一次液力耦合器润滑油压故障分析及处理

王大伟

摘要：发电厂高压给泵等设备配套的调节性液力耦合器，是一种可以调节输出功率和转速的液力机械，置于电机及给泵之间进行动力传递。某电厂使用的YOTcp580型液耦运行时油压正常，停机后运行辅助油泵无油压，影响轴瓦降温及润滑。检修人员检查发现其主要部件单向阀组中一处阀座变形造成滚珠卡涩，分析并制订了检修措施，消除了油压异常现象，延长了设备使用寿命。

关键词：液力耦合器;辅助油泵;单向阀组;加工阀座

0 引言

为消除液力耦合器停机后的润滑油压异常现象，对油路部件进行拆检并确定检修措施，从设备的润滑油油路系统分析、单向阀组构成及动作分析、加工阀座等角度入手，判定了异常原因和针对性处理措施，解决了润滑油油压异常问题，使得液力耦合器运行各润滑油压保持在标准范围内。

1 液力耦合器（以下简称：液耦）结构及工作原理

1.1结构简述

该高压给泵液力耦合器型号YOTCP580，为部分箱体式出口调节型液耦[1]，其主要由箱体、旋转组件、供油组件、排油组件、導管操纵机构、仪表装置及冷却器等辅助件组成。水平剖分箱体由箱盖和箱座两部分组成箱体，用来支承旋转件，并形成油箱。输入组件包括输入轴、背壳、外壳压盖、壳体轴承套、泵轮、外壳和泵轮轴承套;输出组件包括涡轮和输出轴。主油泵采用正移矩摆线转子泵，装在液耦的泵壳体上，由输入轴带动的齿轮副驱动。辅助油泵采用齿轮泵由电机驱动，提供液耦停止工作后各处所需的润滑油。

1.2 工作原理

设备启动时，由输入轴上的齿轮驱动油泵把耦合器箱底的油打出，经过油冷却器到导管壳体内，再经泵轮上的进油口进入工作腔。当耦合器运转时，油液从工作腔经过泵轮边缘的通道溢出，进入导管腔。在导管壳体里，有一水平放置并可径向伸缩的导管。导管口伸入到导管腔内，导管的伸缩由电动执行器控制，而导管口的径向位置决定了导管腔里油环的厚度，即工作腔里的充液量，从而决定了输出转速。当导管伸入旋转着的油环时就把油从导管腔内引出，减少了油环的厚度，并把油液排入箱体底部，供循环使用;相反的，导管缩回时，使油环厚度增加，工作腔内就保持较多油液，这样，利用外部控制装置使导管在“充满”和“抽空”两种极限位置之间进行调节，从而得到了输出轴的无极变速。停泵后主油泵随停，启动辅助油泵进行供油，该液耦使用#32汽轮机油。

2 液耦辅助润滑油系统介绍

该液耦采用的滑动轴承支承，与耦合器连接的电机、给泵轴承均采用油箱的稀油润滑，并设有辅助润滑供油装置，其功能为在机组启动前、停机后以及液耦主油泵出现故障时，向液耦、电机或工作油提供足够合格的润滑油。辅助润滑供油装置由吸油管（设180μm进油滤芯）、辅助油泵（齿轮泵）、单向阀组（1只）、双联滤网（40μm）、润滑冷却器、仪表及阀门等。

辅助润滑供油装置工作原理[2]：启动前或停机后，电机带动辅助油泵工作，经单向阀组后，进入双联滤网，一部分供应液耦的滑动轴承，另一部分经冷却器后，供电机和给泵轴承润滑。液耦正常工作后，停用辅助油泵，耦合器主油泵供出的工作油经主冷却器后，到进口法兰，大部分油进入耦合器工作，另外的油经过单向阀组，到双联滤网后，一部分供耦合器滑动轴承润滑，另一部分经冷却器供电机、给泵轴承润滑。根据液耦设备维护要求，主油泵及辅助油泵启动时，调节阀开度控制应使单向阀组前的压力为0.15—0.35Mpa。

3 异常情况分析

3.1 异常情况描述

某日该高压给泵运行时油压正常，停机后辅助油泵运行出现润滑油压不起压，正常运行油压应在0.1—0.3Mpa间可调，一般调至0.2bar。 对液耦单向阀组拆检发现其辅助油泵运行时应开启的单向阀，因阀座变形造成滚珠卡涩，油压无法将滚珠推下另一端并无法打开油口。

3.2 单向阀组组件及油通路说明

该单向阀组集成了单向阀、进油滤网进出口、双联滤网进出口、调压阀进出口、辅助油泵进出口，油口及流向较复杂。

当辅助油泵工作时：油自#6口吸油并通过进油滤芯进入#1口（与#5口通）;油流经过辅助油泵后，自#2口泵出（#1、#2口用外置管道接通），推动滚珠滚向#7口，堵塞油流进入工作油通道，并进入#3口，以便调压阀调整压力（调整后多余油流回到#1口循环），同时流向#4口进入双联滤网（该滤网外置），最后从#8口（#4、#8口用外置管道接通）流出作润滑油。

当主油泵工作时：油自#7口流入阀组，推动滚珠滚向并堵塞#2、#3口通道，避免辅助油泵倒转及泄压，油直接通过#4口进入双联滤网，最后从#8口流出作润滑油。如图1所示，单向阀组油路简图。

3.3 异常处理及分析

现场紧急处理为拆下调压阀，自#3口用内六角扳手等工具扳动滚珠，使其向#7口滚动，再连接调压阀，启动辅助油泵，此时润滑油压就地显示为0.19Mpa，盘上显示1.7bar，符合运行要求。

4 检修方案及实施

制作#3口处阀座，装复后消除因原阀座变形而造成的卡涩;量取滚珠处通道直径32.4mm左右，制作32.2mm阀座，阀线处坡口45°，高度8mm，材质#45碳钢，使得具备较好的刚性、强度和耐磨性，如下图2，加工阀座图。装配时，研磨滚珠通道使其光滑，浇入润滑油后放入该加工阀座，使用铜棒轻敲，由于原阀座直径较小，加工阀座底部接触到原阀座后，再用力敲紧即可，放入滚珠后来回滚动无异常。整体部件装复后调整油压，故障消除。

5 结论

该液耦单向阀组为铸造整体加工，其间通道均为润滑油通路，各处出现缺陷后影响整体动作和油压。根据其结构型式，分析缺陷和故障出现原因及处理方案，选择最为可靠简易的方案进行检修实施，可有效延续该部件和设备的使用寿命。

参考文献：

[1]朱刚.调速型液力耦合器的应用及故障分析，内蒙古石油化工，2012（15）：76-78.

[2]广东中兴液力耦合器制造有限公司.YOTcp调速型液力耦合器产品说明书.2004（8）.