Файл: Аврух, В. Ю. Устройство и эксплуатация щеточных узлов современных турбогенераторов и турбовозбудителей.pdf

мощностей в одном агрегате появились новые проблемы,

связанные с вибрационным состоянием турбогенерато­ ров, роторы которых характеризуются относительно большой массой и малой жесткостью. Контактные коль­ ца, расположенные на консольном участке ротора, изме­

няют свое вибрационное состояние в процессе эксплуа­ тации. В современных мощных турбогенераторах кон­ сольная часть ротора с контактными кольцами достига­ ет значительных размеров и массы, что определяется

увеличением ширины рабочей поверхности колец, необ-

Рис. 9-8. Форма свободных колебании ротора турбогенератора ТВВ-320-2 на податливых опорах λ=0,78×IO-6 см/кг.

ходимой для размещения большого количества щеток, и

условием удовлетворительного теплоотвода омических

потерь и потерь времени.

Отмечается, что значительные колебания консольно­

го участка ротора на рабочей частоте вращения могут возбуждаться; \

!^неуравновешенностью ротора, вызывающей его прогиб главным образом по высшим (второй, третьей) формам колебаний, что определяется в первую очередь увеличением угла наклона вала в подшипниках и появ­

характерно для блочных турбогенераторов;

129

3)неуравновешенностью консольного участка;

4)близостью рабочей частоты вращения к критиче­

ской частоте колебаний консольного участка.

Кроме того, повышенная вибрация консольного уча­ стка вала может вызваться изменением вибрационного состояния валопроводй турбоагрегата в целом. Так, ба­ лансировка ротора низкого давления турбины блока

500 МВт вызвала изменения вибрации контактных колец турбогенератора ТГВ-500 от 800 до 290 мкм.

Из сказанного выше можно сделать вывод о том, что в процессе эксплуатации происходит постоянное измене­ ние вибрационного состояния консольного участка вала с контактными кольцами, которые могут потребовать внеочередной балансировки консольного участка. Сле­ дует отметить, что обратное влияние изменения неурав­ новешенности консольного участка вала на вибрацион­

ное состояние всего валопровода обычно незначительно. Балансировка консольного участка вала ротора вы-

. полняется при рабочей частоте вращения установкой единичного груза, помещаемого в балансировочную пло­ скость (обычно плоскость вентилятора), расположенную

непосредственно на консольной части вала. Масса и расположение уравновешивающего груза определяются на основании результатов измерения вибрации консоль­

ной части вала при пуске ротора, имеющего началЁную неуравновешенность, и при пуске с установленными на консоли пробными грузами. При этом контролируется

также вибрация всех подшипников турбоагрегата. Мас­ су пробного груза выбирают исходя из значения кон­

сольной комплексной балансировочной чувствительности.

Для турбогенераторов, работающих вне области кри­ тических и нечувствительных скоростей, комплексная балансировочная чувствительность консоли части вала лежит в пределах 200—300 мкм/кг, а для турбогенерато­ ров, работающих вблизи второй критической скорости,

достигает 500—700 мкм/кг. Эти значения приведены для

груза, установленного в балансировочной плоскости на радиусе 100 мм.

Следует отметить, что комплексные балансировочные чувствительности консольной части вала, определяемые отношением вектора приращения вибрации A2—A1 к век­

тору пробного груза Р, могут значительно отличаться даже для однотипных турбогенераторов в основном вследствие различной отстройки собственной критиче-

1.30

Таблица 9-9

и всего валопровода от рабочей частоты вращения рото­ ра. Последнее обстоятельство является 'следствием не только конструктивных отступлений в изготовлении тур­

богенератора, но и различными величинами податливо­ сти опор, монтажными отклонениями и т. д.

В табл. 9-9 приведены некоторые значения комплекс­ ной податливости консольной части вала для турбоге­ нераторов типа ТГВ-300. Фаза вектора комплексной кон­ сольной чувствительности, приведенная в таблице, рав­ на углу между направлением действия грузов -и направ­ лением возбуждаемой ими вибрации с учетом фазового сдвига, вносимого прибором БИП-5.

Как видно из табл. 9-9,- комплексная чувствитель­ ность установки груза на консольной части, например,

для турбогенератора ТГВ-300 отличается в 1,5—2 раза для наружного контактного кольца и на 30—40% для внутреннего контактного кольца различных машин од­ ного типа.

Как отмечается в [Л. 22], в процессе балансировки консольного участка вала может встретиться случай,

когда при определенных условиях вращения ротора груз, установленный на консольном участке, вообще не возбуждает колебаний и не оказывает влияния на дина­ мический прогиб консоли. Балансировка консольного участка вала на этой частоте вращения, называемой кон­ сольной .нечувствительной скоростью, может привести к недопустимым динамическим прогибам ротора. Реко-

131

мендуется оценить величину консольной нечувствитель­ ности скорости по графику (рис. 9-9).

Ремонт коллекторов возбудителей проводится в слу­

чаеналичия на нем биения, превышающего принятый нормы (табл. 9-10), неровностей, мест подгара, эрозии,

выбоин и т. п. Как и для контактных колец, биение кол­

лектора измеряется обычным индикатором часового ти­ па с расширенным наконечником при медленном враще­ нии якоря возбудителя.

Рис. 9-9. Зависимость консоль­ ной нечувствительной скорости к грузу, установленному на конце консоли, от соотношения

общей длины ротора и рас­

стояния между опорами *.///о

При этом выявляются также дефекты, присущие кол­ лекторам, называемые местным биением, обусловленные провалом или подъемом отдельных коллекторных пла­

стин. В указанных случаях, а также при частоте поверх­ ности' ниже V 6 коллектор подлежит проточке.

В качестве режущих инструментов при проточке при­ меняют прямые проходные резцы с твердосплавными пластинами формы 11 (ГОСТ 2209-55) для обработки основной части коллектора и отрезные резцы с пласти­ нами формы В для прорезания канавки у петушков.

Пластины изготавливают из твердых сплавов марок Т15К6, Т30К4, ВК8-3, ВК-6 и ВК-3. Передний положи­ тельный угол заточки резца принимают равным 10°. Ре-

132

комендуется проточку коллекторов проводить при со­

блюдении следующего режима:

Проточку производят до удаления на обрабатывае­ мой поверхности всех дефектов, после чего чистовым резцом снимают последнюю стружку. Чистовой резец за-

Рис. 9-10. Правильные и ошибочные способы продороживания кол­ лектора.

подача замедленная. По окончании проточки основной части коллектора протачивается канавка непосредствен­

но у петушков.

После проточки поверхность коллектора предвари-,

тельно шлифуется специальным приспособлением с вра­

щающимся электрокорундовым мелкозернистым кругом

диаметром 150—360 мм с формой сечения ПП или 2П (ГОСТ 2424-60).

Следующей операцией при обработке коллектора яв­ ляется продорожка слюды между пластинами, как пока­ зано на рис. 9-10. Глубина прорезки C должна состав­ лять 1,5—2,0 мм, ширина — соответствовать расстоянию между коллекторными пластинами.

Продороживание осуществляется приспособлением

(рис. 9-11), рабочий орган (фреза) которого через гиб­ кий вал приводится во вращение электродвигателем,

смонтированным на поворотно-качающейся подставке. Для удаления продуктов обработки металла и слюды рукоятка приспособления 13 делается полой и через ре­ зиновый шланг подключается к вентиляционной системе

или пылесосу.

133