單卷筒雙驅(qū)動形式齒輪副側(cè)隙值對同步運行的影響

馬新彥,魏立發(fā),胡美玲

(華電鄭州機械設(shè)計研究院有限公司,河南 鄭州 450052)

0 引言

金沙江溪洛渡水電站是中國僅次于三峽工程的特大型水電工程,電站以發(fā)電為主,總裝機容量12600MW,兼有防洪、攔沙和改善下游航運條件等巨大的綜合效益。啟閉設(shè)備由華電鄭州機械設(shè)計研究院有限公司設(shè)計,中信重工機械有限責(zé)任公司制造。其中,#1導(dǎo)流洞啟閉機的啟閉力為 2×8000 kN,也是目前國內(nèi)啟閉力最大的啟閉機,設(shè)計時每個吊點采用單卷筒雙驅(qū)動的形式,在卷筒兩端各設(shè)置 1套驅(qū)動裝置,每套驅(qū)動裝置由變頻電動機、減速器、開式齒輪組成,卷筒直徑為 2 800mm,齒輪模數(shù)為 28,齒數(shù)比為 127∶21,這種形式的難點在 2套驅(qū)動裝置的同步。在廠內(nèi)安裝調(diào)試過程中,對機械和電氣同步做了試驗,試驗中發(fā)現(xiàn),側(cè)隙的調(diào)整對設(shè)備的性能影響很大,對側(cè)隙值做了調(diào)整,使設(shè)備性能處于最佳狀態(tài)。

1 單吊點 2臺電動機轉(zhuǎn)矩同步及側(cè)隙調(diào)整

2006年 10月 10日下午,電動機與減速機脫離,變頻器開始運作。設(shè)備恢復(fù)正常后,電氣采用閉環(huán)控制,調(diào)試#1及#2電動機及減速機所在的#1吊點,此時 2組大、小齒輪的側(cè)隙為 1.75mm,電源頻率為 7Hz時下降運行:1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪;反轉(zhuǎn)啟動瞬間有異常響聲,停機后測量側(cè)隙(#2齒輪副為 2.4mm,#1齒輪副為 2.0 mm),此時大、小齒輪的位置已經(jīng)變動。

2006年 10月 11日上午,偉肯(VACON)蘇州電氣有限公司技術(shù)人員檢查變頻器參數(shù)。裝配工人調(diào)整#2電動機及#1電動機及減速機所在的#1吊點,此時 2組大、小齒輪的側(cè)隙:#2齒輪副為 1.6mm,#1齒輪副為 1.7mm。當(dāng)天晚上,仍采用閉環(huán)控制調(diào)試,電源頻率為 7Hz時,下降運行:1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪。電源頻率為 20Hz時,下降運行啟動瞬間,#1小齒輪軸承座明顯振動,停機后測量側(cè)隙:#2齒輪副為 3.0mm,#1齒輪副為 2.5mm,此時,小齒輪與大齒輪的位置已經(jīng)變動。華電鄭州機械設(shè)計研究院有限公司設(shè)計人員與中信重工機械有限公司生產(chǎn)部、質(zhì)檢部、技術(shù)及工藝部人員開會討論后一致認(rèn)為,側(cè)隙調(diào)整為 2.0mm最適宜,電氣也要做進一步的調(diào)整。

2006年 10月 12日上午,裝配工人調(diào)整#4電動機及#3電動機及減速機所在的#2吊點,此時,2組大、小齒輪的側(cè)隙:#4齒輪副為 2.0,2.05,2.0,2.0 mm(小齒輪一周 4個點);#3齒輪副為 2.0,2.0,2.0,1.95mm(小齒輪一周 4個點)。偉肯(VACON)蘇州電氣有限公司技術(shù)人員調(diào)整變頻器參數(shù)及部分程序,變頻器控制改為開環(huán)控制,電源頻率為 20Hz時下降運行時,1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,此現(xiàn)象交替出現(xiàn),說明電氣補償效果明顯,運行 10min后沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn),停機后測量側(cè)隙:#4齒輪副為 2.0mm,#3齒輪副為 1.98 mm。電源頻率分別用 30,40,50Hz下降運行時1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,此現(xiàn)象交替出現(xiàn),各運行 10min沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。電源頻率用 50Hz上升運行時 1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,該現(xiàn)象交替出現(xiàn),運行30min沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。停機后測量側(cè)隙:#4齒輪副為 2.1,2.05,2.1,2.1mm(小齒輪一周 4個點);#3齒輪副為 2.05,2.0,2.0,2.0mm(小齒輪一周 4個點)。電源頻率為 90Hz下降運行時 1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,此現(xiàn)象交替出現(xiàn),運行 10mm后沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。停機后測量側(cè)隙:#4齒輪副為 2.15,2.05,2.05,2.1 mm(小齒輪一周 4個點);#3齒輪副為 2.05,2.05,2.0,2.0mm(小齒輪一周 4個點)。電源頻率為 90 Hz上升運行時,1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,此現(xiàn)象交替出現(xiàn)。運行 30min后沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。停機后測量側(cè)隙:#4齒輪副為 2.1,2.1,2.05,2.1mm(小齒輪一周 4個點);#3齒輪副為 1.9,1.95,2.0,1.95mm(小齒輪一周 4個點)。

2006年 10月 13日上午,在溪洛渡項目監(jiān)造部監(jiān)理的監(jiān)督下,電源頻率分別用 20,30,40,50,90Hz下降及上升運行時 1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,此現(xiàn)象交替出現(xiàn),各運行 15min后沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。停機后測量側(cè)隙:#4齒輪副為 2.05,1.95,2.05,2.05mm(小齒輪一周 4個點);#3齒輪副為 1.95,1.95,1.95,1.95mm(小齒輪一周 4個點)。

2006年 10月 13日下午,中信重工機械有限公司裝配工人調(diào)整#2及#1電動機及減速機所在的#1吊點,此時 2組大、小齒輪的側(cè)隙:#2齒輪副為2.05,2.05,2.05mm(小齒輪一周 3個點);#1齒輪副為 2.05,2.05,2.05mm(小齒輪一周 3個點),電源頻率分別用 20,30,40,50,90Hz下降及上升運行時 1個小齒輪帶動大齒輪,1個大齒輪帶動小齒輪,此現(xiàn)象交替出現(xiàn)。各運行 5min后沒有異常響聲,運轉(zhuǎn)平穩(wěn)。停機后測量側(cè)隙:#2齒輪副為 2.0,2.0,2.0mm(小齒輪一周 3個點);#1齒輪副為2.05,2.10,2.05mm(小齒輪一周 3個點)。

2 2個吊點的 4臺電動機轉(zhuǎn)矩同步

采用聯(lián)動的控制方式檢驗了 2個吊點之間的 4臺變頻器的同步運行情況,配合調(diào)整了電動機負載平衡參數(shù)的設(shè)置,從現(xiàn)場的實際情況及運行數(shù)據(jù)看,系統(tǒng)運行平穩(wěn),達到了 2個吊點的同步運行要求。

3 結(jié)論

通過現(xiàn)場實際的測試,作者認(rèn)為,調(diào)整這種單卷筒雙驅(qū)動形式的同步時,齒輪副的側(cè)隙調(diào)整值與單卷筒單驅(qū)動的形式不同,應(yīng)放大到 2.0mm才能保證大、小齒輪的正確嚙合,再加上電氣補償,就能可靠地實現(xiàn)雙驅(qū)動形式的同步和雙吊點的同步。

[1]成大先.機械設(shè)計手冊[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.

[2]DL/T 5167—2004,水電水利工程啟閉機設(shè)計規(guī)范[S].

[3]機械工程手冊編輯委員會.機械工程手冊(第 12冊)[M].北京:機械工業(yè)出版社,1982.

[4]DL/T 5019—2004,水利水電工程啟閉機制造、安裝及驗收規(guī)范[S].