Тормозное устройство для остановки ротора генератора малой ГЭС

全文:

Обоснование. Во время аварии, ремонта на гидроэлектростанции (ГЭС) требуется остановка гидротурбины. При этом необходимо выключить гидроагрегат, своевременно закрыть направляющий аппарат, остановить ротор. Однако после прекращения подачи воды к рабочему колесу, ротор все же продолжает вращаться с постепенным понижением скорости, что может длиться несколько часов. Это приводит к ухудшению условий смазки опорных и упорных подшипников и, как следствие, выходу их из строя.

Таким образом, необходимо снизить время вращения ротора и обеспечить непрерывное торможение гидрогенератора, согласно требованиям заказчика, за время, равное 2 мин. При этом ротор за данное время должен остановиться с частоты вращения 170 об/мин до нуля. Это возможно осуществить с помощью специального тормозного устройства.

Цель — спроектировать конструкцию тормозного устройства для остановки ротора генератора малой ГЭС.

Методы. Для разработки конструкции тормозного устройства были проанализированы аналогичные существующие решения в различных областях, и выбран прототип. Поскольку тормозное устройство будет работать от давления масла в маслонапорной установке (МНУ) агрегата необходим гидравлический тип привода. Исходя из требуемых усилий и быстроты действия для остановки ротора, выбран дисковый тормоз. На основе гидравлических расчетов — давления, вырабатываемого МНУ, будет достаточно для развития требуемых усилий прижатия колодок как в случае проектирования конструкции с фиксированной скобой, так и с плавающей.

Для создания 3D-модели конструкций тормозных устройств были произведены требуемые расчеты по определению силы прижатия колодок, площади, диаметра штоков гидроцилиндров, а также приняты размеры.

Результаты. Были разработаны 2 конструкции тормозных устройств: гидравлическое тормозное устройство с фиксированной скобой и с плавающей скобой.

Гидравлическое тормозное устройство с фиксированной скобой (рис. 1) состоит из 3 сборочных единиц — опоры и 2 цилиндров тормозных; 7 деталей. Принцип работы: от маслонапорной установки по маслопроводам подается рабочая жидкость (турбинное масло) под давлением к обоим цилиндрам тормозным, расположенным противоположно друг другу. Расчетное потребное давление — 27 бар. Для регулировки давления масла на трубопровод от МНУ к тормозному устройству установлен редукционный клапан (дроссель). Тем самым осуществляется настройка времени торможения на монтаже.

 

Рис. 1. Гидравлическое тормозное устройство с фиксированной скобой

 

Гидравлическое тормозное устройство с плавающей скобой (рис. 2) состоит из 3 сборочных единиц — 2 опор, плавающей скобы, цилиндра тормозного, 3 деталей. Принцип действия: от маслонапорной установки по маслопроводам подается рабочая жидкость под давлением к тормозному цилиндру, тем самым воздействуя на шток и корпус суппорта одновременно и заставляя последний перемещаться и прижимать колодку к диску с другой стороны. Расчетное потребное давление — 30 бар.

 

Рис. 2. Гидравлическое тормозное устройство с плавающей скобой

 

Выводы. Предложенные конструкции тормозных устройств обеспечат быструю остановку ротора турбины, что позволит увеличить срок эксплуатации подшипников турбины и не допустить преждевременный выход их из строя. Конструкция с плавающей скобой позволит уменьшить трудоемкость изготовления, а также обеспечить гарантированное и равномерное прижатие обеих колодок к тормозному диску.

作者简介

Филиал Самарского государственного технического университета; АО «ТЯЖМАШ»

Email: kristina_orgetkina@mail.ru

студентка, группа МТ-18, специальность конструкторско-технологическое обеспечение машиностроительных производств; инженер-конструктор 2 кат. бюро гидротурбин

俄罗斯联邦, Сызрань; Сызрань

Филиал Самарского государственного технического университета

Email: a.a.uyutov@yandex.ru

научный руководитель, кандидат технических наук, доцент

俄罗斯联邦, Сызрань

АО «ТЯЖМАШ»

编辑信件的主要联系方式.
Email: 23877@tyazhmash.com

научный руководитель, руководитель группы бюро гидротурбин

俄罗斯联邦, Сызрань

参考

补充文件