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采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析
  發布者:admin 發布時間:2020/12/15 14:11:45 閱讀:1121次 【字體:

描述比較簡單,僅供相關技術人員參考,主要用于推拉布置的雙接力器操作水輪機時調速環有跳動或抬起問題的處理。

調速器在調試時需要根據相關設計要求對接力器的開關速度進行調整。對接力器速度的調整是通過節流閥限制接力器的過油量來實現的,方法通常有兩種,一種是限制接力器回油的速度,這種叫做回油節流,另一種是限制接力器進油的速度,這種叫做進油節流。兩種方法各有優缺點,本文僅簡單表述推拉布置的雙接力器采用不同的節流方式對調速環產生的不同作用力。

1. 推拉布置的接力器結構

采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析

由于接力器一端要固定在底座上,所以接力器只有一端有伸出桿,這就造成活塞的左右兩端有不同的受力面積(與油接觸的面積),有伸出桿(活塞桿)的一端受力面積較小,無伸出桿的一端受力面積大(見下圖)。

采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析

2.受力分析(僅分析接力器對調速環的推力,不考慮扭矩)

采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析

       接力器推拉布置時兩個接力器的兩腔是要分別交叉連接的,也就是F1側與F4側相通,F2側與F3側相通,相通也就表示油壓相同。以S1表示無伸出桿的一端受力面積,以S2表示有伸出桿的一端受力面積,P1表示F1與F4側的油壓壓強,P2表示F2與F3側的油壓壓強。

上側接力器的受力為F1-F2=P1*S1-P2*S2

下側接力器的受力為F3-F4=P2*S1-P1*S2

其合力為:(F1-F2)+(F3-F4)=(P1*S1-P2*S2)+ (P2*S1-P1*S2)

經簡化后的公式為:(P1+P2)X(S1-S2)

       P1與P2的差值取決于調速器環的阻力,阻力越大差值越大(壓差產生推力),阻力越小差值越小。在忽略管路壓力損失的情況下,當采用回油節流時兩者的最大壓力接近額定壓力,當采用進油節流時兩者的最大壓力就是壓力差的差值。S1-S2的值就是伸出桿(活塞桿)的面積,可以看出如果活塞桿越大合力就越大,更深入的理解為相同操作功的情況下活塞桿直徑相對于活塞直徑越大合力就越大。

       現著重分析一種特殊情況--就是導水機構阻力特別小的情況下接力器采用進油節流與采用回油節流對調速環的不同受力。

       如果導水機構阻力相對較小時(空載時或者接力器選型比較大時),那么P1與P2的差值就很小,根據上面的分析可以看出,如果采用回油節流那么兩者都接近額定壓力,如果采用進油節流那么兩者都接近0壓?梢钥闯鰞煞N情況下壓力相差非常大。

舉例:

前進電站接力器參數:活塞直徑直徑130mm、桿徑80mm、額定壓力16MPa。

計算得S1-S2=50.3 CM2

通過測壓表可以看到P1與P2的壓力值

在調速環阻力較小的情況下采用回油節流的推力為:(16MPa+14.5MPa) *50.3 CM2=153000N= 15300kg=15.3噸。這個力量是相當大的,現場造成水輪機調速環抬起。

 

而采用進油節流的推力為(1.5MPa+0MPa) *50.3 CM2=7545N=754.5 kg=0.7545噸。這個受力比采用回油節流小的多,所以接力器改為進油節流后水輪機調速環就不會抬起了。描述比較簡單,僅供相關技術人員參考,主要用于推拉布置的雙接力器操作水輪機時調速環有跳動或抬起問題的處理。

調速器在調試時需要根據相關設計要求對接力器的開關速度進行調整。對接力器速度的調整是通過節流閥限制接力器的過油量來實現的,方法通常有兩種,一種是限制接力器回油的速度,這種叫做回油節流,另一種是限制接力器進油的速度,這種叫做進油節流。兩種方法各有優缺點,本文僅簡單表述推拉布置的雙接力器采用不同的節流方式對調速環產生的不同作用力。

1. 推拉布置的接力器結構

采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析

由于接力器一端要固定在底座上,所以接力器只有一端有伸出桿,這就造成活塞的左右兩端有不同的受力面積(與油接觸的面積),有伸出桿(活塞桿)的一端受力面積較小,無伸出桿的一端受力面積大(見下圖)。

采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析

2.受力分析(僅分析接力器對調速環的推力,不考慮扭矩)

采用不同節流方式的接力器操作調速環時的受力分析

       接力器推拉布置時兩個接力器的兩腔是要分別交叉連接的,也就是F1側與F4側相通,F2側與F3側相通,相通也就表示油壓相同。以S1表示無伸出桿的一端受力面積,以S2表示有伸出桿的一端受力面積,P1表示F1與F4側的油壓壓強,P2表示F2與F3側的油壓壓強。

上側接力器的受力為F1-F2=P1*S1-P2*S2

下側接力器的受力為F3-F4=P2*S1-P1*S2

其合力為:(F1-F2)+(F3-F4)=(P1*S1-P2*S2)+ (P2*S1-P1*S2)

經簡化后的公式為:(P1+P2)X(S1-S2)

       P1與P2的差值取決于調速器環的阻力,阻力越大差值越大(壓差產生推力),阻力越小差值越小。在忽略管路壓力損失的情況下,當采用回油節流時兩者的最大壓力接近額定壓力,當采用進油節流時兩者的最大壓力就是壓力差的差值。S1-S2的值就是伸出桿(活塞桿)的面積,可以看出如果活塞桿越大合力就越大,更深入的理解為相同操作功的情況下活塞桿直徑相對于活塞直徑越大合力就越大。

       現著重分析一種特殊情況--就是導水機構阻力特別小的情況下接力器采用進油節流與采用回油節流對調速環的不同受力。

       如果導水機構阻力相對較小時(空載時或者接力器選型比較大時),那么P1與P2的差值就很小,根據上面的分析可以看出,如果采用回油節流那么兩者都接近額定壓力,如果采用進油節流那么兩者都接近0壓?梢钥闯鰞煞N情況下壓力相差非常大。

舉例:

前進電站接力器參數:活塞直徑直徑130mm、桿徑80mm、額定壓力16MPa。

計算得S1-S2=50.3 CM2

通過測壓表可以看到P1與P2的壓力值

在調速環阻力較小的情況下采用回油節流的推力為:(16MPa+14.5MPa) *50.3 CM2=153000N= 15300kg=15.3噸。這個力量是相當大的,現場造成水輪機調速環抬起。

 

而采用進油節流的推力為(1.5MPa+0MPa) *50.3 CM2=7545N=754.5 kg=0.7545噸。這個受力比采用回油節流小的多,所以接力器改為進油節流后水輪機調速環就不會抬起了。

 
 
 
 
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