某600MW机组低压-发电机联轴节螺栓结构优化分析.pdf

第27卷第3期 热 能 动 力 工 程 V01．27，No．3 OFENGINEERING AND 2012年5月 JOURNAL FORTHERMALENERGYPOWER May．，2012 某600 MW机组低压．发电机联轴节螺栓结构优化分析 张俊杰1，李浦2，袁奇”，孙鹏1 摘要：针对某600MW机组低压一发电机转子联轴节两饲 大静摩擦力产生的扭矩％。时，联轴节发生错位或 轴振突跳、连接螺检弯曲和轮盘错位问题，在研究螺拴伸长 处于错位的临界状态，在给定摩擦系数的前提下，联 量和传递扭矩关系的基础上。提出四凸台螺栓优化结构以代 轴节接触面之间的最大静摩擦力由螺栓伸长量△f 替原有三凸台螺栓结构，采用三维非线性接触有限元进行不 (即螺栓预紧力)决定，即： 同工况下两种螺栓结构的计算分析，对比计算结果，说明四 24 凸台优化方案能够在各种工况有效安全传递扭矩．保证机组 f=g∑PI (1) 安全运行。 式中：只一第i根螺栓的预紧力。 关键词：低压-发电机转子；联轴节；三凸台螺栓；四凸台 发电机转子 盘车齿轮 螺栓；扭矩；有限元 中图分类号：TK263；0241文献标识码：B 引言 汽轮机组采用刚性联轴节螺栓紧配连接工艺， 通过螺栓预紧，在轮盘配合面产生摩擦力以传递扭 矩，不恰当的连接方式有可能导致转子不同心和振 图1低发联轴节结构简图 MW机组低一发联 动值偏大…。某实际运行的600 Structuralsketchofa for Fig．1 coupling 轴节两侧轴瓦振动在机组升负荷过程中曾多次出现 alow rotor voltage generator 突跳故障，且检修发现连接螺栓已明显弯曲，配合面 严重错位。针对这个问题，首先分析了螺栓伸长量 P；可以用螺栓伸长量Ⅳ；表示： 与传递扭矩之间的关系，然后建立了有限元模型，利 P。=AdEAIi／lcf (2) 用三维非线性接触有限元计算对连接螺栓和进行计 式中：Aa一螺栓有效横截面面积；Zd一螺栓有效 算和结构优化，最终提出了改进方案，并实际应用。 长度。 某600MW机组低压一发电机联轴节如图l所 联轴节接触圆面上摩擦力分布的平均半径为： 示。其连接螺栓采用三凸台结构，3个凸台分别与 发电机转子、盘车齿轮和低压转子的螺栓孔配合，在 焘=志』枷=半 (3) 盘车齿轮两侧的摩擦面上并无凸台，可见，在正常状