汽轮机低压轴承箱盖专用起吊工具设计

何鑫， 肖辉敏

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，哈尔滨150046）

0 引言

坐缸式低压轴承箱在汽轮机低压缸电、调两端，位于喇叭口形状的排汽缸外侧，在安装、检修、维护过程中需要频繁起吊轴承箱盖。轴承箱盖的重量在几百kg到几t不等，在起吊过程中要求平稳，且与其他部件无磕碰。

由于低压外缸的喇叭口部位对轴承箱盖的垂直起吊会产生阻碍，因此传统的轴承箱盖起吊有2种方法：1）直接垂直起吊轴承箱盖。这种方法虽然操作简单且方便，但前提条件是，作业需要在低压外缸上半为未就位的状态下进行。现实情况中，电厂汽轮机在安装和检修时，经常是低压外缸为就位状态，这就不能使用垂直起吊方法。2）拆卸轴承箱中分面把紧螺栓后，先将轴承箱盖起吊至较低的高度，平移出低压外缸喇叭口位置后再垂直起吊。这种起吊方法虽避免了第一种垂直起吊法的弊端，在低压外缸为就位状态时也可以进行轴承箱盖起吊作业，但是操作难度大，效率低，要求工人有相对丰富的经验，增加了劳动者的操作难度和劳动强度。特别是在平移过程中，需要人工辅助配合。最重要的是起吊过程中极易产生设备磕碰和损坏。

综上所述，传统的两种起吊方法都有弊端，为了提高工作效率，降低劳动强度，有必要进行专用起吊工具的设计。

1 专用起吊工具的设计

1）专用起吊工具结构。鉴于轴承箱盖是半圆形，为保证起吊平稳，采用三点式起吊，即主起吊梁加吊索的形式。考虑到低压外缸喇叭口结构的特殊性，采用C型起吊梁，确保起吊工具和外缸间有一定空间，这样就可以先向上吊起一定高度，再向调端或电端没有遮挡的空间部位移动。

2）设计方案。如图1，起吊三点分别选在轴承箱盖上面及侧面，三点均用钢丝绳与起吊梁连接。主起吊梁3采用悬臂梁结构，为了增加强度防止变形，在上下悬臂梁角接处辅以筋板加固。起吊梁材料选用刚度大的槽钢加钢板焊接，制造方便且成本低廉。起吊梁上加装一起吊托架5，仅对起吊托架的尺寸要求严格，这样既保证了配合尺寸，又减少了加工量。吊索一条为钢丝绳，另两条采用钢丝绳加起吊葫芦形式，这样可以调节钢丝绳长度，使轴承箱盖起吊平稳。钢丝绳与轴承箱盖之间用卸扣连接，卸扣为一弧形开口环结构，这样可以解决绳索与中心线的角度问题，并且拆卸方便。

2 UG在起吊专用工具设计中的应用

图1 专用起吊工具结构简图

UG三维实体建模在起吊专用工具设计中的的应用主要体现在以下两个方面：1）UG在结构设计中的应用。低压外缸喇叭口的形状对起吊工具的干涉很大，虽然起吊工具的外形尺寸可以参照喇叭口外形尺寸拟合而定，但在起吊过程中，起吊工具吊起的高度以及横向位移的距离不容易确定。大体步骤是：首先根据低压外缸喇叭口形状，以及起吊专用工具主要性能参数和要求，初步确定起吊工具的尺寸。然后利用UG软件的建模模块构建低压外缸喇叭口模型及专用起吊工具的实体模型。最后进行仿真模拟起吊过程，最终确定起吊工具的尺寸。2）UG在计算平衡重心中的应用。起吊工具的重心位置关系到起吊工作的整体平衡性能，更关系到现场的安全，因此准确地定位重心坐标非常重要。传统的设计方法是经过复杂的计算，最后算出重心坐标，这种方法难度高，误差大且容易发生错误，利用UG软件自带的分析命令，可以方便准确地找到重心。首先以Y-Z平面为基准，构建各个部件的实体模型，然后将各个零部件进行布尔求和运算。然后使用UG自带的“分析—测量体”命令即可准确找出重心位置，如图 2 所示，质心坐标：X=0，Y=1 067.8，Z=-1 988.5 mm。根据质心位置，可以准确地定位起吊吊耳位置，从而避免因重心计算不准确导致在起吊过程中发生不平衡现象。

图2 利用UG找出重心位置

3 结语

本轴承箱盖起吊专用工具结构简单，制造难度低，成本低；起吊对低压缸上半是否安装没有特殊的要求，尤其在单独对轴承检修时缩短了操作时间，提高了工作效率；起吊作业时对人的依赖小，降低了对人身和设备的伤害的风险。在设计中利用UG软件的建模功能，构建整个专用起吊工具的实体模型以及低压外缸的喇叭口模型，不但可以精确地设计出起吊工具外形，而且可以仿真现场起吊工作过程，从而避免不必要的干涉。