风力发电机定子翻转台夹紧臂及支座结构故障分析及改进

陈慧玲 黄林

摘 要： 针对定子翻转台夹紧臂在夹紧过程中其端部不能正常进入锁紧槽的现象，分析其问题产生的原因，并对夹紧臂结构进行了适当的改造，使之达到较好的使用要求。

关键词：翻转台；夹紧臂；支座结构；改进

一、 结构原理

风力发电机定子翻转台是1.5MW/2.5MW风力发电机定子在工艺过程中对定子进行翻转操作所需的专用设备。设备由三部分构成：翻转平台机械结构、液压系统、电气控制系统。

定子翻转平台的机械结构由传动装置、承载框架、夹紧机构、锁紧机构、轴向定位机构、支撑架、移动工作平台等几部分构成，完成工件（带假轴定子）的夹持、定位及翻转等功能。其中，旋转承载框架为系统主体承载结构，夹紧机构、锁紧机构及轴向定位机构均安装于旋转承载框架上。旋转承载框架用于夹持并锁紧定子假轴，承受定子翻转过程中工件的全部重量和转动惯性力。

夹紧机构由夹紧液压缸、夹紧臂及夹紧座组成。通过夹紧液压缸控制夹紧臂将定子假轴抱住并预夹紧。夹紧臂张开时最大张开角为95°。

二、 故障现象

某公司风力发电机定子翻转台投入使用不到半年，便出现了一个异常现象：夹紧臂在夹紧过程中，压力升至150MPa，夹紧臂端部不能正常进入锁紧槽。

三、 故障分析

通过观察，发现夹紧臂铰链内外，磨出许多铁粉，铰链销轴与支撑间也有磨出的铁粉，这说明了铰链存在磨损。分析铰链结构，销轴和孔之间没有轴套，铰链机构中的销轴和套（孔）同轴度和平行度存在较大误差，来回旋转时造成磨损。磨损加剧时，轴与孔的间隙加大，影响了整个夹紧臂的水平度，使夹紧臂下沉。

综上所述，可以得出二个结论：a. 夹紧臂与支撑间因无轴承形成轴与孔直接摩擦，磨损严重导致间隙增加。

b. 夹紧臂端部不能正常进入锁紧槽，而且处于夹紧臂水平状态时夹紧臂会往下沉，铰链机构呈现“扭曲”，从而更加加剧了磨损，进一步破坏了轴孔精度。以上二点致使这一故障现象进入了一个恶性循环。

四、 结构改造

（一） 摩擦和磨损是机械运动中存在的普遍现象，轴承是支承轴的重要部件。滑动轴承具有工作平稳、噪声小、耐冲击能力和承载能力大等优点，而滚动轴承的摩擦阻力小、效率高、润滑简单、互换性好且启动阻力小，根据该轴失效情况，确定使用滑动轴承磨损太大，导致工作部件不能正常工作，故将滑动轴承改为滚动轴承，在支座和销轴间配合轴承（7314B）（如图1），减少两者之间的摩擦，防止磨损。

（二） 由于夹紧臂与销轴之间有间隙，存在相对运动，也会造成一定的磨损，考虑在夹紧臂和销轴之间打定位销10（如图1），使两者之间没有相对运动，防止摩擦造成磨损，也能保持一定的轴孔精度。

（三） 安装新的锁紧槽座，较之原座有个明显的优点：导向角改小，改变了“夹紧臂端部爬坡困难”的局面。

（四） 在夹紧臂安装座和锁紧槽座与翻转框架之间设计定位销，以弥补座子错位造成的偏差。

五、 改进后结构图

六、 改进效果

安装时注意将锁紧槽座順应夹紧臂端部方向移位安装，再打定位销。通过试用，夹紧臂一次性进入锁紧槽，工作一段时间后发现磨损现象减少，大大延长了正常工作时间和使用寿命，达到了很好的改进效果。

参考文献：

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[5]黄琳.港口拖板翻转机的设计[D].天津大学，2012：1-66.

作者简介：陈慧玲，湖南省株洲市，湖南化工职业技术学院；

黄林，湖南省株洲市，中国中车株洲电机有限公司。