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夢幻邂逅:安裝間隙整定值與大軸擺動造成的誤差無關

夢幻邂逅 www.zkyia.com    安裝間隙整定值對于機械過速?;ぷ爸鎂鵲撓跋?/span>

江濤
(武漢安施通電氣有限公司,武漢,430015)
摘要:本文通過對離心式純機械過速?;ぷ爸迷淼姆治鐾頻?,得出了機械過速?;ぷ爸美胄姆砂諍痛シ⒒怪淶陌滄凹湎墩ㄖ蕩笮《曰倒儔;ぷ爸枚髕釵薰氐慕崧?。
關鍵詞:機械過速?;ぷ爸?/span> 安裝間隙 安裝間隙整定值
1.引言
近年來,隨著水電站安全技術水平的不斷提高,純機械過速?;ぷ爸米魑只儔;さ淖詈笠壞?ldquo;防線”得到了越來越普遍的應用,用戶對于其可靠性及動作精度的要求也越來越高,要求其在設定的動作轉速時準確動作,實現機組的事故?;?,不能出現超出規定范圍的動作提前或者滯后。
2.機械過速?;ぷ爸玫墓ぷ髟?/span>
目前,廣泛使用的機械過速?;ぷ爸么蠖疾捎昧死胄姆梢菔澆峁?。較為先進的離心飛逸式機械過速?;ぷ爸靡話閿衫胄姆砂?、 觸發機構和液壓控制閥組幾個部分構成。
離心飛擺是整定動作轉速的部件。目前,較為先進的離心飛擺均采用了彈簧預壓縮的方式。離心飛擺的彈簧通過螺母進行壓縮實現預緊,這個預緊力的大小略小于機械過速?;ぷ爸蒙瓚ǘ髯偈鋇腦そ裊?。這樣當機組接近動作轉速時,離心飛擺克服預緊力向外運動,當向外運動量達到和超過飛擺與脫扣式觸發機構之間的間隙時,觸動觸發機構,進而帶動液壓閥組切換工作油路,實現事故?;?。
這種飛擺的優點是非常明顯的,離心重塊只是在轉速接近于設定轉速時才會向外運動,幾乎是在過速瞬間甩出,其它時候彈簧是沒有伸縮運動的,不會產生疲勞。
預壓緊式離心飛擺結構
3.安裝間隙對于機械過速?;ぷ爸?/span>的影響
從上述機械過速?;ぷ爸迷?,安裝間隙整定值是在工廠整定機械過速?;ぷ爸玫幕賈?,理想狀況下,在實際機組上只要將安裝間隙調整得與該整定值一致,便可以實現在整定轉速下的動作。
但是真實情況下,由于安裝誤差和大軸擺動等因素,安裝間隙與整定值之間存在誤差是難以避免的:我們可以看出對于離心飛逸式機械過速?;ぷ爸么臃砂謚乜橄蟯庠碩街乜樽不鞔シ⒒怪浼渚嗉吹傻謀湫瘟縇,這個彈簧變形量必然對應了兩個不同轉速的離心力,也就是說對于同一臺機械過速?;ぷ爸美此?,安裝間隙的大小會改變動作轉速值。而對于一臺在工廠內按照某一規定間隙整定動作轉速的機械過速?;ぷ爸?,現場安裝間隙的改變會改變動作值:安裝間隙增大,會使得動作轉速值高于工廠設定值;安裝間隙減小會使得動作轉速值低于工廠設定值。
因此,有必要經?;嵊屑際躒嗽庇姓庋囊陜?,既然安裝間隙的改變會改變機械過速?;ぷ爸玫畝髦?,那么把安裝間隙的整定值設定得更大一些是不是對于安裝誤差或者說大軸擺動造成的動作誤差會更???
直觀的分析很多人都會得出這樣的結論,對于一臺動作值確定的機械過速?;ぷ爸?,安裝間隙整定值更大,對于同樣大小的大軸擺度形成的誤差會更小。比如說0.3mm的擺動,對于1.5mm來說,是20%,對于3.0mm來說是10%,那么造成的誤差會差一倍?
我們從理論上計算一下大軸擺動所造成的誤差:
假設大軸擺動值為Δx,那么大軸擺動對應安裝間隙的變化值也為Δx,飛擺彈簧的彈性系數為k,那么根據胡克定律,對于這個安裝間隙改變量對應的彈簧力變化ΔF=k*Δx,我們可以計算這個安裝間隙變化值對應的動作轉速變化量
我們設定機械過速?;ぷ爸玫畝髯儻?omega;0,大軸上安裝的飛擺重塊旋轉半徑為r,離心飛擺重塊質量為m,根據離心力公式,過速動作時,離心力F1=mω02r。
當大軸擺動時,機械過速?;ぷ爸玫畝髯儔湮?omega;1,大軸上安裝的飛擺重塊旋轉半徑變化量Δx相對于r來說可以忽略不計,仍然記為r,離心力F2= mω12r。
這兩個離心力的變化量與彈簧力的變化相等,就等于ΔF,那么
k*Δx= mω02r- mω12r
從這個公式中,我們看到對于固定的彈簧彈性系數k、離心飛擺重塊質量m、機組機械過速飛擺安裝半徑r這些定值來說這個偏移的動作轉速ω1僅僅與大軸的擺動值大小有關,與飛擺與脫扣器觸發機構的整定間隙毫無關系。
 4.安裝間隙整定值大小對于安裝誤差的影響
     更大的間隙對于安裝的準確性是否有利呢?從測量技術的角度來說,誤差的產生和測量物體的大小、長短是毫無關系的,我們用同樣精度的一把尺測量間隙或者長度,無論是測量1mm還是1000mm,都不可能減小測量的絕對誤差,能減小的只是相對誤差,而上面的分析推算已經證明,相對誤差的大小對于動作值的偏差毫無關系。
5.結論
安裝間隙整定值只是工廠整定的標準安裝間隙值,現場安裝和工廠整定盡可能一致,如果我們在工廠加大安裝間隙,在現場也同樣的加大安裝間隙便可以了,僅僅依靠在工廠把間隙的辦法,是不能解決大軸擺動和安裝誤差因素對于機械過速?;ぷ爸么吹奈蟛畹?。
通過以上分析我們可以得出這樣的結論:安裝間隙整定值僅僅是機械過速?;ぷ爸玫墓こдū曜賈?,盡管改變安裝間隙會改變機械過速?;ぷ爸玫畝髦?,但安裝間隙整定值大小對于大軸擺動和安裝誤差造成的偏差是沒有任何關系的,加大安裝間隙整定值對于減小大軸擺動和安裝誤差造成的動作偏差毫無意義。
我們也利用仿真試驗證實了我們的這一觀點,我們分別在安裝間隙整定值為1.5mm和3.0mm下,連續10次進行機械仿真試驗,結果證明兩個對比組誤差無顯著差異。
參考文獻:
1】義務教育課程標準實驗教科書:物理,課程教材研究所 物理課程教材研究開發中心 編著,人民教育出版社 

2】ALSTOM機械過速?;ぷ爸貌肥植?,武漢安施通電氣有限公司
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