一种用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置的制作方法

1.本技术涉及发电机拆装技术领域，具体涉及一种用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置。


背景技术：

2.1750mw发电机为全球在运容量最大发电机，发电机转子重277吨，长16.126m，最大外径2164.5mm，维修工艺复杂、工期紧、工作量大、风险高。抽穿转子作为发电机解体检修最重要的节点工作，关系到能否按时、顺利完成整个发电机检修任务，从工具的准备、技术方案的编写、现场的执行各方面都要做好充分的准备和演练，确保万无一失。
3.传统发电机抽穿转子采用两台行车并行进行抽穿转子，或者励端采用卷扬机方式进行抽穿转子。以台山核电厂为例，由于台山汽轮机厂房行车只有一台300吨主行车，加上厂房长度较短无空间使用卷扬机牵引方式。所以1750mw发电机抽穿转子方式，设计上使用滑块和千斤顶组合进行抽转转子，即汽端轴径处使用滑块，在励端敷设导轨，使用千斤顶前进台车将转子沿着导轨抽出或者推入定子膛。
4.在台山核电厂1号发电机首次抽转子大修中，采用两个千斤顶牵引抽穿转子，由于千斤顶行程只有1.9米，走完一个行程后，需要拆除千斤顶，到下一个位置安装千斤顶，然后再继续抽或穿转子，整个过程需要拆装5次千斤顶，走五个行程，才能完成抽或穿转子工作，5次拆装千斤顶耗时约4小时。由于工艺复杂，专用工具多，整个抽穿过程均耗时约24小时。抽穿转子工作属于1级高风险作业，为保证工作安全及质量，需控制作业时间，因此需通过改进工具、优化检修工艺，缩短工期。


技术实现要素：

5.本技术提供一种用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置，其主要目的在于提供一种更加高效、安全的装置来辅助发电机抽穿转子。
6.本技术一种实施例中提供一种用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置，包括：电动台车和导轨；所述电动台车用于支撑转子的励端支架，并辅助抽穿发电机的所述转子；所述导轨用于辅助所述电动台车，所述电动台车能够在所述导轨上移动；
7.所述电动台车包括安装台、位于所述安装台下的多个承重轮以及固定在所述安装台上的驱动机构；所述驱动机构包括控制箱、至少一个驱动机以及驱动轮；所述驱动机和所述驱动轮连接，用于驱动所述驱动轮转动；所述控制箱和所述驱动机连接，用于控制所述驱动机的工作状态。
8.一种实施例中，所述导轨包括第一导轨和第二导轨；所述第一导轨上设置齿条，所述驱动轮上设置齿轮，所述齿轮能够在所述齿条上移动；所述承重轮能够在所述第二导轨上移动。
9.一种实施例中，所述承重轮和所述导轨凹凸配合连接。
10.一种实施例中，所述驱动机构还包括减速机，所述减速机一端和所述驱动机连接，
一端和所述驱动轮连接。
11.一种实施例中，所述驱动机的传动轴和所述减速机的传动轴不平行，所述驱动机构还包括换向齿轮，所述换向齿轮用于改变所述驱动机的传动方向。
12.一种实施例中，所述安装台下设置第一安装腔和第二安装腔；所述驱动轮位于所述第一安装腔内，所述承重轮位于所述第二安装腔内。
13.一种实施例中，所述第一安装腔上设置安装环，所述驱动机构上设置安装板，所述安装板和所述安装环可拆卸连接。
14.一种实施例中，靠近所述驱动机构的所述安装台上安装多个辅助轮。
15.一种实施例中，靠近所述驱动机构的所述安装台上设置千斤顶备用连接板。
16.一种实施例中，其特征在于，还包括辅助车，所述辅助车包括车架和多个滚轮，所述辅助车用于将所述电动台车运输到所述导轨上，所述电动台车材质为铬。
17.依据上述实施例的用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置，由于在电动台车上设置驱动机构，通过操作控制箱上的按钮即可控制驱动机工作，进而驱动其上的驱动轮工作，带动电动台车移动。该种结构，可随时控制电动台车前进或者后退，可按要求将转子牵引至指定位置。解决原千斤顶单次工作只能单向移动问题。同时牵引装置由于采用电动控制的方式，只有电连接，接口少，解决原千斤顶接口多，容易出现漏油故障导致抽穿转子工作失败问题。牵引装置将电动台车的轮子进行分类，分为承重轮和驱动轮。这样可以减缓驱动机的工作压力，降低功率，节省电能。牵引装置自身具备牵引动力，通过控制箱上的按钮操作驱动转子移动，不间断且安全可靠的完成抽穿转子工作。采用本技术的牵引装置省时省力、结实可靠、使用操作简单、易于维护、且更加安全、高效。
附图说明
18.图1为本技术一种实施例中电动台车结构示意图；
19.图2为本技术一种实施例中另一视角电动台车结构示意图；
20.图3为本技术一种实施例中电动台车爆炸结构示意图；
21.图4为本技术一种实施例中另一视角电动台车爆炸结构示意图；
22.图5为本技术一种实施例中电动台车使用结构示意图；
23.图6为本技术一种实施例中导轨结构示意图；
24.图7为图6中a处放大结构示意图；
25.图8为本技术一种实施例中电动台车和驱动机构侧视结构示意图；
26.图9为本技术一种实施例中驱动机构局部结构示意图；
27.图10为本技术一种实施例中辅助车应用场景结构示意图；
28.图11为本技术一种实施例中抽转子步骤一结构示意图；
29.图12为本技术一种实施例中抽转子步骤二结构示意图；
30.图13为本技术一种实施例中抽转子步骤三结构示意图；
31.图14为本技术一种实施例中抽转子步骤四结构示意图；
32.图15为本技术一种实施例中抽转子步骤五结构示意图。
具体实施方式
33.下面通过具体实施方式结合附图对本技术作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本技术能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本技术相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本技术的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
34.另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
35.本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
36.如图1-8所示，一种实施例中，用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置，包括：电动台车1和导轨3。电动台车1用于支撑转子6的励端支架4，并辅助抽穿发电机的转子6。导轨3用于辅助电动台车1，电动台车1能够在导轨3上移动。
37.电动台车1包括安装台11、位于安装台11下的多个承重轮15以及固定在安装台11上的驱动机构2。驱动机构2包括控制箱26、至少一个驱动机21以及驱动轮24。驱动机21和驱动轮24连接，用于驱动驱动轮24转动。控制箱26和驱动机21连接，用于控制驱动机21的工作状态。
38.采用上述实施例中的用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置，以下简称牵引装置。由于在电动台车1上设置驱动机构2，通过操作控制箱26上的按钮即可控制驱动机21工作，进而驱动其上的驱动轮24工作，带动电动台车1移动。该种结构，可随时控制电动台车1前进或者后退，可按要求将转子6牵引至指定位置。解决原千斤顶单次工作只能单向移动问题。同时牵引装置由于采用电动控制的方式，只有电连接，接口少，解决原千斤顶接口多，容易出现漏油故障导致抽穿转子6工作失败问题。牵引装置将电动台车1的轮子进行分类，分为承重轮15和驱动轮24。这样可以减缓驱动机21的工作压力，降低功率，节省电能。牵引装置自身具备牵引动力，通过控制箱26上的按钮操作驱动转子6移动，不间断且安全可靠的完成抽穿转子6工作。采用本技术的牵引装置省时省力、结实可靠、使用操作简单、易于维护、且更加安全、高效。
39.较佳的，如图1所示，在电动台车1的左右两端均设置一个驱动机21和驱动轮24，控制箱26能够和左右两端的驱动机21分别连接，并同步控制驱动机21。承重轮15可设置偶数个，关于电动台车1对称设置，电动台车1更好的受力均衡。例如2个、4个、6个、8个承重轮。
40.导轨3包括第一导轨31和第二导轨32。第一导轨31上设置齿条，驱动轮24上设置齿轮241，齿轮241能够在齿条上移动。承重轮15能够在第二导轨32上移动。
41.承重轮15和导轨3凹凸配合连接。使得电动台车1在导轨3上行走时，可以起到限位的作用，避免行走轨迹偏移的现象发生。
42.驱动机构2还包括减速机28和壳体22，减速机28位于壳体22内。减速机28一端和驱动机21连接，一端和驱动轮24连接。驱动机21具体的可选择电机，在驱动机构2上设置减速机28，能以较小功率的电机，输出较大的传动比以及驱动力矩。若不设置减速机28，驱动机21的功率将会很大，提高牵引装置的成本。
43.安装台11下设置第一安装腔12和第二安装腔14。驱动轮24位于第一安装腔12内，承重轮15位于第二安装腔14内。
44.第一安装腔12上设置安装环13，驱动机构2上设置安装板25，安装板25和安装环13可拆卸连接。
45.如图3所示，靠近驱动机构2的安装台11上安装多个辅助轮17。设置辅助轮17可以较好的支撑电动台车1，尤其是电动台车1在导轨3上不安装励端支架4空试时，可有效的防止安装驱动机构2一端的电动台车1过于重，另一端翘起的问题。如图4所示，在设置驱动机构2的安装台11的一端两侧分别设置一个辅助轮17。
46.靠近驱动机构2的安装台11上还设置有千斤顶备用连接板19，同时在千斤顶备用连接板19上设计千斤顶抽穿接口。当驱动机构2故障不可用时，将减速机28和两侧齿条拆下，将千斤顶与电动台车1上的千斤顶备用连接板19连接，即可用原来千斤顶完成抽穿转子6工作。远离驱动机构2的安装台11上固定励端支架4。
47.控制箱26上装配显示屏，可以连续监测抽穿转子时驱动电流、转矩大小等参数，从而实时监控抽穿转子时的摩擦力大小。而原有的千斤顶工具是无法监测转子6移动过程中摩擦力及拉力值的。
48.电动台车1材质为铬。对应的承重轮15、驱动轮24以及辅助轮17材质也为铬。铬材质具有较好的屈服强度，满足牵引装置的使用需求。
49.在其他实施例中，驱动轮24除了齿轮241结构还可以包括滚轮242。驱动轮24中的齿轮241能够有限位的作用，滚轮242位于第二导轨32，也可以起到较好的支撑作用。
50.在其他实施例中，如图7所示，在第一导轨31和第二导轨32之间设置凹槽状的限位部33，承重轮15的边缘设置圆台，圆台位于限位部33内，较佳的保障电动台车1在导轨3上的移动轨迹。
51.在其他实施例中，如图9所示，驱动机21的传动轴和减速机28的传动轴23不平行，驱动机构2还包括换向齿轮27，换向齿轮27用于改变驱动机21的传动方向。当驱动机21的传动轴和减速机28的传动轴23不平行时，以图10为参考，可以降低左右两侧之间的总宽度，进而降低牵引装置的体积，便于运输以及使用。较佳的，驱动机21的传动轴和减速机28的传动轴23相互垂直。
52.在其他实施例中，还包括辅助车5，辅助车5包括车架和多个滚轮，辅助车5用于将电动台车1运输到导轨3上。一般情况下，维修工人都是通过行车将电动台车1吊运到导轨3上。但本技术的牵引装置设置辅助车5后，可实现穿转子时，转子6移到轨道上后，再安装电动台车1。避免先安装电动台车1碰伤传动齿轮241的风险，解决穿转子时，因行车摆动大，电动台车1无法准确落入导轨3，避免磕碰设备风险的现象。如图10所示，a表示车架的总宽度，b表示电动台车1底部左右两侧轮子之间的最小宽度。a小于b，以保证顺利的通过辅助车5将电动台车1运输到导轨3上。
53.在其他实施例中，在安装台11底部上还可以设置肋板16，以增强安装台11的结构
强度。在安装台11的顶部可设置吊耳18，以便于运输电动台车1。
54.采用本技术所设计的牵引装置，励端转子6重量通过励端支架4、电动台车1落在导轨3上，因此电动台车1的承重轮15及驱动轮24的轮轴起承重作用，以4个承重轮15、2个驱动轮24为例，将设置的牵引装置应用在台山核电的发电机转子上，相关强度计算如下：
55.第一，承重轮15强度计算
56.发电机转子6重约270t，电动台车1车架承受一半重力为135t，单个承重轮15的轮轴受力f＝1350000n/4＝337500n。
57.假设承重轮15内壁受均布载荷，查设计手册可得：f＝σ
×
s。其中：σ为屈服强度，s为承重轮15截面面积。
58.承重轮15材料为40cr，查手册得40cr材质σs＝785mpa，
59.s＝f/σs＝337500n/785mpa＝430mm2，即只要承重轮15面积不小于430mm2即可满足强度。而实际上承重轮15的截面面积是很容易大于430mm2的，故设计的承重轮15满足使用需求。
60.第二，承重轮15轮轴强度计算
61.发电机转子6重约270t，电动台车1车架承受一半重力为135t，单个承重轮15轮轴受力f＝1350000n/4＝337500n。
62.承重轮15轮轴材质40cr，查手册得σs＝785mpa，安全系数取2，许用屈服强度[σ]＝σs/2＝392mpa，许用剪切强度[τ]＝0.6
×
[σ]＝0.6
×
392mpa＝235mpa。
[0063]
假设承重轮15轮轴上受均布载荷，单只承重轮15轮轴受力337500n，承重轮15轮轴受剪力q＝f/2＝168750n。
[0064]
剪切条件τ＝q/s，可得s＝q/[τ]＝168750n/235mpa＝718mm2，即只要承重轮15轮轴的截面面积不小于718mm2即可满足强度。而实际上承重轮15轮轴的截面面积是很容易大于718mm2的，故承重轮15轮轴符合剪切强度条件，满足使用需求。
[0065]
电动台车1作为抽穿转子过程中轴向移动牵引动力，主要涉及两方面：一是齿轮齿条传动扭矩，二是轴向摩擦力，轴向移动过程中，当齿轮齿条传动扭矩大于摩擦力，即可牵引转子6轴向移动。牵引力计算如下：
[0066]
第三，齿轮241齿条传动扭矩计算
[0067]
以传动比3000、额定输出扭矩为31000n
·
m的减速机28，以及功率1.5kw、输出转速是960转/分的电机为例说明。
[0068]
齿轮241圆周力公式f＝2000t/d，其中t为减速机28额定输出扭矩(n
·
m)，d为齿轮241分度圆直径(mm)
[0069]
带入公式f＝2000
×
31000n
·
m/190mm＝326315n
[0070]
相当于单侧可牵引32吨，双侧两台电机可牵引64吨。
[0071]
第四，摩擦力计算
[0072]
转子6重量约300t，静摩擦系数μ1＝0.1，滑动摩擦系数μ2＝0.05
[0073]
摩擦力公式f＝f
×
μ，其中f为转子6重力，将摩擦系数带入公式得：
[0074]
静摩擦力f静＝f
×
μ1＝3000000n
×
0.1＝300000n，相当于30吨
[0075]
滑动摩擦力f动＝f
×
μ2＝3000000n
×
0.05＝150000n，相当于15吨
[0076]
齿轮241齿条传动扭矩计算中，单侧电机可牵引32吨，双侧两台电机可牵引64吨。
均大于静摩擦力30吨和滑动摩擦力15吨。满足使用需求。其中d＝190mm，其他情况中，适当调整参数即可，关于齿轮241分度圆直径不做具体限制。
[0077]
关于本技术用于抽穿发电机转子的电动台车牵引装置，如图11-15所示，以抽转子为例，主要介绍使用牵引装置后变化的工艺流程，穿转子过程为抽转子逆过程。
[0078]
抽穿转子时，将励端支架4安装在转子6励端联轴器法兰面，励端支架4下安装电动台车1，电动台车1放置在导轨3上，其两侧齿轮241同时与轨道齿条相啮合。确定电动台车1放置正确后，启动控制箱26电源，同步控制两侧电机驱动移动电动台车1，在轨道上前进或后退。抽转子过程如下：
[0079]
步骤s1：如图11所示，汽励端转子附件已全部拆除，具备抽转子条件，转子6落在汽端支架8和励端支架4上，励端导轨3已按要求敷设，滑板9及铁芯保护垫板已就位。
[0080]
步骤s2：如图12所示，将电动台车1通过辅助车5运至导轨3上，操作控制箱26，将电动台车1开至励端支架4下方，紧固电动台车1与励端支架4间螺栓。
[0081]
步骤s3：如图13所示，使用圆形吊带兜住汽端转子6，操作电动台车1将转子6从汽端往励端移动。将转子6缓慢抽出锭子膛7，直至安装在转子6汽端轴颈外侧的汽端支撑座到达汽端下半端盖轴承座瓦窝正上方，并落下转子6，此时转子6重量由汽端端盖和励端电动台车1支撑，安装励端延长轴及滑块10。
[0082]
使用无接头钢丝绳起吊汽端转子6，操作电动台车1装置将转子6向励端缓慢抽出，直至钢丝吊绳靠近汽端端盖定子上端面。
[0083]
步骤s4：如图14所示，滑块10与电动台车1配合抽转子。此步骤为连续不间断过程，与原工具使用千斤顶配合抽转子需要来回拆装5次千斤顶，耗时4多小时不同。使用电动台车1后，操作电动台车1，电动台车1将缓慢不间断的向励端牵引转子6，使转子6持续移动，电动台车1牵引转子6行走速度195mm/min，完全将转子6抽出锭子膛7耗时37min，本步骤节省主线关键路径工期3.5小时。同时无需反复拆装千斤顶，节省大量工作量和人力。在穿转子过程中同样能节省主线关键路径工期3.5小时。
[0084]
步骤s5：如图15所示，拆除电动台车1，将台车移至转子6导轨3一侧，行车起吊转子6，将转子6抽出并放置转子6滚轮架中。
[0085]
以上应用了具体个例对本技术进行阐述，只是用于帮助理解本技术，并不用以限制本技术。对于本技术所属技术领域的技术人员，依据本技术的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。