摘要：原设计的盘车装置主要是采用到了国外一些较为专业的厂家产品，而当前的投运机组以及盘车装置因为受到价格等因素的影响，已经严重影响到了生产配套以及企业的经济效益。为能改变当前这种局面应当研发1000MW机组盘车装置，才能有效解决到当前存在的问题。
关键词：1000MW；汽轮机组盘车装置；自主研究开发
1 前言
盘车装置是能有效确保到汽轮发动机设备安全运行必备的重要设备，盘车装置一般都是汽轮机发电机联轴器处的盘车箱体上面，然后和盘车齿轮进行啮合。为能有效确保到其有着一定的稳定可靠性，保持良好的平稳，应当增强到对其的研究，才能有效解决到当前存在的问题。
2 盘车装置的总体方案
研究设计的盘车装置是为已经批量生产的1000MW机组配套，因而外部条件受到机组条件的限制，其安装接配尺寸及空间尺寸必须满足在制机组的要求。从仅有的资料分析看有以下特点：1.两者均采用低速盘车；1000MW机组盘车装置驱动率增大12倍；2.传动减速机构，600MW机组盘车装置采用链轮链条－多级平行轴齿轮-摆动齿轮结构的传动减速机构，安装尺寸较大；而1000MW机组则采用了行星齿－锥齿－多级平行轴齿轮－摆动齿轮结构的传动减速机构，结构较紧凑，安装尺寸较小；3.轴承方面，600MW机盘车装置采用滑动轴承，而1000MW机组则采用滚动轴承；4.啮合方式，两者均采用气缸驱动的摆动齿轮切向下啮合方式。根据国内外盘车装置的发展趋势、进口盘车装置的特点及机组的限制条件，1000MW机组盘车装置结构为行星齿－锥齿－多级平行轴齿轮－摆动齿轮的传动减速机构及气缸驱动的摆动齿轮切向下啮合方式的低速盘车装置。
3 传动减速机构的分析及设计
传动减速机构的主要作用是将电动机的动力经减速后传递到汽轮发电机组转子的大齿环上，带动机组转子作所要求的持续低速转动，消除在停机冷却过程中转子变形的可能性，保证机组安全，因此要求具有高的安全可靠性、良好的传动平稳性和较低的噪声。盘车装的启动运行有以下特点：1.每次机组启动前和停机后，盘车装置都必须投入连续运行，但每次连续运行的时间一般不大于200h，且总的运行时间约在30000h左右。对于大型机组，一般情况下，盘车是在顶轴油泵正常的状态下进行的，此时机组轴承的摩擦系数较小，盘车所需的功率不大。但盘车装置有可能在顶轴油泵不能正常工作、机组轴承的摩擦系数较大的状态下运行，该状态时所需的功率增大，但几率不大，时间不长。盘车装置的启动是在全负荷状态下进行的，对于大型机组，由于转子重量大，转动惯量大，要求的启动力矩较大。根据盘车装置启动运行的特点，要求设计的传动减速机构，具有高的可靠性、较大的过载能力和较大的静强度，以满足启动转矩大及特殊工况运行等要求。
3.1 传动功率校核
轴系启动阻力由转子计算提供。盘车装置启动阻力矩Tr盘车电机的启动力矩Tm/N.mm=9550×η×ξ×P／N—传动效率；ξ———电机最大转矩/额定转矩；P———电机功率，kW；N———盘车时转子的转速，r/min。选用电机的判定Tm/Tr×100%＞100％盘车电机功率合格
3.2 传动减速机构
根据布置位置、安装空间、接配尺寸的情况，传动减速机构采用行星齿－锥齿－多级平行轴齿轮－摆动齿轮的结构。由于该传动减速机构包括行星齿轮传动、锥齿轮传动和平行轴齿轮传动于一身，因而设计难度和制造难度都比较大。
根据盘车转速和所选用电动机的转速、机组盘车箱体的结构、尺寸，第三级传动的大齿轮与箱体底部距离，转子上大齿圈的参数和齿轮刀具情况，确定了各级齿数及模数。按阻力矩/转速条件进行了各级齿轮的强度计算，并按电动机最大转矩校核各级齿轮的弯曲强度和静强度。计算结果表明：1.该设计满足机组正常盘车的要求。各级齿轮传动的弯曲强度和静强度的安全系数较大，具有较好的抗冲击能力。结果与盘车启动力矩大、投入机构啮合时能出现的冲击相适应。2.由于盘车转子大齿轮为软齿面齿轮，为了避免齿面的快速磨损，与之相啮合的齿轮采用中硬齿面齿轮。齿轮的接触疲劳强度与齿面硬度密切相关，为了保证中硬齿面轮的抗点蚀能力，在设计中对于调质齿轮的硬度取值偏高限。3.与传统行星齿轮传动设计不同的特殊之5处，是本行星齿轮传动结构设计中，在内齿圈与壳体之间增加了一组弹簧，使内齿圈不是直接固定在壳体上，而是通过一组弹簧支撑在壳体上，齿圈弹簧组的主要作用：①在正常盘车工况下利用弹簧压缩力来平衡齿圈周向啮力，弹簧不会发生压缩量增加；②在盘车齿轮刚投入时，有时会产生啮合冲击，该弹簧具有减振功能，起到缓冲蓄能作用，减少冲击，并在稍后弹簧释放时增加作用力矩，有利于盘车装置啮合启动时克服静摩擦力矩。③当外负载大于盘车额定负荷时，弹簧压缩内齿圈弹簧支撑结构量增加，在一定程度上可以增加盘车输出扭矩，克服短时异常工况时增加的阻力距，维持盘车连续运行。④使内齿圈处于浮动状态，均衡三个行星轮间的载荷。轴承选型及寿命计算设计中根据轴的受力分析结果和具体的结构，确定采用滚动轴承，按最小轴承寿命计算选型，为便于轴承的采购，在保证使用性能的前提下，选用国产轴承进行校核计算，所选轴承满足寿命要求。
4 啮合机构的分析设计
啮合机构是盘车装置的重要部分，主要起到离合器的作用。当需要盘车时，它使盘车装置与转子处于啮合连接位置，将电动机的动力传递给转子并带动转子旋转；汽轮机冲转时，汽轮机转速大于盘车转速时，由于盘车大齿轮由被动齿轮变为主动齿轮，摆动齿轮在盘车大齿轮反力推动下，能自动与转子脱离连接，使盘车装置可靠地保持在脱离位置，不影响转子运行，确保设备安全。本啮合机构采用成熟的气缸驱动曲柄摆动式齿轮切向下啮合机构，该机构依靠气缸推力，通过杠杆机构推动曲柄绕惰轮轴转动，使摆动齿轮进入啮合位置，弹簧力使其保持在啮合位置；摆动齿轮的脱离则是依靠转子大齿轮的反力推动曲柄反向转动完成。曲柄依靠曲柄机构的重力和弹簧力保持在脱开位置。啮合机构设计主要解决好曲柄机构重力和拨杆弹簧力的匹配，使其既能在无外力作用时能保持在啮合位置或脱开位置，又要使改变其状态时所需外力不太大，并当其处于脱开位置且受到一定扰动外力作用时，不会自己啮合，以确保设备安全。
4.1 曲柄机构的设计
要满足上述要求，曲柄设计时应使其重心在惰轮轴（转动中心）的左边。处于正常啮合位置时。曲柄重量为G=5507N，相对于曲柄转动中心，其重心坐标为（12.042mm，20.653mm，0.286mm）。为完全脱开位置曲柄的重心，相对于曲柄转动中心，其重心坐标为（18.109mm，15.607mm）。
4.2 连杆操作机构设计
连杆操作机构是盘车装置进行啮合/脱开动作的执行机构，由气缸、弹簧和连杆组成，对曲柄进行所需的操作。为实现要求的动作，根据功能需要和具体结构，设计时将连杆操作机构分为：曲柄连杆机构、拨杆弹簧平衡机构和气缸驱动机构，由转轴将三部分连接而成。
5 结语
由上可知，1000MW等级汽轮发电机租盘车装置研究的设计能够有效解决到我国盘车装置配套长期依靠国外进口的问题，有效增大到自我配套的问题以及降低成本的投入，为我国自主创新研发新产品累计了一定的经验。
参考文献:
[1]陈博伟.潮州电厂2×1000MW机组给水泵汽轮机TSI超速保护系统优化[J].科学技术创新,2019,000(001):P.30-31.