直岗拉卡电站液压扭力拉伸器修复

李忠信，俞长宏

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司，青海 尖扎 811999）

直岗拉卡电站液压扭力拉伸器修复

李忠信，俞长宏

（青海大唐国际直岗拉卡水电开发有限公司，青海 尖扎 811999）

摘要：直岗拉卡电站为国内黄河径流电站，发电机组为贯流转桨式水轮发电机组，部分关键设备、安装工具和制造技术从国外引进，机组尺寸大、结构复杂。随机供给的唯一1台液压拉伸器在1号机组大修时出现故障——控制杆头折断，活塞直径涨大。经对其测绘、工作原理分析，故障原因查找、处理，最终修复，满足使用要求。

关键词：直岗拉卡电站；液压拉伸器；接力器；自动控制阀；换向阀

1前言

直岗拉卡电站于2005年6月第1台机投产发电。2006年6月最后1台机投产发电，电站安装4 台38MW的贯流转桨式水轮发电机组，2014年5月，安装了1台38MW的机组，共装机190MW，其中4台（1号、2号、3号、4号）机组设备由天津阿尔斯通公司生产制造。5号机组由浙江富春江水电设备公司制造。

阿方在供1～4号水轮发电机组的转轮设备时，配备了1套转轮螺栓拉伸工具，用于对转轮缸盖M90的24个螺栓和转轮轴与转轮体连接的12个M100螺栓进行拉伸。经过4台机组安装和1台机组扩大型大修，共约150个大螺栓的拉伸后，2012年12月，在1号机大修时，拉伸器在拉伸过程中出现故障，故障现象是手、自动均不能动作。

由于，①该设备在发电机组安装时，阿方来工地进行技术指导，当时只教会使用方法，没有提供该拉伸器的结构装配图纸和性能、工作原理说明书，不知道零部件之间的相关尺寸，故障点判断不明确，还未找到真正的故障点；②考虑到检修计划时间短，任务的紧迫性，拉伸器在转轮回装时使用。电厂领导邀请上海液压千斤顶厂来直岗拉卡电厂查看，要求将该拉伸器在一个月内修复。上海液压千斤顶厂前后来人两次对拉伸器进行查看，因无法保证在规定时间内修复，最后放弃了修理。我们考虑到检修时间短，任务重，拉伸器修不好，就无法保证在规定时间内将机组检修任务完成。故，对其立即进行全部分解检测，绘制出零件图和装配图，找出故障原因，对故障进行了修复。经试用，手、自动切换均正常，完全满足要求，顺利地将转轮缸盖M90的24个螺栓和转轮轴与转轮体连接的12个M100螺栓进行拉伸完毕。

下面对其从结构，原理，故障原因分析和处理方法，分步进行介绍、分析和说明。

2结构说明

该液压扭力拉伸器由油泵，油箱，软管，拉伸器等组成。拉伸器由接力器，力臂杆，扳子头组成。接力器由前后缸盖，后支座，活塞，活塞缸，自动换向控制杆，换向阀及油管路组成。

图1自动液压拉伸器油路控制原理图

后缸盖由中心管和控制杆，液压分配阀组成。

控制杆前后移动时改变油路方向，然后操作控制阀的伺服滑阀，滑阀左右移动时改变油路方向、操作接力器活塞前后移动，从而活塞作往复运动。

图2

扳子头上带有幅条形状的扇形棘齿，从而实现单向进给，接力器活塞向前推进时，通过棘齿将力矩传至扳子头，由扳子头传力至螺母。将力臂上下翻转后，可改变扳子头工作时旋转方向。当油压达到压力整定值时，油泵停止打油。伸长值也可通过压力调节器进行整定。设计压力值为70MPa。

3工作原理分析

该液压扭力拉伸器可以进行手动和自动操作。

（1）手动操作

（图3、图4所示）当X管为压力油，滑阀在右端时，油经过滑阀中间油腔，分别进入D管和接力器前腔，进入接力器前腔的油将接力器活塞推回（推向左端）。进入D管的油经自动控制换向阀中间油腔至C管，然后到自动控制阀小活塞的右端腔，同时，压力油推动小活塞和滑阀至左端，D腔仍为压力油，E腔进入压力油后接力器活塞改变行走方向，向前推进（推向右端），同时接力器前腔油由滑阀右端腔流经中心孔，从Y管排出，到油箱。

当X管为压力油，滑阀在左端时，压力油经滑阀中间油腔进入D和E管，进入E管油推动接力器活塞向前移动（向右移动）。进入D腔的压力油走向与上面所述相同。

图3接力器总装配图

图4接力器放大图

当Y管为压力油，滑阀在右端时，油经过滑阀左端油腔，同时进入A和E管，进入E管的油到接力器后腔，进入接力器后腔的油将接力器活塞向前推（推向右端）。进入A管的油流经自动控制换向阀左端腔，然后进入右腔，最后至B管，进入自动控制阀的小活塞的左端腔推动小活塞和滑阀到右端。

当Y管为压力油，滑阀在左端时，压力油经滑阀左端油腔进入A管和滑阀中心孔进入接力器前腔。进入A管油流经自动控制阀右端腔，然后进入B腔，最后至自动控制阀的小活塞的左端腔推动小活塞和滑阀到右端，同时E管进入压力油从而接力活塞改变移动方向。前腔油经滑阀中间油腔排出至油箱。从而通过手动换向阀切换，实现接力器活塞向前后做往复移动。

（2）自动操作

当X管为压力油，滑阀在右端时，油经过滑阀中间油腔，分别进入D管和接力器前腔，进入接力器前腔的油将接力器活塞推回（推向左端）。进入D管的油经自动控制换向阀中间油腔进入C管，然后到自动控制阀小活塞的右端腔，同时，压力油推动小活塞和滑阀至左端，D腔仍为压力油，E腔进入压力油后接力器活塞改变行走方向，向前推进（推向右端），同时接力器前腔油由滑阀右端腔流经中心孔，从Y管排出，到油箱。当接力器走到缸体前端头（缸体右端头），自动控制杆前端头被拉，自动控制换向阀换向，周而复始，接力器活塞在缸体内做往复运动。

当Y管为压力油，滑阀在右端时，油经过滑阀左端油腔，同时进入A管和E管，进入E管的油到接力器后腔，进入接力器后腔的油将接力器活塞向前推（推向右端）。进入A管的油流经自动控制换向阀右端腔，然后进入B管，最后至自动控制阀的小活塞的左端腔推动小活塞和滑阀到右端。同上，接力器活塞在缸体内做往复运动。

当Y管为压力油，滑阀在左端时，压力油经滑阀左端油腔进入A管和流经滑阀中心孔，进入接力器前腔，活塞向后移动，同时E腔排油至油箱。A管油流经自动控制阀左端腔，然后进入自动控制换向阀右腔，经B管，进入自动控制阀的小活塞的左端腔推动小活塞和滑阀向右端移动。

同理，活塞在接力器腔内移动到端头时改变方向，做往复运动。

4故障原因及修复方法

故障原因：将拉伸器拆开分解，发现自动控制阀杆断开，当时认为故障原因已全部查到，但将装配图绘制完成后，通过装配图分析，自动控制阀杆断开后，通过操作手动换向阀，接力器仍可移动。每走到端头时，操作手动换向阀，可改变活塞行走方向。

之后，对缸体和活塞的配合尺寸进行测量，发现活塞一端头的直径已变大，活塞头已变形。变形原因是：当松开螺母时，由于锈蚀，压力整定值至100MPa时才能将螺母松开，该液压扭力拉伸器也就是在松开螺母时，油压压力值过大。通过压强计算分析可知，端面接触挤压产生的应力已大于该材料的允许挤压应力。活塞在正常工作时，活塞快要走到端头，与缸体接触前已换向，活塞端面与缸体内端面不接触，不会发生挤压变形，当自动控制的端头断开后，接力器失去自动换向功能，两端面直接接触产生挤压变形。

修复方法：对自动控制换向杆头部上车床切除后打孔，攻M5丝孔，用M5×25螺栓涂锁锭胶后拧入，对活塞在车床上进行车削修复。首先在机床上找正，然后进刀车至原来直径。有一种比较快速、简便的方法，即可达到使用要求，又可消除车床本身的误差造成的加工椭圆和不同心。方法是边进刀，边切削，直至切削圆周长度的三分之一后，再旋转活塞120°，多次旋转后车削，可消除车床三爪误差造成的加工椭圆和不同心。修复后的活塞满足使用要求。

5注意事项

（1）装配时注意组合密封的位置，方向、大小、规格。

（2）由于高油压装置，阀心部件小而精密，应避免精密部件被划伤，产生毛刺或损伤。

（3）阀体内必须干净，无杂质，

6结语

谚语说：“工欲善其事，必先砺其器”。快速、高效的现代化建设离不开先进工器具的使用。目前，国内大中型电站机组安装大螺栓拉伸所采用的方法是用液压拉伸器拉伸后用人力旋紧，其种方法虽较以前使用的工器具先进，但其工效仍低，劳动强度大。本文所述的拉伸器是一种高效、方便、灵活用于水电站大螺栓拧紧的拉伸工具，其结构、原理可为国内制造厂家参考和借鉴。

中图分类号：TK730.8

文献标识码：B

文章编号：1672-5387（2015）12-0047-03

DOI：10.13599/j.cnki.11-5130.2015.12.017

收稿日期：2014-07-31

作者简介：李忠信（1962-），男，工程师，从事水电站机电安装、设备运行检修维护及管理工作。