一种风力发电液压锁定销使用及维护

史春香 史运锋

摘要：风力发电机组液压锁定销的作用是风力发电机组维护人员在进行检修时用于锁定风轮的重要安全装置。风力发电机组进行检修时，一般先通过制动系统使风轮及主轴停转，然后驱动风轮锁定机构的锁紧销沿圆柱销孔向前移动，使锁紧销前端的锥形部位伸进风轮锁定盘的锥形销孔，将风轮锁定，确保人员和设备的安全，据此，介绍了一种液压锁定销的总体设计，安装使用及维护。

关键词：风力发电;液压锁定销;维护

中图分类号：TB文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2019.01.098

1工作原理

现有的兆瓦级风力发电机组风轮锁定机构一般为液压驱动形式，如图1所示，风轮锁定机构通过机壳盖安装在主机架上，锁紧销左侧的锥端能够插入到锁定盘的锥形孔内，活塞杆左端的活塞部分被限制在锁紧销的内孔油缸内，右端与锁紧螺母通过螺纹连接。需要风轮锁定时，液压系统通过活塞杆内部的油孔向锁紧油腔内供油，锁紧销在液压油压力作用下向左移动，插入到事先对准的转子锁定盘的锥形孔内;需要风轮解锁时，液压系统通过活塞杆内部的油孔向解锁油腔内供油，锁紧销在液压油压力作用下向右移动，退出锁定盘的锥形孔，移动到主机架内的圆柱孔内。该种风轮锁定机构优点是锁紧销承受锁定力矩大、自动化程度高。

液压锁定销是一种为有源操作而设计的锁芯。液压锁定销的设计是通过锁定销的锥形体吸收放在侧面的锁紧盘的分力。因此，要防止对其做任何无意图的移动。在操作液压锁定销之前，必须使侧面的锁紧盘完全静止。

当风力发电机组需要停机维护时，锁定盘随风轮一起在风机制动系统的作用下停止转动，锁紧销在液压驱动力作用下向前伸出，锁紧销锥端伸入锁定盘的锥形孔，实现对风轮的锁定;维护结束后，锁紧销在液压驱动力作用下向后缩回，退回到主机架的圆柱销孔内。

锁定销通入压力后产生力。反作用力通过固定的活塞杆传递给锁定销，锁定销可通过标有O （=OUT）、 I （=IN）的连接口的液压排放达到往复运动。

锁定销必须导入输入锥孔里克服侧力来获得锁定功能。

液压锁定销的结构（见图2）主要有锁定销、活塞、密封圈、防尘圈、导向环、挡盖、外壳盖、防退装置（定位杆，导向套，限位杆）、位移开关等组成。

2结构特点

（1）为解决风机叶轮锁定销频繁报出锁定销未退出故障报警，保证锁定销油液从有杆腔向无杆腔泄漏量控制在最小，经过分析将液压锁定销结构进行如下改进：

①将安装外壳盖沉下5mm（安装外壳盖的安全系数较高），加大了液压锁定销的行程，增加锁定销报警行程（11mm）。

②有杆腔与无杆腔密封由原来两道导向带+格莱圈，更改为斯特封+导向带+格莱圈，提高有杆腔到无杆腔的密封性能，降低有杆腔到无杆腔的泄漏量。

（2）为解决锁定销在现场报自动伸出的故障， 在止退杆上增加拉住销体的功能.即限位杆和定位杆原分体结构变为限位杆上伸长用螺纹拧入定位杆变成一体，防止锁定销伸出。

（3）采用手动解锁机构，能够独立或与液压系统结合使用，解决锁紧销的卡死问题。

（4）通过手动操作作为断电时应急使用，并可与液压系统结合使用，以降低液压系统压力，避免了过高的液压系统压力会对液压系统元件及油缸密封造成的不良影响，可有效延长液压系统使用寿命，并避免能源的浪费。

（5）锁定销的动作是否可靠到位，需要通过位移传感器来进行监测，位移开关可监测锁销的移动距离，控制器与传感器相连，用于向终端发出控制指令，两个位移開关实现双重保护。

（6）液压锁定销伸进底部采用平截长方棱锥体结构，锁定退出方便，而国外采用圆锥体结构容易卡死。

3装配工装设计

3.1实验工装设计

实验过程中，活塞的持续推进需要试验工装把与现场的安装位置处固定的装置，设计模拟现场工况，设计下图的固定工装，使锁定销在液压站压力的作用下动作，为满足横放要求，上下部分做成方形，便于前后支撑，为使锁定销平稳运行，在四根导柱的位置加装了能调节上下位置的v型支撑块（具体结构图3），此工装能满足锁定销横竖位置实验要求。

3.2安装活塞上密封的工装设计

活塞杆上密封的装配：安装活塞杆件上密封需要专用的工装（见图4），把密封件套入专用工装锥体端上，用带有台阶的另一端装入活塞（图2）密封的一端，活塞端的限位台阶面与工装的台阶面接触，让专用工装上的密封慢慢装入活塞上密封槽内。

3.3活塞与锁销的装配

为保证液压锁经销液压系统前后腔的密封性能，设计的活塞为避免在安装过程中活塞上密封圈和导向环的损伤，采用图5所示工装，此工装内部装入活塞上的密封部分，外部与锁销（图2）前端相连，使活塞前部用铜棒缓慢装入锁销内。

4液压锁定销的组装

4.1组装表面的准备

为使锁定销能够持久而容易地移动，其用于客户侧外壳锁定销的输入锥孔的表面必须进行清理并用MoS2润滑。外壳盖的法兰表面必须无赃物。

4.2液压锁定销的组装

（1）检查并确保外壳的输入锥孔直角对准锁紧盘。

（2）液压锁定销在使用前，锁定销应在无背压的状况下来回满行程运动若干次。 最好将锁定销直立使压力连接置于最高处来排气。

（3）用吊装工具吊装锁定销，并将其插入已准备好的外壳锥孔里（可参见图1）。

（4）拆卸吊装工具。将活塞杆推入锁定销里，要小心油或油雾从油口喷出。

（5）把安装螺栓（尽可能采用 10.9级，螺纹用MoS2润滑）用拧紧扳手按要求力矩将外壳法兰盖拧到外壳上，并做放松标记。

（6）连接液压站。

4.3液压锁定销与液压装置的连接

G1/4内部螺纹加压连接位于活塞杆的前侧。锁定销的拉出可通过标有O（=out）的连接处的压力排放来获得，其缩回可通过标有I（=in）的连接处的压力排放来获得，最大工作压力为25MPa。

4.4液压锁定销的排气

液压锁定销在使用前，锁定销应在无背压的状况下来回满行程运动若干次。 最好将锁定销直立使压力连接置于最高处来排气。

5结束语

此锁定销的介绍装配过程，结构设计克服了误报警引起的停机，增加了防退保护装置和手动自锁功能，采用专用工装装配的液压锁紧销更能保证整机性能，安全性能上得到了更进一步保证。

参考文献

[1]Q/JZJR002-2017 液压转子锁定销[P].

[2]ZL2017216441554一种锁定装置及风力发电机[P].