拐臂拆卸專用工具研究及改進

賈 巍，賈 鑫

（1.國網新源控股有限公司潘家口蓄能電廠，河北 唐山 064300；2.河北豐寧抽水蓄能有限公司，河北 承德 068350）

1 情況簡介

潘家口蓄能電廠位于河北省唐山市遷西縣，地處灤河流域。廠房內安裝有3臺抽水蓄能機組，單機容量為90 MW。其中水泵水輪機型號為HLN80-LJ-553，該機組為混流、立軸、單級、可逆式機組，轉輪為高度2 267 mm。其所安裝的水輪機及其輔助設備均由Sulzer Ltd.公司（即Andritz公司）生產，該機組導水機構采用徑向式導水機構，每臺機組共有24個活動導葉，布置在直徑為Φ6 342 mm的分度圓上，為多導葉幅向軸流式布置。活動導葉材質為G-X5CrNi134，高度為901 mm，葉型為正曲率。每個活動導葉配套安裝一個拐臂，拐臂材料為FeG450UNi3158，單個拐臂重22 kg。當機組大修或拐臂出現故障時，需要將拐臂拆卸下來進行檢修。在拆卸的過程中如果沒有專業的工具，由于施工空間狹小，拐臂重量較大，可能會對機械部件造成破壞，或者對人身造成傷害，直接影響工作效率。

2 現狀調查

潘家口電廠此前在拐臂檢修時，一般采用如圖1、圖2、圖3所示的拐臂拆卸工具，但是在施工過程中，工作效率不高，且在工作過程中會出現受力不均，發卡、憋勁的現象，可能會對拐臂和導葉軸頸造成損傷，不僅會極大的影響施工進度，甚至可能會對施工人員的人身安全帶來威脅。

圖1 原有拆卸工具主體結構主視圖

圖2 原有拆卸工具主體結構俯視圖

圖3 原有拆卸工具主體結構左視圖

以下結合圖4及實例對原有拆卸工具使用進行說明，原有拆卸工具主要由3部分組成包括搭接板、支撐架以及吊具安裝塊。拐臂與軸頭通過鍵連接（在圖中未做標注），連接鍵拔出后，將專用工具搭接板與拐臂下部接觸，由兩人同時手扶拆卸工具，將吊具固定在安裝快處，吊繩繃緊后，手扶工具人員撤離，利用起吊工具將專用工具與拐臂一同吊出。

圖4 原有拆卸工具使用過程示意圖

本方案操作簡單，但是在拆卸的過程中存在如下缺點：

（1）在吊具拉緊之前需要工作人員用手扶住拆卸工具，防止拆卸工具墜落傷人。

（2）拆卸工具安裝中心憑借工作人員的經驗來確定，中心確定不精確。

（3）吊裝安裝塊雖然能夠確定吊具安裝中心，但是無法固定吊具，起吊中心無法固定。

（4）由于以上兩個位置中心定位不精確，在起吊過程中，容易導致拐臂受力不均勻，拐臂與軸頭發卡、憋勁，拐臂拔出困難，損壞拐臂與軸頭的接觸面。

3 改造方案

由于存在上述諸多問題，現在亟需對原有拆卸工具進行改造，重新設計一種更加高效且安全的拐臂拆卸工具。新拆卸工具如圖5、圖6、圖7所示。

圖5 新拆卸工具主體結構主視圖

圖6 新拆卸工具主體結構俯視圖

圖7 新拆卸工具主體結構左視圖

以下結合圖8及實施例對新拆卸工具進行說明，新拆卸工具主要由4部分組成包括吊具定位槽、千斤頂安放槽、支撐架以及連接螺栓孔。拐臂與軸頭通過鍵連接（在圖中未做標注），連接鍵拔出后，將拆卸工具與拐臂用螺栓固定，將千斤頂置于拆卸工具與軸頭之間，千斤頂端部置于千斤頂安放槽內，緩慢操作千斤頂，拐臂拔出一定高度后，將吊具掛在定位槽內，把拆卸工具與拐臂一起吊走。新型拆卸工具在安裝時與拐臂連接牢靠，不會出現脫落現象，而且中心定位精確，吊點分散，確保拐臂受力均勻，同時起吊工具定位槽保證了吊運過程的平穩。

圖8 新拆卸工具使用過程示意圖

4 改造效果

通過上述兩種拆卸工具的結構與使用過程對比，不難看出，與原有工具相比，新拆卸工具具有突出的優點：

（1）在吊具拉緊之前，拆卸工具通過螺栓與拐臂可靠連接，避免其脫落導致人員受傷的風險。

（2）新拆卸工具通過螺栓與拐臂連接后，保證連接牢固的同時，也確定了其中心位置，保證拐臂均勻受力，防止拐臂發卡、憋勁現象，從而對拐臂和軸套造成損傷。

（3）定位槽的設計，使得整個吊運過程中吊裝工具不會滑動，保證了吊裝過程的安全平穩。

（4）節省人力，提高了效率，節省了工期，使拐臂拆卸工作更加省力、高效、快捷。

（5）兩個連接部與支持架本體為一體成型結構，使整體結構穩定性強。

5 結束語

文章通過對潘家口電廠的拐臂拆卸過程以及其原有拆卸工具進行了分析研究，找出了其缺點，并設計了一種新型的拐臂拆卸工具，通過本設計方案的實施，可以極大的提升拐臂拆除工作的效率，減輕施工人員的工作量，節約人力與時間的成本，且降低了施工時人員受傷的風險。希望通過本文，能夠引起人們對水輪機活動導葉拐臂這一部件的重視，也能夠給其他水電廠拐臂檢修時提供一個新的施工思路，使得水輪機檢修工作更加安全、高效而省力。