2in)油管;
连接方式:Φ178mm(7in),法兰Φ211mm钢圈;
高度:235mm;
质量:80kg;
最大外径:Φ435mm;
自封盖内径:Φ120mm;
压环内径:Φ115mm;
胶皮芯子外径:Φ245mm
胶皮芯子内径:Φ69mm。
4.安装方法
(1)卸掉自封封井器盖子,取出压环,将自封封井器胶皮芯平面朝上放人自封封井器壳体内,放上压环,盖上压盖,一人上紧为止。
(2)下入10根油管以后(或10根油管以上没有大直径工具下井后可装自封封井器),将钢圈放在吊卡上,把自封封井器抬到井口油管接箍上坐好,用手扶住,将提前吊起的油管慢慢地插入自封芯子中,将手撤回。
(3)打好背钳,用另一把管钳卡在自封封井器以上l0cm左右处,边下压管钳边转油管,使油管通过自封胶皮芯子与下面油管母螺纹接箍对正上紧。
(4)两人抬起自封检查油管螺纹是否上紧,否则重上直至上紧为止。
(5)上提油管,摘掉吊卡,将四通钢圈槽擦干净抹好黄油,把钢圈放人槽内,慢慢下放油管使钢圈坐进自封封井器下法兰钢圈槽内,对角上紧四条螺栓,再用管钳上紧自封封井器上压盖,就可以正常下油管作业。
5.使用要求
(1)通过自封封井器的下井工具,外径应小于Φ115mm。超过Φ115mm的下井工具,应用自封封井器和半封封井器倒入或倒出。
(2)通过较大直径的下井工具时,可在自封封井器的胶皮芯子上涂抹黄油,冬天使用时,应用蒸气加热,以免拉坏胶皮芯子。
(3)自封封井器螺栓孔眼及钢圈槽必须与套管四通孔眼及钢圈槽一致。
(4)钢圈必须坐入上下钢圈槽内,螺栓上紧。
(5)自封封井器装入油管后必须上提自封封井器检查油管螺纹是否上紧。
6.常见故障及处理
(1)自封芯子翻背。上紧上压盖。
(2)漏、刺。钢圈没进槽,提起自封封井器重新入槽后再上自封。
7.新型简易自封封井器
新型简易自封封井器是不压井作业施工时密封油套管环形空间的一种井口密封装置。
1)结构和工作原理
新型简易自封封井器由特殊法兰、自封芯子组成,如图2所示。它是利用油套管环形空间的压力挤压自封芯子,靠自封芯子伸缩达到密封油套管环形空间的目的。
1—特殊法兰;2—自封芯子
图2 新型简易自封封井器
2)技术参数
工作压力为10~12MPa,法兰外径为Φ370mm,总高度为260mm,质量为12kg。
二、半封封井器
半封封井器是靠关闭闸板来密封油套环形空间的井口密封工具,如图3所示。
图3半封封井器
1.结构和工作原理
半封封井器由壳体、半封芯子总成、丝杠等组成,如图4所示。它是靠装在半封总成上的两个半圆孔的胶皮芯子为密封元件的,转动丝杠,便可带动半封芯子总成里外运动,从而达到开关的目的。
图4 半封封井器结构示意图
1一压帽;2一轴承外壳;3一止动螺钉;4一壳体;5一半封芯子总成;6一压圈;7一u形密封圈;8一螺钉;9一接头;10—倒键;11一螺钉;12—密封圈;13一垫片;14一止推轴承;15一下垫圈;16一人字密封圈;17一中垫圈;18一密封圈压帽;19—丝杠
2.半封封井器技术规范
试验压力:8MPa;
工作压力:6MPa;
连接方式:Φ178mm法兰(7in),Φ211mm钢圈;
高度:146mm;
上顶面距芯子上面:42mm;
下顶面距芯子下面:40mm;
长度:1106mm;
质量:108kg;
全开直径:178mm;
全开、关圈数:9.5圈。
3.使用要求
(1)芯子手把应灵活、无卡阻现象,要求能够保证全开或全关。
(2)胶皮芯子无损坏、无缺陷,并随时检查,有问题及时更换。
(3)使用时不能使芯子关在油管接箍或封隔器等下井工具上,只能关在油管本体上。
(4)正常起下时,要保证处于全开状态。
(5)冬季施工时应用蒸汽加热后再转动丝杠,以免半封内结冰,拉脱丝杠。
(6)开关半封封井器时两端开关圈数应一致。
4.轻便型两用闸板封井器
轻便型两用闸板封井器是将半封封井器和全封封井器合理简化结构成为一体的轻便型两用封井器,如图5所示。它主要由壳体、半封芯子总成、止推轴承、半封芯子丝杠、导键、全封丝堵总成、密封垫和全封丝堵丝杠等组成。
图5 轻便型两用闸板封井器
1—压帽;2一壳体;3一半封芯子总成;4一接头;5一密封垫;6一止推轴承;7一半封芯子丝杠;8一导键;9—下盖;10一全封丝堵总成;11一压帽;12一活接头;13一密封垫;14一全封丝堵丝杠
轻便型两用闸板封井器作用原理是左右丝杠转动时带动半封芯子总成移动抱住油管,便起到半封封井器的作用。当需要全部封住井口时,先将中间丝杠推进,使半封芯子卡住全封丝堵,即达到全封的目的。
技术规范:试验压力25MPa;工作压力18MPa;最大工作直径176mm;半封胶皮芯子直径73mm,高度255mm;质量215kg。
三、全封封井器
全封封井器是用于井内无油管时封闭井口的专用工具,如图6所示。
图6 全封封井器
1.结构与工作原理
全封封井器由壳体、闸板、丝杠等组成。如图7所示。它的外形和工作原理与半封封井器基本相同,不同之处是闸板没有半圆孔,两块闸板关紧可以密封井口。转动丝杠,可以开井或关井。
图7 全封封井器结构示意图
1一壳体;2一压盖;3一“U”形密封圈;4一固定螺钉;5—芯子壳体;6——胶皮芯子;7一丝杠;8一压帽;9一止推轴承;10—O形密封圈;11一丝杠壳体;12一芯子接头
2.全封封井器的技术规范
试验压力:8MPa;
工作压力:6MPa;
连接方式:Φ178mm法兰(7in),Φ211mm钢圈;
高度:146mm;
长度:1106mm;
质量:115kg;
最大工作直径:178mm;
壳体上平面距芯子上面:42mm;
壳体下平面距芯子下面:40mm;
芯子全关圈数:9.5圈。
3.使用要求
(1)丝杠开关灵活,无卡阻现象,全开直径应大于178mm。
(2)冬季施工使用时应加热,以免冻结后拉脱丝杠。
四、法兰短节和特殊连接法兰盘
(1)法兰短节是用Φ178mm套管(7in)两端焊有法兰的短节,可与自封封井器和半封封井器连接,长度在60~120cm之间。在法兰短节中间装有放空闸门,关闭半封或全封封井器后,可用放空闸门放掉控制器内压力。
(2)特殊连接法兰盘:它是一个钻有各种可调换孔眼的连接法兰,它装在控制器的底部,上与半封或全封封井器连接,下与套管四通相连结。装在法兰盘下面的连接螺栓可调换孔眼,与不同规格的四通连接。有的法兰盘下部为卡箍,可与卡箍井口连接。
五、封井器的安装
(1)在地面检查井口控制装置的各部件,半封封井器和全封封井器的丝杠应开关自如,无卡阻现象,全部打开封井器,由下到上按万能法兰、全封封井器、半封封井器、法兰短节、半封封井器、自封封井器、安全卡瓦的顺序组装井口控制装置。各组件中间放入Φ211mm钢圈,钢圈和钢圈槽用擦布擦拭干净,在钢圈槽内涂好黄油,放好钢圈,对角平衡用力上紧螺母。
(2)擦净井口四通的钢圈槽,涂好黄油,放入Φ21lmm钢圈。用钢丝绳套吊起组装好的井口控制装置,缓慢放下,让井口控制装置底部的4条螺栓进入四通的连接孔内。与井口四通连接时,要选择封井器丝杠便于开关的位置方向连接,对角均衡用力上紧螺母。
(3)再次检查全封封井器和半封封井器的丝杠,看是否处于全开的位置。检查法兰短节上的放空闸门是否关闭。
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水轮发电机盘车的几个问题
水轮发电机盘车的几个问题
一(怎样进行盘车:
为了检查轴线或进行其他的工作,有时需要转动机组的转动部分。设法将转子转动起来的这个工作就称作盘车。盘车的方法有多种,最常用的是机械盘车,其他还有电动盘车、人力盘车等。由于电动盘车需要较多的设备,并且因为发电机空气间隙不均匀的原因,电动盘车时,转子容易被拉偏,测量出来的摆度值有误差,因而电动盘车使用得并不多。
盘车前,机组转动部分处于中心位置,大轴应垂直,推力轴承各推力瓦受力应
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水轮发电机组回路制动JZF集成制动阀组性能大提升
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初调均匀,镜板水平符合要求。
机械盘车是利用厂房内的桥式起重机,按机组的旋转方向拉动转子。对于悬式机组,一般采用圆盘式盘车工具,将盘车工具装于推力头的上方,钢丝绳绕在圆盘上,并通过滑轮改变方向后挂在桥机的吊钩上对于大容量机组或伞式机组,制造厂一般已经在转子支臂上沿圆周分布焊有多个圆柱,将钢丝绳绕于这些圆柱上,同样需通过滑轮改变方向后与吊钩相连。
小型机组和有高压油顶起装置的机组,可直接用人力推动进行盘车。也可在转子的对称方向挂两个或四个链条葫芦拉动转子。
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无论采用哪种方式盘车,都要防止转子在旋转时产生水平位移,因而需要用推力轴承处的导轴瓦来限位,悬式机组用上导瓦,伞式机组则用下导瓦。限位轴瓦的间隙一般调整为0(03,0(05mm。
转动转子时要保证推力瓦和导轴瓦的润滑。一般情况下,多使用
猪油作润滑剂,在气温较高时(高于25?),也可用牛、羊油代替。使用前应先将猪油加温溶化,并保持温度一段时间,再冷却下来,一方面是为了去掉油中的水分,另一方面可使油中的杂质沉到下面去,不致在盘车时损坏轴瓦或镜板。用制动器顶起转子,在推力瓦的瓦
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面上涂油,涂一次猪油,可以转动两圈。有高压油顶起装置的机组,可先在油槽内注入少量的汽轮机油,盘车时,启动高压油泵向瓦面送人高压油顶开镜板,即可盘车但要注意的是,应将油泵停下以后再读数。
二(盘车摆度形成的原因:
答:摆度是由于转动部分的几何中心与旋转中心不重合造成的,在测量位置,两者之间的差值就是该处的摆度值δ。很明显,摆度值δ的大小与加工质量及安装质量有关。
悬式发电机的推力头,一般都是套在轴上的,如果加工质量不好,或者键没有
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处理好,就会造成推力头与主轴的不同心如果镜板的两个面的平行度较差,或由于卡环的原因,都会使主轴与镜板的工作面不垂直,造成下导(或水导)处的轴心偏离旋转中心,形成摆度。伞式发电机,除了极少数机组有将推力头套在轴上的这种结构外,大多数机组是将推力头和主轴分别与转子中心体相连接的,这时,除了主轴与镜板的工作面不垂直造成摆度外,也还有两者的不同心形成的摆度。因此,造成盘车摆度的原因来自两个方面,一是主轴和推力头不同心,二是主轴中心线与镜板的工作面不垂直。一般情况下,盘车摆度都是由这两方面的
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原因综合而成的。
机组的轴线就是机组转轴的各段几何中心线的连接,以及该线与镜板工作面及法兰结合面构成的空间角度关系。机组的转动部分是多段连接而成的,在每一个连接处,都有发生不垂直和不同心的可能,这就使轴线成了一条较复杂的折线。机组轴线是用盘车的方式并通过测量上导轴承、下导轴承、集电环、励磁机、联轴法兰及水导轴承的摆度值确定的。
机组运行时,如果存在轴线的曲折,将会使各部件产生偏摆由于机组轴线不垂直,在运行中对推力轴承将产生周期性
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的不均匀负载,同时摆度过大对水导轴承及其密封也有很大的影响,致使机组处于不稳定状态。因此,机组总装后,为保证稳定可靠运行,应该使轴线尽可能地接近理想中心位置,并将机组轴线调整到与镜板工作面互相垂直的状态。
三(对刚性支承推力轴承进行盘车测摆度
测量摆度,就是要找出转轴的几何中心与旋转中心偏离值的大小及方位。显然,直接作这样的测量是不可能的,只能利用转轴的表面来测量。因此,盘车测量摆度的前提是:转轴应该是一个标准圆,即转轴的中心到转轴的表面上任何一点的距离都是相等的,这才可以用测
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量转轴的表面来代替测量转轴的中心。在转轴转动时,转轴表面相对于固定点的距离变化就反映了转轴中心对旋转中心的变化。
摆度测量工作,一般是在需要测量摆度的部位,+X和+Y方向各装设一块百分表,用机械力(或电动力、人力)使转动部分转动,每转动45。停下来读数,转动一圈,每块表就有8个读数,然后根据这8
个读数计算出摆度值,两块表的读数值可互为验算。为减少误差,一般都是旋转两圈,并用第二圈的数值计算。这种测量方法是我国多年来一直沿用的方法,我们姑且称其为“两表八点法”。
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根据摆度的基本现象,也可以用其他方法测摆度。如图l—11所示,假设O点是旋转中心,转轴的中心为O1点,两者之间的距离为δ,δ可以分解为δX和δY,两个值。在某一固定位置(如+Y方向)装设一块百分表,并将百分表调至零位。然后设法转动主轴,假设转动过程中轴没有平移,转过180。以后,O1点就运动 到了02的位置。从图中可以看出,这时百分表的读数应该是2倍δY,的值。如果在转动以前装设两块百分表(即在+X方向增设一块百分表),那么,转过180。以后,+Y方向的百分表读数为2δY,而+X方向的百分表读数则为2δX。将δX和δY,,合成就得到了主轴几何
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图1,11 盘车摆度示意图
中心偏离旋转中心的值,即摆度值,同时也可以根据δX和δY,,计算出转轴的偏摆方位。这种测量方法只需将转子转动半圈,就可以
得到摆度值,再转动半圈,以检查是否复原。相对于“两表八点法”,可以称其
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为“两表两点法”。当然也可以只装一块百分表,每转动90。停下来读数,同样能得到摆度值,这种方法也可以称为“一表四点法”。
不管用哪种方法测量,都要注意以下几个方面:
(1)这种测量是将转轴当成标准圆的,转轴是测量的基准。由于加工的误差,轴不可能是一个绝对的圆,所以测量得到的摆度值中是包含了轴的加工误差在内的。对于这个问题,无论采用什么方法测量,都不可避免因此,在测量摆度时,应尽量选择规则的加工面作为测量点。
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(2)读数时,转子要停下来,不要在转动过程中读数。如果是利用高压油顶起装置进行盘车,还应停下油泵。转子停下来后,要在水导处以人力推动大轴,以检查转动部分是否灵活,是否有异物妨碍转动特别是采用电动盘车时,更要注意这一点。
(3)上下各测点处的百分表要装在同一方位,即上下的表要对齐。推力轴承所在处的百分表,是用来监视转子在转动中发生的水平位移的,其他部位百分表的读数要减去这个读数,才是实际的摆度值。
四(对非刚性支承推力轴承盘车测摆度:
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无论是用电动力盘车,还是用机械力盘车,总是要在转子的切线方向上作用力,才能使转子转动但要使施加在转子两边的力绝对相等是很困难的,当两边的力不平衡时,就会将转子拉偏,这也就是为什么测摆度不能在转动中读数的原因。对于刚性支承的推力轴承,只要停止施加这种不平衡的力,转子还能返回到中间位置但弹性支承
的推力轴承,转子就不容易返回了,因为弹性支承能吸收不均匀力,这样一来,盘车测量的数值会有较大的误差。因此,对于弹性支承的推力轴承,盘车时,应设法将弹性支承变为刚性支承。
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弹簧油箱的外面设计有一保护套,此保护套一方面对弹簧油箱起保护作用,另一方面也作为盘车时的刚性支承使用,将保护罩旋到底,使之变成刚性支承,就可以用与刚性支承推力轴承的相同方式盘车。
对于平衡块支承的推力轴承,盘车时可先用楔子将下平衡块楔住,使其变成刚性支承,然后盘车。
刚性盘车合格后,还要进行弹性盘车,将上导和下导的轴瓦间隙都调至0(03,0(05mm,在镜板的外缘架百分表,盘车检查镜板的轴向摆度,应不超过表1,3规定的值。
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表1,3 推力轴承镜板允许的轴向摆度
镜板直径(m) 轴向摆度(mm) 镜板直径(m) 轴向摆度(mm)
0.10 >3.5 <2(O O(20
0.15 2(O,3.5
弹性盘车也是综合检查机组轴线和各弹性油箱受力情况的一种方法,可以校核刚性盘车的结果。弹性盘车时,各弹性油箱受力应一致。
弹簧支承的推力轴承,用刚性支承推力轴承的相同方式盘车。
对于没有下导轴承的半伞式机组,在用
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上导作为限位轴承进行刚性盘车后,也应该用与弹性盘车的相同方式进行校核。即抱住水导瓦
和上导瓦,盘车检查镜板的轴向摆度。
五(盘车摆度值的计算:
由于“两表八点法”是我国多年来沿用的方法,其计算方法在许多书本中都有介绍因此,这里以“两表两点法”为例说明计算方法:
在轴的表面上,从+Y位置开始,等分四点,并按顺时针方向编号,作好标记。在固定部分的+X、+Y方向各装一块百分表,+Y方向的表对准的是1点,+X方向
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的表对准的是2点。将两块百分表的大针调至零位,并使百分表的小针对准某一整数位,如5mm(这是为了偏摆超过lmm时不致发生误差),记下此时百分表的读数a1、a2(这两个数为0或5.00)。使转子旋转180?后,这时候+Y方向的表对准的是3点,+X方向的表对准的是4点,停下转子后记录百分表的读数,并将此读数值减去推力头处的同方位百分表的读数值,得到a3、a4的值。再将转子转动180?,两块百分表应该回到零位。如果有较大的误差,应作全面检查,找出产生误差的原因并消除,然后重新盘车。
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