汽輪機(jī)低壓軸承箱蓋專用起吊工具設(shè)計(jì)

何鑫， 肖輝敏

（哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司，哈爾濱150046）

0 引言

坐缸式低壓軸承箱在汽輪機(jī)低壓缸電、調(diào)兩端，位于喇叭口形狀的排汽缸外側(cè)，在安裝、檢修、維護(hù)過程中需要頻繁起吊軸承箱蓋。軸承箱蓋的重量在幾百kg到幾t不等，在起吊過程中要求平穩(wěn)，且與其他部件無磕碰。

由于低壓外缸的喇叭口部位對(duì)軸承箱蓋的垂直起吊會(huì)產(chǎn)生阻礙，因此傳統(tǒng)的軸承箱蓋起吊有2種方法：1）直接垂直起吊軸承箱蓋。這種方法雖然操作簡單且方便，但前提條件是，作業(yè)需要在低壓外缸上半為未就位的狀態(tài)下進(jìn)行。現(xiàn)實(shí)情況中，電廠汽輪機(jī)在安裝和檢修時(shí)，經(jīng)常是低壓外缸為就位狀態(tài)，這就不能使用垂直起吊方法。2）拆卸軸承箱中分面把緊螺栓后，先將軸承箱蓋起吊至較低的高度，平移出低壓外缸喇叭口位置后再垂直起吊。這種起吊方法雖避免了第一種垂直起吊法的弊端，在低壓外缸為就位狀態(tài)時(shí)也可以進(jìn)行軸承箱蓋起吊作業(yè)，但是操作難度大，效率低，要求工人有相對(duì)豐富的經(jīng)驗(yàn)，增加了勞動(dòng)者的操作難度和勞動(dòng)強(qiáng)度。特別是在平移過程中，需要人工輔助配合。最重要的是起吊過程中極易產(chǎn)生設(shè)備磕碰和損壞。

綜上所述，傳統(tǒng)的兩種起吊方法都有弊端，為了提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有必要進(jìn)行專用起吊工具的設(shè)計(jì)。

1 專用起吊工具的設(shè)計(jì)

1）專用起吊工具結(jié)構(gòu)。鑒于軸承箱蓋是半圓形，為保證起吊平穩(wěn)，采用三點(diǎn)式起吊，即主起吊梁加吊索的形式。考慮到低壓外缸喇叭口結(jié)構(gòu)的特殊性，采用C型起吊梁，確保起吊工具和外缸間有一定空間，這樣就可以先向上吊起一定高度，再向調(diào)端或電端沒有遮擋的空間部位移動(dòng)。

2）設(shè)計(jì)方案。如圖1，起吊三點(diǎn)分別選在軸承箱蓋上面及側(cè)面，三點(diǎn)均用鋼絲繩與起吊梁連接。主起吊梁3采用懸臂梁結(jié)構(gòu)，為了增加強(qiáng)度防止變形，在上下懸臂梁角接處輔以筋板加固。起吊梁材料選用剛度大的槽鋼加鋼板焊接，制造方便且成本低廉。起吊梁上加裝一起吊托架5，僅對(duì)起吊托架的尺寸要求嚴(yán)格，這樣既保證了配合尺寸，又減少了加工量。吊索一條為鋼絲繩，另兩條采用鋼絲繩加起吊葫蘆形式，這樣可以調(diào)節(jié)鋼絲繩長度，使軸承箱蓋起吊平穩(wěn)。鋼絲繩與軸承箱蓋之間用卸扣連接，卸扣為一弧形開口環(huán)結(jié)構(gòu)，這樣可以解決繩索與中心線的角度問題，并且拆卸方便。

2 UG在起吊專用工具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

圖1 專用起吊工具結(jié)構(gòu)簡圖

UG三維實(shí)體建模在起吊專用工具設(shè)計(jì)中的的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：1）UG在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。低壓外缸喇叭口的形狀對(duì)起吊工具的干涉很大，雖然起吊工具的外形尺寸可以參照喇叭口外形尺寸擬合而定，但在起吊過程中，起吊工具吊起的高度以及橫向位移的距離不容易確定。大體步驟是：首先根據(jù)低壓外缸喇叭口形狀，以及起吊專用工具主要性能參數(shù)和要求，初步確定起吊工具的尺寸。然后利用UG軟件的建模模塊構(gòu)建低壓外缸喇叭口模型及專用起吊工具的實(shí)體模型。最后進(jìn)行仿真模擬起吊過程，最終確定起吊工具的尺寸。2）UG在計(jì)算平衡重心中的應(yīng)用。起吊工具的重心位置關(guān)系到起吊工作的整體平衡性能，更關(guān)系到現(xiàn)場的安全，因此準(zhǔn)確地定位重心坐標(biāo)非常重要。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是經(jīng)過復(fù)雜的計(jì)算，最后算出重心坐標(biāo)，這種方法難度高，誤差大且容易發(fā)生錯(cuò)誤，利用UG軟件自帶的分析命令，可以方便準(zhǔn)確地找到重心。首先以Y-Z平面為基準(zhǔn)，構(gòu)建各個(gè)部件的實(shí)體模型，然后將各個(gè)零部件進(jìn)行布爾求和運(yùn)算。然后使用UG自帶的“分析—測量體”命令即可準(zhǔn)確找出重心位置，如圖 2 所示，質(zhì)心坐標(biāo)：X=0，Y=1 067.8，Z=-1 988.5 mm。根據(jù)質(zhì)心位置，可以準(zhǔn)確地定位起吊吊耳位置，從而避免因重心計(jì)算不準(zhǔn)確導(dǎo)致在起吊過程中發(fā)生不平衡現(xiàn)象。

圖2 利用UG找出重心位置

3 結(jié)語

本軸承箱蓋起吊專用工具結(jié)構(gòu)簡單，制造難度低，成本低；起吊對(duì)低壓缸上半是否安裝沒有特殊的要求，尤其在單獨(dú)對(duì)軸承檢修時(shí)縮短了操作時(shí)間，提高了工作效率；起吊作業(yè)時(shí)對(duì)人的依賴小，降低了對(duì)人身和設(shè)備的傷害的風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)計(jì)中利用UG軟件的建模功能，構(gòu)建整個(gè)專用起吊工具的實(shí)體模型以及低壓外缸的喇叭口模型，不但可以精確地設(shè)計(jì)出起吊工具外形，而且可以仿真現(xiàn)場起吊工作過程，從而避免不必要的干涉。