一種風力發(fā)電液壓鎖定銷使用及維護

史春香 史運鋒

摘要：風力發(fā)電機組液壓鎖定銷的作用是風力發(fā)電機組維護人員在進行檢修時用于鎖定風輪的重要安全裝置。風力發(fā)電機組進行檢修時，一般先通過制動系統(tǒng)使風輪及主軸停轉(zhuǎn)，然后驅(qū)動風輪鎖定機構(gòu)的鎖緊銷沿圓柱銷孔向前移動，使鎖緊銷前端的錐形部位伸進風輪鎖定盤的錐形銷孔，將風輪鎖定，確保人員和設備的安全，據(jù)此，介紹了一種液壓鎖定銷的總體設計，安裝使用及維護。

關(guān)鍵詞：風力發(fā)電;液壓鎖定銷;維護

中圖分類號：TB文獻標識碼：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.01.098

1工作原理

現(xiàn)有的兆瓦級風力發(fā)電機組風輪鎖定機構(gòu)一般為液壓驅(qū)動形式，如圖1所示，風輪鎖定機構(gòu)通過機殼蓋安裝在主機架上，鎖緊銷左側(cè)的錐端能夠插入到鎖定盤的錐形孔內(nèi)，活塞桿左端的活塞部分被限制在鎖緊銷的內(nèi)孔油缸內(nèi)，右端與鎖緊螺母通過螺紋連接。需要風輪鎖定時，液壓系統(tǒng)通過活塞桿內(nèi)部的油孔向鎖緊油腔內(nèi)供油，鎖緊銷在液壓油壓力作用下向左移動，插入到事先對準的轉(zhuǎn)子鎖定盤的錐形孔內(nèi);需要風輪解鎖時，液壓系統(tǒng)通過活塞桿內(nèi)部的油孔向解鎖油腔內(nèi)供油，鎖緊銷在液壓油壓力作用下向右移動，退出鎖定盤的錐形孔，移動到主機架內(nèi)的圓柱孔內(nèi)。該種風輪鎖定機構(gòu)優(yōu)點是鎖緊銷承受鎖定力矩大、自動化程度高。

液壓鎖定銷是一種為有源操作而設計的鎖芯。液壓鎖定銷的設計是通過鎖定銷的錐形體吸收放在側(cè)面的鎖緊盤的分力。因此，要防止對其做任何無意圖的移動。在操作液壓鎖定銷之前，必須使側(cè)面的鎖緊盤完全靜止。

當風力發(fā)電機組需要停機維護時，鎖定盤隨風輪一起在風機制動系統(tǒng)的作用下停止轉(zhuǎn)動，鎖緊銷在液壓驅(qū)動力作用下向前伸出，鎖緊銷錐端伸入鎖定盤的錐形孔，實現(xiàn)對風輪的鎖定;維護結(jié)束后，鎖緊銷在液壓驅(qū)動力作用下向后縮回，退回到主機架的圓柱銷孔內(nèi)。

鎖定銷通入壓力后產(chǎn)生力。反作用力通過固定的活塞桿傳遞給鎖定銷，鎖定銷可通過標有O （=OUT）、 I （=IN）的連接口的液壓排放達到往復運動。

鎖定銷必須導入輸入錐孔里克服側(cè)力來獲得鎖定功能。

液壓鎖定銷的結(jié)構(gòu)（見圖2）主要有鎖定銷、活塞、密封圈、防塵圈、導向環(huán)、擋蓋、外殼蓋、防退裝置（定位桿，導向套，限位桿）、位移開關(guān)等組成。

2結(jié)構(gòu)特點

（1）為解決風機葉輪鎖定銷頻繁報出鎖定銷未退出故障報警，保證鎖定銷油液從有桿腔向無桿腔泄漏量控制在最小，經(jīng)過分析將液壓鎖定銷結(jié)構(gòu)進行如下改進：

①將安裝外殼蓋沉下5mm（安裝外殼蓋的安全系數(shù)較高），加大了液壓鎖定銷的行程，增加鎖定銷報警行程（11mm）。

②有桿腔與無桿腔密封由原來兩道導向帶+格萊圈，更改為斯特封+導向帶+格萊圈，提高有桿腔到無桿腔的密封性能，降低有桿腔到無桿腔的泄漏量。

（2）為解決鎖定銷在現(xiàn)場報自動伸出的故障， 在止退桿上增加拉住銷體的功能.即限位桿和定位桿原分體結(jié)構(gòu)變?yōu)橄尬粭U上伸長用螺紋擰入定位桿變成一體，防止鎖定銷伸出。

（3）采用手動解鎖機構(gòu)，能夠獨立或與液壓系統(tǒng)結(jié)合使用，解決鎖緊銷的卡死問題。

（4）通過手動操作作為斷電時應急使用，并可與液壓系統(tǒng)結(jié)合使用，以降低液壓系統(tǒng)壓力，避免了過高的液壓系統(tǒng)壓力會對液壓系統(tǒng)元件及油缸密封造成的不良影響，可有效延長液壓系統(tǒng)使用壽命，并避免能源的浪費。

（5）鎖定銷的動作是否可靠到位，需要通過位移傳感器來進行監(jiān)測，位移開關(guān)可監(jiān)測鎖銷的移動距離，控制器與傳感器相連，用于向終端發(fā)出控制指令，兩個位移開關(guān)實現(xiàn)雙重保護。

（6）液壓鎖定銷伸進底部采用平截長方棱錐體結(jié)構(gòu)，鎖定退出方便，而國外采用圓錐體結(jié)構(gòu)容易卡死。

3裝配工裝設計

3.1實驗工裝設計

實驗過程中，活塞的持續(xù)推進需要試驗工裝把與現(xiàn)場的安裝位置處固定的裝置，設計模擬現(xiàn)場工況，設計下圖的固定工裝，使鎖定銷在液壓站壓力的作用下動作，為滿足橫放要求，上下部分做成方形，便于前后支撐，為使鎖定銷平穩(wěn)運行，在四根導柱的位置加裝了能調(diào)節(jié)上下位置的v型支撐塊（具體結(jié)構(gòu)圖3），此工裝能滿足鎖定銷橫豎位置實驗要求。

3.2安裝活塞上密封的工裝設計

活塞桿上密封的裝配：安裝活塞桿件上密封需要專用的工裝（見圖4），把密封件套入專用工裝錐體端上，用帶有臺階的另一端裝入活塞（圖2）密封的一端，活塞端的限位臺階面與工裝的臺階面接觸，讓專用工裝上的密封慢慢裝入活塞上密封槽內(nèi)。

3.3活塞與鎖銷的裝配

為保證液壓鎖經(jīng)銷液壓系統(tǒng)前后腔的密封性能，設計的活塞為避免在安裝過程中活塞上密封圈和導向環(huán)的損傷，采用圖5所示工裝，此工裝內(nèi)部裝入活塞上的密封部分，外部與鎖銷（圖2）前端相連，使活塞前部用銅棒緩慢裝入鎖銷內(nèi)。

4液壓鎖定銷的組裝

4.1組裝表面的準備

為使鎖定銷能夠持久而容易地移動，其用于客戶側(cè)外殼鎖定銷的輸入錐孔的表面必須進行清理并用MoS2潤滑。外殼蓋的法蘭表面必須無贓物。

4.2液壓鎖定銷的組裝

（1）檢查并確保外殼的輸入錐孔直角對準鎖緊盤。

（2）液壓鎖定銷在使用前，鎖定銷應在無背壓的狀況下來回滿行程運動若干次。 最好將鎖定銷直立使壓力連接置于最高處來排氣。

（3）用吊裝工具吊裝鎖定銷，并將其插入已準備好的外殼錐孔里（可參見圖1）。

（4）拆卸吊裝工具。將活塞桿推入鎖定銷里，要小心油或油霧從油口噴出。

（5）把安裝螺栓（盡可能采用 10.9級，螺紋用MoS2潤滑）用擰緊扳手按要求力矩將外殼法蘭蓋擰到外殼上，并做放松標記。

（6）連接液壓站。

4.3液壓鎖定銷與液壓裝置的連接

G1/4內(nèi)部螺紋加壓連接位于活塞桿的前側(cè)。鎖定銷的拉出可通過標有O（=out）的連接處的壓力排放來獲得，其縮回可通過標有I（=in）的連接處的壓力排放來獲得，最大工作壓力為25MPa。

4.4液壓鎖定銷的排氣

液壓鎖定銷在使用前，鎖定銷應在無背壓的狀況下來回滿行程運動若干次。 最好將鎖定銷直立使壓力連接置于最高處來排氣。

5結(jié)束語

此鎖定銷的介紹裝配過程，結(jié)構(gòu)設計克服了誤報警引起的停機，增加了防退保護裝置和手動自鎖功能，采用專用工裝裝配的液壓鎖緊銷更能保證整機性能，安全性能上得到了更進一步保證。

參考文獻

[1]Q/JZJR002-2017 液壓轉(zhuǎn)子鎖定銷[P].

[2]ZL2017216441554一種鎖定裝置及風力發(fā)電機[P].