水轮发电机制动器问题与措施之二

1、水轮发电机制动器的问题与措施之二作者已在百度文库发表文章“水轮发电机制动器的问题与措施”一文，对比较常见的问题：1,活塞憋卡不能复位2,密封破损、漏气漏油3,油污染4,粉尘污染5,制动块偏磨和磨损快进行分析和总结，并提出解决方案，本文则对出现的个案问题进行剖析并提出改进措施，为制造厂和用户及安装施工单位提供参考。1,制动块托板变形托板变形即有设计原因也有使用原因。设计原因是托板厚度设计的较薄，原来铸钢托板结构有一圈圆形立筋（图一），这对托板刚度起到加强作用，托板采用钢板后，托板厚度没有增加，减弱了托板刚度。其二是托板的万向节结构采用球面块点接触（图二），点接触会使托板受到最大弯矩，很容易变形。

2、其三是使用不当，在对制动器进行油压试验时，需要一个打压用框架，特别是安装工地临时焊接框架上下横梁刚度不够，打压时横梁变形与致托板变形，也可能只在托板两端加垫铁，造成托板弯曲变形。一，带有讦形立筋铸积托板中心单支点吒板受力措施有1.1, ,适当增加钢板厚度，建议220制动器托板厚35mm,中280制动器托板厚45mm,315制动器托板厚50mm。1.2, 托板的万向节结构采用碟簧取代球面块（详细说明见百度文库“水轮发电机制动器的问题与措施”项5,）,顶转子和油压试验时活塞上平面与托板接触（图三），减少了托板的弯曲力矩，托板不至于变形。图三，舌塞平面描触托板受力1.3, 在油压试验过程，应随时检查

3、托板变形，如果不能保证托板变形控制在弹性变形范围内，请将托板拆下，只做活塞和气缸油压试验，同样可以满足试验要求。2,托板导向定位销折断我们知道制动器的制动块为矩形，与制动块摩擦接触的制动环沿同心圆形轨迹旋转，通过制动块中心按该点制动环半径画圆(图四)，制动块表面积半径外部分大于半径内部分，也就是说制动时制动块半径外部分的摩擦力大于半径内部分的摩擦力，发电机如果是顺时针旋转，制动块也要按中心支点做顺时针旋转，位销就是为防止旋转而布置 为标准，计算托板旋转力：F=S x pxf x 0.1我们以 280制动器为例，半径内外面积相差10%制动器分布直径越大制动块半径内外面积相差越小，旋转力就越小，托

4、板导向定式中:S活塞面积615cm22p气压0.7Mpa=70N/cmf摩擦系数0.4F=615X70X0.4X0.1=1720N托板与向定位销分布半径大于旋转力平均半径，这里不考虑力臂关系，10导向定位销的剪切应力r=1720/(H/4X12)=2190N/cm2=21.9MpaQ235圆钢抗拉强度Sb,372461Mpa,剪切强度r0.60.88b从计算看出，托板旋转力不可能剪断105向定位销，那么是什么力使与向定位销折断，作者曾在制动器装配现场用手搬压制动托板，有个别制动器托板丝毫不动，说明托板被卡住，正常情况托板与活塞的万向节连接，托板应该在所有方向都可以轻微摆动，以适应发电机制动环水

5、平而波浪度。该制动器有4个中10导向定位销，由于图纸没有标注位置度形位公差，尽管导向定位孔为12,装配后还是有个别导向定位销被卡住，被卡定位销在机组制动时会受到制动剪切力，托板随制动环不平度影响而倾斜会受到弯折力，以及反复作用的疲劳力，这就是托板与向定位销折断的原因。措施有2.1, 托板的销钉孔和气缸的导向孔应与端面垂直，增加位置度形位公差。2.2, 由4个改为2个导向定位销，按制动器轴线对称分布。2.3, 气缸上与向孔改为中13。3,吸尘罩毛刷围带金属压板螺钉脱落，压板将定子线棒绝缘敲击破损金属压板围绕制动块托板两个侧面和集尘盒，用螺钉将毛刷围带和压板固定在托板侧面和集尘盒上，螺钉应涂厌氧胶

6、以防止松动，制造厂没有涂厌氧胶，导致一侧托板螺钉脱落而另一侧没有脱落，压板松开拉直，在转子带起的风流作用下，金属压板随风摆动敲击定子线棒使绝缘破损。措施有3.1, 螺钉涂防松厌氧胶。3.2, ,金属压板分成3段，托板两侧和集尘盒处各一段。3.3, 改进结构，制动块侧挡板与集尘罩合为一体（图五）。图五，制动块挡板与集尘置合一4,制动器材料选择不当现在为了降低成本仍有厂家采用不当材料，比如气缸采用铸钢，活塞采用铸铁，因为铸件材质不密实，经常出现夹渣、气孔、酥松，裂纹等现象，造成制动器渗漏，当制动器活塞采用聚四氟乙烯导向带结构，铸铁活塞已没有任何优点。措施有4.1, 气缸采用厚壁无缝钢管。4.2,

7、活塞采用扎制和精锻圆钢。4.3, 制动块托板和制动器底板采用厚钢板。5,标准制动块厚度较厚制动块厚度磨损量为102mm,当前制动块标准厚度为3040mm,考虑制动块固定结构，制动块的厚度完全可以减少到2022mm,制动块价格比较贵，约占制动器总价格的10%,磨损后的制动块只能当废料，所以减薄制动块可以降低制动器成本，制动块厚度减薄后增加制动托板厚度，防止托板变形，制动器的其他结构部分不变。制动块材料配方不变是不可以随便减薄的，制动块会在制动时压应力和剪应力的联合作用下而断裂，必须提高制动块材质的抗冲击韧性才可以减薄制动块厚度。哈尔滨银河电机制造有限公司已开展工作。措施有5.1, 提高制动块材质

8、的抗冲击性能。5.2, 制动块在托板上的固定结构做相应改动。6,制动器高度不统一国内虽然有行业标准，在制动器结构改进过程各企业制定自己企业标准，比如220制动器标准高度有350mm和双活塞气压复位420mm,280制动器标准高度有400mm和双活塞气压复位500mm,对于新建电站来说问题不大，制动器的支墩要按企业提供的产品来设计，如果老电厂要进行技术改造，则很难选择增高产品，将制动器支墩削减高程要付出很大代价，所以企业尽可能生产技术改进但高度不变的产品。哈尔滨银河电机制造有限公司可以生产增加高度和不增加高度尺寸的两种双活塞气压复位制动器（活塞镶嵌聚四氟乙烯导向围带），为老电厂改造带来方便。措施

9、有1.1 ，减少进排气孔径，适当减少大螺母高度。1.2 ，改气缸与底板的焊接结构为螺钉把合O形圈密封结构，增加布置空间。7,结论当今国内水轮发电机用制动器的设计与制造技术已经相当成熟，只要按照下面推荐的技术生产制造，绝对不会出现活塞憋卡、密封寿命短漏油漏气、托板变形等问题，那怕只有一次，都可以对照这些技术找出答案，选择的项目越多产品越可靠，文章最后把制动器结构成熟技术推荐给读者：1 ，制动器采用三腔（油腔、制动气腔和复位气腔）双活塞（油压活塞和气压活塞）气压复位结构。优点是油气分开不污染环境，复位力大活塞不憋卡。2 ，配置制动气压复位的管路系统（含控制柜）。见百度文库“水轮发电机制动器利用制动气压复位方法”。优点是一次供气可以解决制动和复位功能，节能一半。3 ，活塞外圆镶嵌聚四氟乙烯导向围带。优点是活塞和气缸金属部分不接触，气缸永远光亮不拉毛，延长滑动密封使用寿命。4，减少制动块厚度和增加托板厚度。优点是提高制动块材料利用率，减少成本和减少托板变形。5，制动块托板与活塞之间的万向节结构采用碟簧和圆垫块。优点是油压顶转子和油压试验时活塞上平面与托板接触，减少托板变形。6，气缸采用厚壁无缝钢管，活塞采用圆钢，不用铸钢铸铁材料。优点是杜绝渗漏。7 ，制动器气缸与底板采用螺钉把合橡胶圈密封结构。优