直崗拉卡電站液壓扭力拉伸器修復

李忠信，俞長宏

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

直崗拉卡電站液壓扭力拉伸器修復

李忠信，俞長宏

（青海大唐國際直崗拉卡水電開發有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：直崗拉卡電站為國內黃河徑流電站，發電機組為貫流轉槳式水輪發電機組，部分關鍵設備、安裝工具和制造技術從國外引進，機組尺寸大、結構復雜。隨機供給的唯一1臺液壓拉伸器在1號機組大修時出現故障——控制桿頭折斷，活塞直徑漲大。經對其測繪、工作原理分析，故障原因查找、處理，最終修復，滿足使用要求。

關鍵詞：直崗拉卡電站；液壓拉伸器；接力器；自動控制閥；換向閥

1前言

直崗拉卡電站于2005年6月第1臺機投產發電。2006年6月最后1臺機投產發電，電站安裝4 臺38MW的貫流轉槳式水輪發電機組，2014年5月，安裝了1臺38MW的機組，共裝機190MW，其中4臺（1號、2號、3號、4號）機組設備由天津阿爾斯通公司生產制造。5號機組由浙江富春江水電設備公司制造。

阿方在供1～4號水輪發電機組的轉輪設備時，配備了1套轉輪螺栓拉伸工具，用于對轉輪缸蓋M90的24個螺栓和轉輪軸與轉輪體連接的12個M100螺栓進行拉伸。經過4臺機組安裝和1臺機組擴大型大修，共約150個大螺栓的拉伸后，2012年12月，在1號機大修時，拉伸器在拉伸過程中出現故障，故障現象是手、自動均不能動作。

由于，①該設備在發電機組安裝時，阿方來工地進行技術指導，當時只教會使用方法，沒有提供該拉伸器的結構裝配圖紙和性能、工作原理說明書，不知道零部件之間的相關尺寸，故障點判斷不明確，還未找到真正的故障點；②考慮到檢修計劃時間短，任務的緊迫性，拉伸器在轉輪回裝時使用。電廠領導邀請上海液壓千斤頂廠來直崗拉卡電廠查看，要求將該拉伸器在一個月內修復。上海液壓千斤頂廠前后來人兩次對拉伸器進行查看，因無法保證在規定時間內修復，最后放棄了修理。我們考慮到檢修時間短，任務重，拉伸器修不好，就無法保證在規定時間內將機組檢修任務完成。故，對其立即進行全部分解檢測，繪制出零件圖和裝配圖，找出故障原因，對故障進行了修復。經試用，手、自動切換均正常，完全滿足要求，順利地將轉輪缸蓋M90的24個螺栓和轉輪軸與轉輪體連接的12個M100螺栓進行拉伸完畢。

下面對其從結構，原理，故障原因分析和處理方法，分步進行介紹、分析和說明。

2結構說明

該液壓扭力拉伸器由油泵，油箱，軟管，拉伸器等組成。拉伸器由接力器，力臂桿，扳子頭組成。接力器由前后缸蓋，后支座，活塞，活塞缸，自動換向控制桿，換向閥及油管路組成。

圖1自動液壓拉伸器油路控制原理圖

后缸蓋由中心管和控制桿，液壓分配閥組成。

控制桿前后移動時改變油路方向，然后操作控制閥的伺服滑閥，滑閥左右移動時改變油路方向、操作接力器活塞前后移動，從而活塞作往復運動。

圖2

扳子頭上帶有幅條形狀的扇形棘齒，從而實現單向進給，接力器活塞向前推進時，通過棘齒將力矩傳至扳子頭，由扳子頭傳力至螺母。將力臂上下翻轉后，可改變扳子頭工作時旋轉方向。當油壓達到壓力整定值時，油泵停止打油。伸長值也可通過壓力調節器進行整定。設計壓力值為70MPa。

3工作原理分析

該液壓扭力拉伸器可以進行手動和自動操作。

（1）手動操作

（圖3、圖4所示）當X管為壓力油，滑閥在右端時，油經過滑閥中間油腔，分別進入D管和接力器前腔，進入接力器前腔的油將接力器活塞推回（推向左端）。進入D管的油經自動控制換向閥中間油腔至C管，然后到自動控制閥小活塞的右端腔，同時，壓力油推動小活塞和滑閥至左端，D腔仍為壓力油，E腔進入壓力油后接力器活塞改變行走方向，向前推進（推向右端），同時接力器前腔油由滑閥右端腔流經中心孔，從Y管排出，到油箱。

當X管為壓力油，滑閥在左端時，壓力油經滑閥中間油腔進入D和E管，進入E管油推動接力器活塞向前移動（向右移動）。進入D腔的壓力油走向與上面所述相同。

圖3接力器總裝配圖

圖4接力器放大圖

當Y管為壓力油，滑閥在右端時，油經過滑閥左端油腔，同時進入A和E管，進入E管的油到接力器后腔，進入接力器后腔的油將接力器活塞向前推（推向右端）。進入A管的油流經自動控制換向閥左端腔，然后進入右腔，最后至B管，進入自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥到右端。

當Y管為壓力油，滑閥在左端時，壓力油經滑閥左端油腔進入A管和滑閥中心孔進入接力器前腔。進入A管油流經自動控制閥右端腔，然后進入B腔，最后至自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥到右端，同時E管進入壓力油從而接力活塞改變移動方向。前腔油經滑閥中間油腔排出至油箱。從而通過手動換向閥切換，實現接力器活塞向前后做往復移動。

（2）自動操作

當X管為壓力油，滑閥在右端時，油經過滑閥中間油腔，分別進入D管和接力器前腔，進入接力器前腔的油將接力器活塞推回（推向左端）。進入D管的油經自動控制換向閥中間油腔進入C管，然后到自動控制閥小活塞的右端腔，同時，壓力油推動小活塞和滑閥至左端，D腔仍為壓力油，E腔進入壓力油后接力器活塞改變行走方向，向前推進（推向右端），同時接力器前腔油由滑閥右端腔流經中心孔，從Y管排出，到油箱。當接力器走到缸體前端頭（缸體右端頭），自動控制桿前端頭被拉，自動控制換向閥換向，周而復始，接力器活塞在缸體內做往復運動。

當Y管為壓力油，滑閥在右端時，油經過滑閥左端油腔，同時進入A管和E管，進入E管的油到接力器后腔，進入接力器后腔的油將接力器活塞向前推（推向右端）。進入A管的油流經自動控制換向閥右端腔，然后進入B管，最后至自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥到右端。同上，接力器活塞在缸體內做往復運動。

當Y管為壓力油，滑閥在左端時，壓力油經滑閥左端油腔進入A管和流經滑閥中心孔，進入接力器前腔，活塞向后移動，同時E腔排油至油箱。A管油流經自動控制閥左端腔，然后進入自動控制換向閥右腔，經B管，進入自動控制閥的小活塞的左端腔推動小活塞和滑閥向右端移動。

同理，活塞在接力器腔內移動到端頭時改變方向，做往復運動。

4故障原因及修復方法

故障原因：將拉伸器拆開分解，發現自動控制閥桿斷開，當時認為故障原因已全部查到，但將裝配圖繪制完成后，通過裝配圖分析，自動控制閥桿斷開后，通過操作手動換向閥，接力器仍可移動。每走到端頭時，操作手動換向閥，可改變活塞行走方向。

之后，對缸體和活塞的配合尺寸進行測量，發現活塞一端頭的直徑已變大，活塞頭已變形。變形原因是：當松開螺母時，由于銹蝕，壓力整定值至100MPa時才能將螺母松開，該液壓扭力拉伸器也就是在松開螺母時，油壓壓力值過大。通過壓強計算分析可知，端面接觸擠壓產生的應力已大于該材料的允許擠壓應力。活塞在正常工作時，活塞快要走到端頭，與缸體接觸前已換向，活塞端面與缸體內端面不接觸，不會發生擠壓變形，當自動控制的端頭斷開后，接力器失去自動換向功能，兩端面直接接觸產生擠壓變形。

修復方法：對自動控制換向桿頭部上車床切除后打孔，攻M5絲孔，用M5×25螺栓涂鎖錠膠后擰入，對活塞在車床上進行車削修復。首先在機床上找正，然后進刀車至原來直徑。有一種比較快速、簡便的方法，即可達到使用要求，又可消除車床本身的誤差造成的加工橢圓和不同心。方法是邊進刀，邊切削，直至切削圓周長度的三分之一后，再旋轉活塞120°，多次旋轉后車削，可消除車床三爪誤差造成的加工橢圓和不同心。修復后的活塞滿足使用要求。

5注意事項

（1）裝配時注意組合密封的位置，方向、大小、規格。

（2）由于高油壓裝置，閥心部件小而精密，應避免精密部件被劃傷，產生毛刺或損傷。

（3）閥體內必須干凈，無雜質，

6結語

諺語說：“工欲善其事，必先礪其器”。快速、高效的現代化建設離不開先進工器具的使用。目前，國內大中型電站機組安裝大螺栓拉伸所采用的方法是用液壓拉伸器拉伸后用人力旋緊，其種方法雖較以前使用的工器具先進，但其工效仍低，勞動強度大。本文所述的拉伸器是一種高效、方便、靈活用于水電站大螺栓擰緊的拉伸工具，其結構、原理可為國內制造廠家參考和借鑒。

中圖分類號：TK730.8

文獻標識碼：B

文章編號：1672-5387（2015）12-0047-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.017

收稿日期：2014-07-31

作者簡介：李忠信（1962-），男，工程師，從事水電站機電安裝、設備運行檢修維護及管理工作。