拐臂拆卸专用工具研究及改进

贾 巍，贾 鑫

（1.国网新源控股有限公司潘家口蓄能电厂，河北 唐山 064300；2.河北丰宁抽水蓄能有限公司，河北 承德 068350）

1 情况简介

潘家口蓄能电厂位于河北省唐山市迁西县，地处滦河流域。厂房内安装有3台抽水蓄能机组，单机容量为90 MW。其中水泵水轮机型号为HLN80-LJ-553，该机组为混流、立轴、单级、可逆式机组，转轮为高度2 267 mm。其所安装的水轮机及其辅助设备均由Sulzer Ltd.公司（即Andritz公司）生产，该机组导水机构采用径向式导水机构，每台机组共有24个活动导叶，布置在直径为Φ6 342 mm的分度圆上，为多导叶幅向轴流式布置。活动导叶材质为G-X5CrNi134，高度为901 mm，叶型为正曲率。每个活动导叶配套安装一个拐臂，拐臂材料为FeG450UNi3158，单个拐臂重22 kg。当机组大修或拐臂出现故障时，需要将拐臂拆卸下来进行检修。在拆卸的过程中如果没有专业的工具，由于施工空间狭小，拐臂重量较大，可能会对机械部件造成破坏，或者对人身造成伤害，直接影响工作效率。

2 现状调查

潘家口电厂此前在拐臂检修时，一般采用如图1、图2、图3所示的拐臂拆卸工具，但是在施工过程中，工作效率不高，且在工作过程中会出现受力不均，发卡、憋劲的现象，可能会对拐臂和导叶轴颈造成损伤，不仅会极大的影响施工进度，甚至可能会对施工人员的人身安全带来威胁。

图1 原有拆卸工具主体结构主视图

图2 原有拆卸工具主体结构俯视图

图3 原有拆卸工具主体结构左视图

以下结合图4及实例对原有拆卸工具使用进行说明，原有拆卸工具主要由3部分组成包括搭接板、支撑架以及吊具安装块。拐臂与轴头通过键连接（在图中未做标注），连接键拔出后，将专用工具搭接板与拐臂下部接触，由两人同时手扶拆卸工具，将吊具固定在安装快处，吊绳绷紧后，手扶工具人员撤离，利用起吊工具将专用工具与拐臂一同吊出。

图4 原有拆卸工具使用过程示意图

本方案操作简单，但是在拆卸的过程中存在如下缺点：

（1）在吊具拉紧之前需要工作人员用手扶住拆卸工具，防止拆卸工具坠落伤人。

（2）拆卸工具安装中心凭借工作人员的经验来确定，中心确定不精确。

（3）吊装安装块虽然能够确定吊具安装中心，但是无法固定吊具，起吊中心无法固定。

（4）由于以上两个位置中心定位不精确，在起吊过程中，容易导致拐臂受力不均匀，拐臂与轴头发卡、憋劲，拐臂拔出困难，损坏拐臂与轴头的接触面。

3 改造方案

由于存在上述诸多问题，现在亟需对原有拆卸工具进行改造，重新设计一种更加高效且安全的拐臂拆卸工具。新拆卸工具如图5、图6、图7所示。

图5 新拆卸工具主体结构主视图

图6 新拆卸工具主体结构俯视图

图7 新拆卸工具主体结构左视图

以下结合图8及实施例对新拆卸工具进行说明，新拆卸工具主要由4部分组成包括吊具定位槽、千斤顶安放槽、支撑架以及连接螺栓孔。拐臂与轴头通过键连接（在图中未做标注），连接键拔出后，将拆卸工具与拐臂用螺栓固定，将千斤顶置于拆卸工具与轴头之间，千斤顶端部置于千斤顶安放槽内，缓慢操作千斤顶，拐臂拔出一定高度后，将吊具挂在定位槽内，把拆卸工具与拐臂一起吊走。新型拆卸工具在安装时与拐臂连接牢靠，不会出现脱落现象，而且中心定位精确，吊点分散，确保拐臂受力均匀，同时起吊工具定位槽保证了吊运过程的平稳。

图8 新拆卸工具使用过程示意图

4 改造效果

通过上述两种拆卸工具的结构与使用过程对比，不难看出，与原有工具相比，新拆卸工具具有突出的优点：

（1）在吊具拉紧之前，拆卸工具通过螺栓与拐臂可靠连接，避免其脱落导致人员受伤的风险。

（2）新拆卸工具通过螺栓与拐臂连接后，保证连接牢固的同时，也确定了其中心位置，保证拐臂均匀受力，防止拐臂发卡、憋劲现象，从而对拐臂和轴套造成损伤。

（3）定位槽的设计，使得整个吊运过程中吊装工具不会滑动，保证了吊装过程的安全平稳。

（4）节省人力，提高了效率，节省了工期，使拐臂拆卸工作更加省力、高效、快捷。

（5）两个连接部与支持架本体为一体成型结构，使整体结构稳定性强。

5 结束语

文章通过对潘家口电厂的拐臂拆卸过程以及其原有拆卸工具进行了分析研究，找出了其缺点，并设计了一种新型的拐臂拆卸工具，通过本设计方案的实施，可以极大的提升拐臂拆除工作的效率，减轻施工人员的工作量，节约人力与时间的成本，且降低了施工时人员受伤的风险。希望通过本文，能够引起人们对水轮机活动导叶拐臂这一部件的重视，也能够给其他水电厂拐臂检修时提供一个新的施工思路，使得水轮机检修工作更加安全、高效而省力。