一次液力耦合器潤滑油壓故障分析及處理

王大偉

摘要：發(fā)電廠高壓給泵等設備配套的調(diào)節(jié)性液力耦合器，是一種可以調(diào)節(jié)輸出功率和轉速的液力機械，置于電機及給泵之間進行動力傳遞。某電廠使用的YOTcp580型液耦運行時油壓正常，停機后運行輔助油泵無油壓，影響軸瓦降溫及潤滑。檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)其主要部件單向閥組中一處閥座變形造成滾珠卡澀，分析并制訂了檢修措施，消除了油壓異?，F(xiàn)象，延長了設備使用壽命。

關鍵詞：液力耦合器;輔助油泵;單向閥組;加工閥座

0 引言

為消除液力耦合器停機后的潤滑油壓異?，F(xiàn)象，對油路部件進行拆檢并確定檢修措施，從設備的潤滑油油路系統(tǒng)分析、單向閥組構成及動作分析、加工閥座等角度入手，判定了異常原因和針對性處理措施，解決了潤滑油油壓異常問題，使得液力耦合器運行各潤滑油壓保持在標準范圍內(nèi)。

1 液力耦合器（以下簡稱：液耦）結構及工作原理

1.1結構簡述

該高壓給泵液力耦合器型號YOTCP580，為部分箱體式出口調(diào)節(jié)型液耦[1]，其主要由箱體、旋轉組件、供油組件、排油組件、導管操縱機構、儀表裝置及冷卻器等輔助件組成。水平剖分箱體由箱蓋和箱座兩部分組成箱體，用來支承旋轉件，并形成油箱。輸入組件包括輸入軸、背殼、外殼壓蓋、殼體軸承套、泵輪、外殼和泵輪軸承套;輸出組件包括渦輪和輸出軸。主油泵采用正移矩擺線轉子泵，裝在液耦的泵殼體上，由輸入軸帶動的齒輪副驅動。輔助油泵采用齒輪泵由電機驅動，提供液耦停止工作后各處所需的潤滑油。

1.2 工作原理

設備啟動時，由輸入軸上的齒輪驅動油泵把耦合器箱底的油打出，經(jīng)過油冷卻器到導管殼體內(nèi)，再經(jīng)泵輪上的進油口進入工作腔。當耦合器運轉時，油液從工作腔經(jīng)過泵輪邊緣的通道溢出，進入導管腔。在導管殼體里，有一水平放置并可徑向伸縮的導管。導管口伸入到導管腔內(nèi)，導管的伸縮由電動執(zhí)行器控制，而導管口的徑向位置決定了導管腔里油環(huán)的厚度，即工作腔里的充液量，從而決定了輸出轉速。當導管伸入旋轉著的油環(huán)時就把油從導管腔內(nèi)引出，減少了油環(huán)的厚度，并把油液排入箱體底部，供循環(huán)使用;相反的，導管縮回時，使油環(huán)厚度增加，工作腔內(nèi)就保持較多油液，這樣，利用外部控制裝置使導管在“充滿”和“抽空”兩種極限位置之間進行調(diào)節(jié)，從而得到了輸出軸的無極變速。停泵后主油泵隨停，啟動輔助油泵進行供油，該液耦使用#32汽輪機油。

2 液耦輔助潤滑油系統(tǒng)介紹

該液耦采用的滑動軸承支承，與耦合器連接的電機、給泵軸承均采用油箱的稀油潤滑，并設有輔助潤滑供油裝置，其功能為在機組啟動前、停機后以及液耦主油泵出現(xiàn)故障時，向液耦、電機或工作油提供足夠合格的潤滑油。輔助潤滑供油裝置由吸油管（設180μm進油濾芯）、輔助油泵（齒輪泵）、單向閥組（1只）、雙聯(lián)濾網(wǎng)（40μm）、潤滑冷卻器、儀表及閥門等。

輔助潤滑供油裝置工作原理[2]：啟動前或停機后，電機帶動輔助油泵工作，經(jīng)單向閥組后，進入雙聯(lián)濾網(wǎng)，一部分供應液耦的滑動軸承，另一部分經(jīng)冷卻器后，供電機和給泵軸承潤滑。液耦正常工作后，停用輔助油泵，耦合器主油泵供出的工作油經(jīng)主冷卻器后，到進口法蘭，大部分油進入耦合器工作，另外的油經(jīng)過單向閥組，到雙聯(lián)濾網(wǎng)后，一部分供耦合器滑動軸承潤滑，另一部分經(jīng)冷卻器供電機、給泵軸承潤滑。根據(jù)液耦設備維護要求，主油泵及輔助油泵啟動時，調(diào)節(jié)閥開度控制應使單向閥組前的壓力為0.15—0.35Mpa。

3 異常情況分析

3.1 異常情況描述

某日該高壓給泵運行時油壓正常，停機后輔助油泵運行出現(xiàn)潤滑油壓不起壓，正常運行油壓應在0.1—0.3Mpa間可調(diào)，一般調(diào)至0.2bar。 對液耦單向閥組拆檢發(fā)現(xiàn)其輔助油泵運行時應開啟的單向閥，因閥座變形造成滾珠卡澀，油壓無法將滾珠推下另一端并無法打開油口。

3.2 單向閥組組件及油通路說明

該單向閥組集成了單向閥、進油濾網(wǎng)進出口、雙聯(lián)濾網(wǎng)進出口、調(diào)壓閥進出口、輔助油泵進出口，油口及流向較復雜。

當輔助油泵工作時：油自#6口吸油并通過進油濾芯進入#1口（與#5口通）;油流經(jīng)過輔助油泵后，自#2口泵出（#1、#2口用外置管道接通），推動滾珠滾向#7口，堵塞油流進入工作油通道，并進入#3口，以便調(diào)壓閥調(diào)整壓力（調(diào)整后多余油流回到#1口循環(huán)），同時流向#4口進入雙聯(lián)濾網(wǎng)（該濾網(wǎng)外置），最后從#8口（#4、#8口用外置管道接通）流出作潤滑油。

當主油泵工作時：油自#7口流入閥組，推動滾珠滾向并堵塞#2、#3口通道，避免輔助油泵倒轉及泄壓，油直接通過#4口進入雙聯(lián)濾網(wǎng)，最后從#8口流出作潤滑油。如圖1所示，單向閥組油路簡圖。

3.3 異常處理及分析

現(xiàn)場緊急處理為拆下調(diào)壓閥，自#3口用內(nèi)六角扳手等工具扳動滾珠，使其向#7口滾動，再連接調(diào)壓閥，啟動輔助油泵，此時潤滑油壓就地顯示為0.19Mpa，盤上顯示1.7bar，符合運行要求。

4 檢修方案及實施

制作#3口處閥座，裝復后消除因原閥座變形而造成的卡澀;量取滾珠處通道直徑32.4mm左右，制作32.2mm閥座，閥線處坡口45°，高度8mm，材質(zhì)#45碳鋼，使得具備較好的剛性、強度和耐磨性，如下圖2，加工閥座圖。裝配時，研磨滾珠通道使其光滑，澆入潤滑油后放入該加工閥座，使用銅棒輕敲，由于原閥座直徑較小，加工閥座底部接觸到原閥座后，再用力敲緊即可，放入滾珠后來回滾動無異常。整體部件裝復后調(diào)整油壓，故障消除。

5 結論

該液耦單向閥組為鑄造整體加工，其間通道均為潤滑油通路，各處出現(xiàn)缺陷后影響整體動作和油壓。根據(jù)其結構型式，分析缺陷和故障出現(xiàn)原因及處理方案，選擇最為可靠簡易的方案進行檢修實施，可有效延續(xù)該部件和設備的使用壽命。

參考文獻：

[1]朱剛.調(diào)速型液力耦合器的應用及故障分析，內(nèi)蒙古石油化工，2012（15）：76-78.

[2]廣東中興液力耦合器制造有限公司.YOTcp調(diào)速型液力耦合器產(chǎn)品說明書.2004（8）.