
警 告
在安装、操作或维护本设备前,应通读本手册以及与所进行工作有关的所有其它出版物。应遵循安全指导和注意事项,不按照说明书会引起人身伤害和/或财产的损失。
发动机、透平或其它类型的原动机应配置超速(超温或超压,在合适的场合)停机装置,这些停机装置应完全于原动机的控制设备以防止若机械-液压调速器或电子调节器,执行机构、燃料控制器、传动机构、杠杆机构或被控设备故障时的失控飞车引起的发动机、透平或者其它类型原动机的损坏及人身伤亡事故。
当本手册有重大修改时,手册编号所赋字母按字母表的顺序变为下一个字母。
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WOODWARD调速器公司保留随时修改本出版物的任何部分的权利。WOODWARD公司所提供的资料被确认是正确和可靠的。
除非另有明确承诺,对于本手册的使用,WOODWARD调速器公司不负任何责任。
WOODWARD调速器公司 1984年
保留所有权利
第一章 概述
序言
说明
参考文献
第二章 安装
序言
接收
贮存
驱动轴转向
连杆的连接
输出油
转速调整连杆
热交换器的安装(任选)
供油
何时需要热交换器?
第三章 调速器的动行和调整
序言
首次运行
转速不等率
不等率的调整
第四章 作用原理
序言
运行说明
油压和分配
飞锤的作用
导向阀的功能
不等率调整杠杆的功能
第五章 故障排除
外表检查
定义
摆动
波动
振荡
第六章 更换零件
更换零件资料
图 示 清 单
1-1 调速器的输出
1-2 TG-13调速器
2-1 泵壳组件
2-2 泵壳组件
2-3 油泵传动销的位置
2-4 泵壳组件
2-5 调速器驱动轴顺时针旋转的装配
2-6 调速器驱动轴逆时针旋转的装配
2-7a 螺钉转速调整,铸铁壳体TG-13和TG-17调速器的外形尺寸图
2-7b 杠杆转速调整,铸铁壳体TG-13和TG-17调速器的外形尺寸图
2-7c 杠杆转速调整,压模铸铝壳体TG-13和TG-17调速器的外形尺寸图
2-7d 螺钉转速调整,压模铸铝壳体TG-13和TG-17调速器的外形尺寸图
2-8 热交换器接口的位置
2-9 热交换器的管路示意图
3-1 不等率调整杠杆的移动
4-1 TG-13和TG-17示意图(小)
4-1 TG-13和TG-17示意图(大)
6-1 铸铁壳体,螺钉转速调整TG-13和TG-17调速器的零件
6-2 TG-13和TG-17顶盖组件的零件(杠杆转速调整)用于铸铁壳体的TG-13和TG-17
6-3 压模铸铝壳体、螺钉转速调整TG-13和TG-17调速器的零件
6-4 压模铸铝壳体、螺钉转速调整,带加长驱动轴TG-13和TG-17调速器的零件
6-5 TG-13和TG-17顶盖组件的零件(杠杆转速调整)用于铸铝壳体的TG-13和TG-17
第一章 概述
序言
本手册04042提供了有关WOODWARD TG-13和TG-17调速器安装、运行和调整、作用原理、故障排除和更换零件的一般说明。
说明
WOODWARD TG-13和TG-17是一种机械-液压转速有差调速器,用于不需要同步即恒转运行场合中的汽轮机控制。
TG-13和TG-17调速器的最大输出轴行程为40度。空载到满载的推荐行程为2/3的调速器满行程。
TG-13和TG-17调速器最大工作能力以及有关调速器输出轴行程资料见图1-1。
A-过行程以保证达到原动机的限位点
B-空负荷至满负荷行程,通常推荐为2/3的调速器满行程
C-原动机加速所需的行程
D-原动机减速或停机所需的行程
在调速器40度的满行程内,TG-13的最大工作能力为12.2英尺-磅,TG-17为17.5英尺-磅。推荐的调速器输出行程见上图。在特殊的使用场合,原动机的最小或最大限位可以处于调速器的限位之外。
图1-1调速器的输出
调速器通过其伸出壳体两边的带花键的输出轴来提供输出。
TG-13和TG-17内置油泵的大小以满足在下列标准转速范围内进行:
1100~2400转/分
2400~4000转/分
4000~6000转/分
TG-13调速器运行时的内部油压力为1034KPa,(左图为螺钉转速调整,右图为杠杆转速调整)而TG-17调速器为1379KPa。
任一种调速器都就设置在由用户订货时指明的转速范围。在有些应用场合中,高转速的调速器(4000~6000转/分)可能需要热交换器。(见第二章)
两种调速器都能在低于规定转速范围之下控制转速,但此时的输出力矩和控制性能将有所下降。
TG-13和TG-17都有两种不同的结构,铸铁壳体和压模铸铝壳体。
调速器的稳定运行要求具有转速不等率,转速不等率在工厂设定,但内部可调。
TG-13和TG-17有两种转速调整方式:标准型为螺钉转速调整。杠杆转速调整是可选项,并由伸出上盖两边的带花键轴组成构成。
图1-2TG-13调速器
注释:TG-13和TG-17调速器由它们的上盖组件形式来加以鉴别。通常,称为TG-13和TG-17调速器或TG-13和TG-17杠杆式调速器。
两种调速器的驱动轴转向都是单方向的。对于铸铁和压模铸铝壳体的调速器,都可以现场改变其转动方向。铸铁壳体调速器能通过内部变化来改变其转向。而压模铸铝壳体调速器可通过拆除四个螺钉并将泵壳旋转180度来外部改变其转向。(见第二章)
由于动作零件少、耐风雨的结构和自供油,使TG-13和TG-17调速器的维护工作降至最低限度。调速器的驱动轴带动一台常压油泵。内部油泵油压由减压阀/蓄能器控制。安装在调速器壳体每边的油位计便于检查油的状况和油位。
参考文献
其它有关的说明参考WOODWARD发布的资料,这些资料可以网上下载(网址:www.woodward.com/ic)
编号 名称
04038 TG-13和TG-17调速器的产品技术规范。
25071 液压调节器的用油。
25075 用于机械-液压式调节器贮存的商品保护包装。
361 调速器油热交换器。
第二章 安装
序言
在搬运和安装TG-13和TG-17调速器时须小心,尤其是要避免对驱动轴、输出轴和转速调整轴或调整螺钉的撞击。不当使用会损坏密封件,内部零部件和改变工厂的设定值。
不能用调速器驱动轴作为支承来放置调速器。
接收
TG-13或TG-17从工厂发运时是垂直放置在木架上用螺栓固定并用包装箱包装。壳体的每边都装有一个油位计,通气口/注油口罩盖的位置处于调速器垂直安装运行的位置上。
TG-13或TG-17在工厂试验调整后,放去调速器油,并进行油封和喷漆。这样,内部零件上都复盖着一层薄薄的油膜以防止生锈。外伸轴喷涂润滑剂。在安装和运行或用户重新试验前不需要进行内部清洗。
贮存
从我们工厂接收到的TG-13或TG-17调速器可以作短期贮存。对于长期贮存,贮存在不利环境中(即大的温差、潮湿或腐蚀性空气),或者调速器安装在汽轮机上的贮存,应将调速器注满油并按照WOODWARD手册25075“用于机械-液压式调节器贮存的商品保护包装”中的保护包装说明采取一定的保护措施。
如果用于水平运行的调速器的通气口/注油罩盖已被拆除,而调速器又需要垂直贮存时,在给调速器注油前应用螺塞来取代罩盖以防止油罩盖处泄漏。
驱动轴转向
WOODWARD调速器驱动轴的转动方向由调速器顶部看其转向加以确定。
注释:从TG-13或TG-17调速器的顶部观察,其正确的转动方向应与铭牌上打印的“CW”(顺时针)或“CCW”(逆时针)一致。
调速器的驱动轴只能作单向旋转,当从调速器顶部看,其转动方向应与安装凸缘处看到的汽轮机轴转动方向一致。
如果调速器油泵的旋转方向不对,就无法建立起油压。没有油压,油泵部件就开始发热,从而引起转动部件的卡死。
注意!当从调速器和安装凸缘的顶部看,调速器传动与汽轮机驱动的方向必须一致。不正确的传动转向会损坏调速器。
改变驱动转向
不在底座上加工油泵偏心环的TG-13或TG-17(见图2-1)采用下列步骤:
图2-1 泵壳组件
1.见图2-1、2-2、和2-3。
2.从汽轮机上拆下调速器,放光调速器里的油。
3.将调速器横放,使冷却器接口朝上。
4.转动驱动轴使键槽朝上。
5.拆去四个泵壳固定螺钉,拆下泵壳。
6.查看泵壳上转向箭头标记,转动偏心环使其销子孔位于所需的轴转向箭头旁。
7.将销子插入偏心环上的销孔中(销子必须低于平面)。
图2-2泵壳组件
图2-3油泵传动销的位置
8.将油泵的内、外齿轮装入泵壳。
9.确保驱动轴上的键槽朝上,油泵传动上的方头销处于适当位置。
10.将泵壳组件装在驱动轴上,使内齿轮上的槽与油泵传动销对准。
注释:不要为了让内、外油泵齿轮啮合而转动驱动轴,因为转动驱动轴有可能使油泵传动销子掉出来。油泵传动销子上的方头必须如图2-3所示保持其相对于壳体底部的位置。
11.用四个螺钉将泵壳固定在壳体上,拧紧力矩为33.9N·m。
12.应确保驱动轴旋转自如。
13.将飞锤保持卡圈装在驱动轴上。在泵壳和卡圈之间留有0.010英寸的间隙,拧紧力矩为5.6N·m。
注释:如果驱动轴不能旋转自如,松开泵壳的四个螺钉,使油泵对中,然后再拧紧螺钉。
在底座上加工油泵偏心环的TG-13和TG-17(见图2-4),采用下列步骤:
1.见图2-5和2-6;
2.拆去四个泵壳螺钉;
图2-4泵壳组件
注释:当泵壳旋转180度时,应使泵壳组件平面紧靠调速器壳体(见下面的警告)。
如果让油泵传动轴(124)与飞锤驱动轴(123)脱开的话,(见图6-3)调速器输出时达到最大燃料位置,这可能引起超速的危险。
警告!如果在重新装配油泵时,飞锤轴没有与油泵传动轴连上,会引起人身伤亡和/或设备损坏事故。
3.将泵壳组件旋转180度。
4.将泵壳上的转向箭头对准调速器壳体上的基准点。图2-5示出了调速器驱动轴顺时针(CW)旋转时的装配。图2-6示出了调速器逆时针(CCW)旋转时的装配。
图2-5调速器驱动轴顺时针旋转的装配
图2-6调速器驱动轴逆时针旋转的装配
从图2-5中可以看到,被称作“顺时针”旋转的TG-13或TG-17的装配时应将表明逆时针旋转的转向箭头靠近调速器壳体上的基准点。而被称作“逆时针”旋转的TG-17装配时,如图2-6所示,应将表明顺时针旋转的转向箭头靠近调速器壳体上的基准点。这是因为正常的转向定义为从调速器顶部向下看所看到的转向,而在作转向改变时是从调速器的底部看。
5.如果调速器配置了转速调整螺钉,将转速调整螺钉顺时针拧到底。如果调速器配置的是杠杆转速调整机构,用花键留钣手030943将转速调整轴钣至最大燃料位置,并使其保持在该位置上,这样就能在压缩调速器的调速弹簧以防止调速器驱动轴(124)与飞锤组件(123)脱开(见图6-3)。
应确保驱动轴的花键头与接套啮合。
当重新装上四个螺钉时应保持压紧调速弹簧,拧紧力矩为9.0N·m。如果高速配备了加长驱动轴的话(见图6-4),其螺钉的拧紧力矩为2.6~7.0N·m。
6.确保驱动轴旋转自如。
7.打开顶盖,确保当油泵传动旋转时,飞锤亦旋转。飞锤没有啮合好,就有可能需要重新装配油泵。如果飞锤与油泵传动轴脱开,调速器的输出将处于最大燃料位置,这可能会引起超速的危险。
警告!如果在重新装配油泵时,飞锤轴没有与油泵传动轴连上,会引起人身伤亡和/或设备损坏事故。
调速器安装
该调速器能够垂直或水平安装。当观察安装基座上的调速器时,如果其驱动轴处于垂直或水平位置,就称为垂直或水平安装。
工厂安装的排气口/注油口罩盖位置和排油旋塞位置适用于调速器的垂直运行。对于水平运行,罩盖和排油旋塞应移至它们相应的替换位置上。这样,就使伺服活塞处于底部,使其完全浸入油中防止伺服活塞中渗入空气。对于罩盖和旋塞的替换位置以及调速器的安装孔位置及其尺寸见外形尺寸图(图2-7)。如合意的话,可以将油位计移至右边。
应保证留有足够的空间以连接燃料控制或汽阀连杆,手动转速调整或调整杠杆连杆以及油维护。
确保驱动轴的转向(顺时针或逆时针)和调速器转速调整与使用场合符合。
注释:调速器驱动轴的正确转向和调速器的最大转速给定值刻印在铭牌上。
调速器驱动轴只能单方向旋转,从调速器顶部向下看,其驱动轴的旋转方向必须与安装凸缘处看到的汽轮机轴旋转方向相同。
如果调速器驱动轴油泵转向不对,将建立不起油压。没有油压,油泵零部件就发热,从而引起转动部件的卡死。
确保调速器驱动轴与汽轮机轴的精确对中和同心,所有接合处必须适当配合,且不应用附加的约束力。用于传动的联轴器必须允许热膨胀使驱动轴不受轴向力作用。联轴器还必须保证不使调速器驱动轴单边受力。
注意!在调速器驱动轴装配传动联轴器时不能重击,也不能过度施力使调速器就位。驱动轴的直径为(12.675~12.687mm)。过度施力会损坏调速器。
在调速器和发动机安装凸缘之间使用一垫片以允许接合表面的细小缺陷。采用一适当长度的传动联轴器和一只5#半月键,将调速器装在安装凸缘上。均匀地拧紧调速器的固定螺栓。
注释:当拧紧调速器的四个固定螺栓时,应参考发动机制造商对拧紧力矩的技术规范。
连杆的连接
输出轴
输出轴从调速器壳体的两侧伸出,满行程为40度转角。空载到满载之间的推荐行程为调速器满行程的2/3。安装好的连杆必须活动平滑,无约束,可以在停机方向上加载弹簧力以消除松动。
警告!确保输出轴行程的两端都留有足够的行程余量。若在最大燃料位置处缺少足够的行程余量,当要求最大燃料时,原动机就无法满足最大燃料要求。若在最小燃料位置处缺少足够的行程余量,调速器就无法使原动机停机,从而可能会引起设备损坏或人员伤亡。
转速调整连杆
如果TG-13或TG-17配置了任选的杠杆转速调整机构,那就必须在转速调整轴的任一端上装上连杆。在调速器的转速范围内,杠杆转速调整机构要求30度的转角行程。一个具有最大作用力为2.5N·m的内部复位弹簧作用于转速调整轴。转速调整杠杆还必须操纵自如,无卡涩或松动。
热交换器的安装(任选)
如果必须安装热交换器,热交换器的安装必须低于调速器的油位以防止油从调速器的排气口/注油口罩盖处溢出。安装前冲洗热交换器。
制作连接冷油器和调速器所需的管子。图2-7表明了接口位置以及管子的连接。请注意图2-8,热交换器接口位置,来自冷油器出口的油有二个接口位置,究竟使用哪一个取决于调速器的安装位置。
管子的大小必须使管路压力损失小于103KPa(15磅/英寸2)。运行转速6000转/分,且采用0.188厚度的常压油泵(0.188是高速调速器上的标准厚度)的调速器,其流入冷油器进口(接口0.125英寸—27NPTF)的油流量在1034KPa下为3.8L/min(150psi下为1加仑/分)。在系统的最低点处,将调速器的排油口接入冷油器的出口路上。(见图2-9)
建议在通往热交换器的冷却水管路上安装节流装置来调节冷却水流量以达到最佳运行油温,调速器的油温过冷会引起调速器运行不正常。
图2-8热交换器接口位置
图2-9热交换器的管理示意图
供油
拆去排气口/注油口罩盖,给调速器注入1.7L(1.8VS)套脱油至油位计中能看到油位。如果调速器采用了热交换器,就需要更多的油。起动前,应保证油位计中能看到油位,发动机起动后调速器达到运行温度时,根据需要再加一点油。
根据调速器的运行温度来选择调速器油的牌号(见表2-1)。
使用表2-1和2-2作为选择合适的润滑和液压油。油的牌号根据调速器的运行温度范围来选择。还可以利用这些资料来识别和解决WOODWARD调速器公司发动机和透平调节器部生产的产品中与所使用油有关的一般故障。
在调速器与发动机公用油源的使用场合,使用发动机制造商推荐的液压油。
调速器的用油既是润滑油又是液压油,因此,它必须具有一定的粘度系数使在运行温度范围内能正常运行。并且还必须有适当的添加剂使其在运行范围内保持成份的稳定和一定的属性。
调速器用油必须与密封材料丁腈胶(腈聚丙烯、碳氟化合物)相容。许多汽车和燃气发动机油,工业润滑油和其它的矿物或合成油都能满足这些要求。
对于在运行温度下具有50~3000SUS(赛波特粘度)的大多数油来说,WOODWARD调速器都能稳定运行。在正常运行温度下,粘度是100~300SUS。执行器的响应缓慢或不稳定可能是没粘度超出了上述的范围。
调速器中零部件的过度磨损或卡涩可能是下列因素:
1.由下列原因造成的润滑不足。
a.所用的油在冷态时,尤其在起动期间流速过慢。
b.调速器中无油。
2.由下列原因造成的油污染:
a.盛油的容器不干净。
b.调速器遭受到加热和冷却循环,从而使油中产生了凝结水。
3.由下列原因造成的油不适用于运行条件:
a.环境温度的变化。
b.不合适的油位,引起泡沫,油中夹带空气。
调速器在超出油的最高极限温度下的连续运行会使油产生氧化。调速器零件上积炭或泥状沉积物就表明油已氧化。要减轻油的氧化,就行采用热交换器或其它的手段来降低执行器和运行温度,或者调换在运行温度是有较强抗氧化的油。
警告!如果油的粘度超出了50~3000SUS的范围,就会使调速器控制不稳定而引起发动机的可能超速。原动机的超速和/或飞车会引起设备严重受损,以及人员伤亡事故。
油选用表2-1给出了推荐的特殊粘度油。选用一种容易买到的,好牌号的矿物油或合成油,并连续使用这相同牌号的油,不能将不同等级的油混合使用。满足API(美国石油学会)发动机维护分等标准的“S”组或“C”组油,(以“SA”或“CA”到“SF”和“CD”开头)都适合调速器的使用。满足下列技术规范所规定的性能要求的油也适合调速器的使用:VSMIL-L-2104A,MIL-L-2104C,MIL-L-4615C,MIL-L-46152A,MIL-L-46152B,MIL-L-45199B。
VISCOSITY COMPARISONS
| 粘度比较 | ||||
| CEBTUSTIKES (CST.CS,OR CTS) 运动粘度.厘施 (CST.CS或CTS) | SAYBOLT UNIVERSAL SECONDS(sus)NOMINAL 赛波特粘度 (SUS)100°F | SAE MOTOR (APPROXIMATE) (近似值) | SAE GEAR (APPROXIMATE) (近似值) | ISO |
| 15 | 80 | 5W | 15 | |
| 22 | 106 | 5W | 22 | |
| 32 | 151 | 10W | 75 | 32 |
| 46 | 214 | 10 | 75 | 46 |
| 68 | 310 | 20 | 80 | 68 |
| 100 | 463 | 30 | 80 | 100 |
| 150 | 696 | 40 | 85 | 150 |
| 220 | 1020 | 50 | 90 | 220 |
| 320 | 1483 | 60 | 115 | 320 |
| 460 | 2133 | 70 | 140 | 460 |
如果油被污染或者怀疑调速器的不稳定是由于油的原因所引起时,就行更换调速器的用油。当油仍有温度和搅动下排放调速油;在注入新油之前使用具有润滑特性的干净溶液(例如燃油或煤油)冲洗调速器。如果没有足够的时间使冲洗溶液完全排光的话,可以用与重新注入相同的油冲洗调速器以避免新油的稀释和可能的再次污染。为了避免再次污染,调换的油中不应有灰尘,水份和其它外来物质,油须用干净的容器盛装。
警告!有关溶液的使用请遵照制造商的说明书或条件。如果没有这类说明书,处理时需小心。应在通风良好的场所使用清洗溶液,并防止明火或火花。
不遵守上述完全指南会引起火灾,设备的严重受损,人员死亡事故。
仔细选择的适合运行条件且与调速器部件相容的油应具有长的使用周期。对于运行于理想条件下的调速器,即最小的灰尘和水份且在极限油温之中运行,可以延长其换油周期。可能的话,定期的油样分析有助于确定换油周期。
顽固或重复出现的油问题应提交有资格的油类专家来解决。
推荐的连续运行油温为60~93℃(140~200°F)。环境温度的极限值为-29~93℃(-20~200°F)。在调速器壳体外的下方部位处测量调速器的温度,实际的油温约比该测量温度高6℃(10°F)。
何时需要热交换器?
TG-13或TG-17在某些场合中要求使用热交换器以防止由于油温过高使油老化及其引起的问题。通常,在低、中档转速范围内(1100~2400转/分和2400~4000转/分)运行的调速器不必使用热交换器,高转速的调速器(4000~6000转/分)在一些使用场合中可能需要使用热交换器。
诸如油粘度,调速器转速,周围热源的热辐射,以及安装凸缘和环境温度等因素都会影响油的状况,此时就要求使用冷油器,详见WOODWARD手册25071“液压调节器的用油”。
根据各个场合的安装条件,可能需要使用外部冷油器。如果在运行温度下油粘度低于100SUS,则就要求采用冷油器。TG-13和TG-17调速器都配置了连接冷油器的接口。
在实验室试验条件下,一台具有0.09~0.19m2(1~2平方英尺)有效热传递面积的单通逆流式热交换器就能给大多数高转速TG-13和TG-17调速器的应用提供足够的冷却。如果对是否需要热交换器或选择热交换器的规格有不明白之处,可与WOODWARD调速器公司联系。
第三章 调速器的运行和调整
序言
本章节介绍了TG-13和TG-17调速器的首次运行和调整特性。
首次运行
装备了TG-13或TG-17调速器的透平首次运行前,应保证所有的前期安装工作都已完成。
警告!为了防止可能引起的人员伤亡和/或设备的损坏事故,在起动发动机,透平或其它原动机时应准备好紧急停机的措施,以避免由于机械—液压调速器或电子调节器,执行机构,燃料控制装置,传动机构,连杆或者被控设备故障引起的飞车或超速。
通常,一台新的或检修后的调速器投入使用时所需做的工作仅仅是对调速器注油和调整额定转速的设定值。所有其它的调整都已按透平制造商的技术规范在工厂试验时完成,因此,不需要作进一步调整。
调速器的转速设定值出厂前作了整定,以使在首次起动时达到调速器的额定转速。该设定值可能与透平的额定转速不符。建议在起动前,通过旋转手动转速调整螺钉或者顺时针旋转杠杆转速调速机构中的高速限位螺钉来降低转速设定值,使首次起动时达到低的转速。
缓慢地打开蒸汽阀。检查汽轮机的转速,按需要进行调速使汽轮机达到额定转速。确保连接输出轴和阀门的连杆已调整至正确位置,能满足最大和最小蒸汽流量的要求。
通过人为扰动输出轴连杆或转速设定值来检查调速器能否稳定运行。当调速器受扰动后,稍有超速就能回复到原先的转速时,则认定调速器稳定性良好,不稳定则表明需要进行不等率的调整。
转速不等率
转速不等率,或简单地称作不等率,是增加调速器稳定性一种方法。不等率是当调速器输出轴从最小燃料位置移向最大位置时,随着负载的增加,引起的转速下降值。不等率用额定转速的百分比来表示。
如果转速没有下降而是增加,则表明调速器有负的不等率,负不等率将使调速器不稳定。
不等率不够大时,随着负载的变化会引起振荡或波动形式的不稳定,而不等率太大全使调速器在加负载或减负载时响应迟钝。不等率可由下列计算:
不等率%=空载转速—满载转速X100
满载转速
不等率的调整
工厂设定的,在20度输出轴行程上的6%不等率对大多数使用场合都能够提供足够的稳定性,因此,在调速器运行前,一般不需要作调整。调速器解体重新装配后,可能需要进行调整。
注释:如果调速器的输出轴从“空载”到“满载”的行程没有用到调速器满行程的2/3时,不等率将等比例减小。
如果调速器不稳定或对负载的变化响应困难,可以在调速器运行时进行不等率的调整。振荡或波动形式的不稳定表明不等率太小,不等率调整杠杆应向增加不等率的位置移动。如果TG-13或TG-17调速器出现接受负载困难或负载变化后调速器变得不稳定,则表明不等率太大。
如果必须在汽轮机上改变调速器的不等率设定值,采用下述不等率调整步骤:
1.拆去顶盖组件以接触到不等率调整杠杆。拆卸顶盖时须小心不要损坏顶盖垫片。如果调速器是水平安装的话,拆卸顶盖前应放掉调速器油。顶盖还固定着那些会掉出来的内部零部件,尤其是水平安装的调速器。
2.拧松固定不等率调整杠杆的内六角螺钉,松动程度以能滑动杠杆即可,在不等率调整所需方向上,每次约移动0.8mm(1/32英寸)。
不等率杠杆移向或移开输出轴中心线,分别增加或减少不等率(见图3-1)。
注意!不要将不等率杠杆朝减小不等率方向上移动太多,使其成为零不等率(输出轴的中心线上),因为这样会使调速器运行不稳定。TG型调速器在“0”不等率是不稳定的。
3.拧紧螺钉,装上顶盖。压模铸铝壳体调速器的顶盖固定螺钉的拧紧力矩为11.3N·m(100英磅—英寸)。
4.给调速器加油到油位能看到油位为止。
图3-1不等率调整杠杆的移动
5.重新观察调速器的运行性能和不等率调整杠杆的调整直到获得调速器满意的运行性能。如果反复调整仍无法使调速器稳定运行,表明可能有其它的问题,详见故障排除,表5-1。
注意!TG-13或TG-17的顶盖将内部零件固定在运行位置上。不装上顶盖调速器是不能运行的。顶盖组件固定不紧会引起设备严重受损和人员伤害事故。
第四章 作用原理
序言
TG-13和TG-17调速器由下列部件组成:
1.油泵
2.蓄能器
3.调速弹簧
4.飞锤和导向阀套组件
5.导向滑阀
6.伺服活塞
7.不等率调整机构
8.转速调整机构
9.输出杠杆与轴
图4-1表明了这些不同组件相互之间的关系,还为理解TG-13和TG-17调速器的工作原理提供了图示解释。
运行说明
油压和分配
通常,调速器通过一挠性联轴器同汽轮机驱动。油泵的内齿轮用键与调速器驱动轴和导向阀套连接。油泵从油箱中吸油并通过壳体中的油路将油泵入各个用油点。油泵出口的另一路油通入弹簧加载的蓄能器中。TG-13的减压阀/蓄能器将额定转速下的工作油压保持在1034KPa(150psi)。TG-17额定转速下的工作油压1379KPa(200psi)。在稳态运行期间,过高的压力压缩蓄能器弹簧将油释放到油箱。
转速的变化,离心力使飞锤向外或向内移动,根据转速的增加或下降,带动导向滑阀向上或向下运动。滑阀的移动使控制油口打开,使油回入油箱或通入伺服活塞底部。伺服活塞向增加燃料的方向移动时,蓄能器用其贮存的高压油向油系统补充供油,使调速器保持满工作容量。
飞锤的作用
飞锤组件包括两个飞锤,调速弹簧,推力轴承,导向滑阀和导向滑套。当飞锤旋转时,它们产生的离心力方向与调速弹簧向下的作用力方向相反,高速弹簧的预紧力可以通过转速设定螺钉或杠杆来改变。
飞锤脚趾上的推力轴承使导向滑套能绕着导向滑阀旋转,这样,就减小了阀套与滑阀之间的摩擦力。
导向阀的功能
当汽轮机在某个转速下运行时,导向滑阀处于其中间位置,遮盖着导向阀套的控制油口。在这个位置,伺服活塞既不排油也不进油,调速器的输出轴不动作。飞锤离心力或者调速弹簧作用力(转速调整)改变使滑阀偏离其中间位置。滑阀的移动打开了控制油口,使油排入油箱或导入伺服活塞底部。
如果出现下述情况,导向滑阀向下移动:
1.增加的负载使汽轮机和调速器的转速下降,这样就减小了与调速弹簧作用相反方向上的旋转飞锤离心力。
2.汽轮机转速不变,但用转速调整螺钉或转速调整杠杆提高了调速器的转速设定值,使调速弹簧作用力增加。
导向滑阀的下移打开了控制油口。高压油被导入伺服活塞底部,并向上推动伺服活塞。伺服活塞向上运动带动了输出轴朝增加蒸汽量的方向旋转。
随着伺服活塞的上移,输出杠杆的移动减小了调速弹簧的作用力,从而使导向滑阀上移至其中间位置。通向伺服活塞的高压油通道被控制凸缘关闭,伺服活塞停止向上运动。
如果出现下述情况,导向滑阀向上移动:
1.汽轮机负载的减小使汽轮机和调速器转速升高,从而增加了旋转飞锤的离心力。
2.用转速调整螺钉减小调速弹簧作用力使调速器转速下降。
导向滑阀的上移重新打开了控制油口,但这时是将控制油从伺服活塞底部导入油箱。伺服活塞顶部的高压油迫使活塞向下移动。活塞的向下运动带动输出轴向减小蒸汽量或燃料的方向旋转。同时,调速弹簧作用力的增加,使导向滑阀向下移动至其中间位置。当控制凸缘遮盖着控制油口,停止排油时,输出轴就停止运动。
不等率调整杠杆的功能
注意,随着输出杠杆向增加燃料方向的转动,不等率调整杠杆被提起,从而减小了飞锤上调速弹簧的作用力。于是,飞锤组件使导向滑阀在燃料增加时较低的转速下回复到其中间位置。这一特性被称作“转速不等率”。控制油口关闭停止了伺服活塞的进一步运动,同时,使发动机转速回复到由新转速即弹簧力所确定的转速下。
当输出杠杆向减少燃料方向转动时,压低了不等率调整杠杆,从而增加了调速弹簧的作用力。调速弹簧作用力的增加,迫使导向滑阀回复到其中间位置,停止伺服活塞进一步运动。
对于给定的输出轴转动行程,其转速变化量,即不等率的大小由输出杠杆上不等率调整杠杆的位置来确定。
第五章 故障排除
序言
调速器运行故障一般表现为汽轮机的转速波动。但不能认为所有这样的波动都是调速器故障所引起。因此,当出现不正常运行时,检查所有部件,调整设定值以及汽轮机是否运行正常。
利用下述故障排除一览表来识别和排除调速系统故障。当需要WOODWARD调速器公司或授权维修服务站提供额外的资料或服务帮助时,提供下列信息是重要的:
1.铭牌上所示调速器的系列号和零件号。
2.所有问题和现象的完整描述。
WOODWARD调速器公司地址见封底。
外观检查
在着手系统故障排除前,检查下述各部件:
1.检查安装于调速器输出和蒸汽阀门之间的连杆以及转速调整连杆。故障的一般原因是卡涩,松动或行程不够。
2.检查油位是否合适,油质是否正常。大多数调速器故障都是由于油太脏所引起。油中含水,或过热使其迅速老化,会引起泡沫以及内部零件的腐蚀。
3.检查汽轮机运行是否正常。应保证调速器的平衡传动,无扭曲振动。
4.确认转速的变化不是由于负载变化超出了汽轮机的工作能力。
定义
故障排除一览表中所有术语定义如下:
摆动:转速有节奏地变化,可以由调速器或原动机引起。有关故障排除资料见表5-1,部分1。通常,摆动频率小于每分钟50个周期。
波动:周期性的转速有节奏地变化,可以由调速器或原动机引起。有关故障排除资料见表5-1,部分1。
振荡:调速器输出轴和燃料连杆和高频振荡。有关故障排除资料见表5-1,部分2。不要将这种振荡与调速器的正常控制作用混淆。振荡频率大于每分钟50个周期。
警告!为了防止可能引起的人员伤亡和/或设备的损坏事故,在起动发动机,透平或者其它原动机时应准备好紧急停机的措施,以避免由于机械—液压调速器或电子调节器,执行机构,燃料控制装置,传动机构,连杆或者被控设备故障引起的飞车或超速。
表5-1TG-13和TG-17故障排除
| 现象 | 原因 | 纠正 |
| 1.汽轮机摆动或波动 | A.低油位 B.调速器内有脏物 C.输出轴连杆卡涩 D.不等率太小 | 加油至油位计中能看到油位。 支除脏物,用轻质油冲洗。 根据需要,重新进行连杆对中。如果调速器重新调整不等率调整杠杆,增加不等率。 |
| 2.调速器输出轴振荡 | A.调速器传动联轴器对中不妥 B.飞锤销子磨损 | 根据需要,检查并修理。 调速器返厂检修。 |
| 3.调速器加载困难,或者出现缓慢,不规则的晃动,尤其在负载变化后 | A.所用输出轴行程不够 B.不等率太大 C.蒸汽阀门增益大 D.调速器油脏 | 检查连杆,TG-13和TG-17从空载到满载的推荐行程为调速器全行程的2/3。 注意:不等率及其稳定作用与调速器输出轴的行程有关。如果调速器连杆被布置成从空载至满载只用了小部分输出轴行程,那么不等率及其稳定作用就成比例地下降。 重新调整不等率杠杆,减小不等率的补偿作用。 确保在特殊的使用场合,蒸汽阀门不至于太大即超尺寸。 排油,冲洗,注入新油。 |
| 4.汽轮机无法带上额定满负荷 | A.转速设定值太低 B.输出轴连杆行程不妥 C.对于所使用场合,调速器转速范围不妥 D.不等率设定值太高 | 增加调速器的设定值。 检查连杆,TG-13和TG-17从空载到满载的推荐行程为调速器全行程的2/3。 检查调速器的转速范围。 重新调整不等率杠杆,减小不等率。 |
| 5.调速器无法起动或控制 | A.调速器传动传向不对 B.传动键装配不妥或根本没装,驱动轴没啮合 C.油泵传动销子断裂 | 检查汽轮机至调速器的传动。如果需要,调整油泵部件应适应不同的转向。 检查传动部分的安装。 调速器返厂检修。 |
| 6.调速器能起动,但保持在最大位置 | A.转速设定值太高 | 降低转速设定值直到调速器开始控制为止,然后调整到所需转速。 |
备件说明
订购备件时,应提供如下信息:
1.铭牌上的调速器系列号和零件号。
2.使用手册编号(本手册04042)。
3.备件清单中的零件序号和零件名称或零件说明。
警告!蓄能器弹簧突然释放将引发人身伤害,用一轴杆夹具释放或安装压缩的蓄能器弹簧。
备件清单(图6-1)
件号 名称 数量
04042-1 螺钉.....................................................2
04042-2 调速器铭牌...............................................1
04042-3 排气口/注油口罩盖.........................................1
04042-4 盖(用于转速设定螺钉)....................................1
04042-5 垫片.....................................................1
04042-6 螺钉.....................................................3
04042-7 垫圈.....................................................1
04042-8 不等率调整杠杆...........................................1
04042-9 螺钉.....................................................2
04042-9A 垫圈.....................................................2
04042-9B 垫圈.....................................................2
04042-10 连接杆(链带)............................................1
04042-11 伺服活塞套...............................................1
04042-12 伺服活塞.................................................1
04042-13 销子.....................................................1
04042-14 密封圈...................................................1
04042-15 油泵.....................................................1
04042-16 泵垫.....................................................0或1或2
04042-17 泵壳.....................................................1
04042-18 锥销.....................................................2
04042-19 油封.....................................................1
04042-20 球头运动长圈.............................................1
04042-21 螺钉.....................................................4
04042-22 输出轴...................................................2
04042-23 油封.....................................................2
04042-24 滚动轴承.................................................2
04042-25 螺塞.....................................................1
04042-26 螺塞.....................................................2
04042-26A 螺塞.....................................................1
04042-27 TG-13,TG-17壳体........................................1
04042-28 滤网.....................................................1
04042-28A 滤网(仅限高转速TG-13和TG-17)..........................1
04042-29 .........................................................不用
04042-30 球头滑套组件.............................................1
04042-31 输出杠杆.................................................1
04042-32 飞锤销...................................................2
04042-33 飞锤.....................................................2
04042-34 球头罩...................................................1
04042-35 反馈杠杆.................................................1
04042-36 弹簧夹...................................................1
04042-37 轴销组件.................................................1
04042-38 螺钉.....................................................8
04042-39 密封环...................................................1
04042-40 平垫圈...................................................1
04042-41 波形垫片.................................................1
04042-42 转速设定螺钉.............................................1
04042-43 轴销.....................................................1
04042-44 高速停止垫...............................................2
04042-45 调整弹簧螺杆.............................................1
04042-45A 高速弹簧.................................................1
04042-46 导向轴承.................................................1
04042-47 推力轴承.................................................1
04042-48 长圈.....................................................1
04042-49 弹簧座...................................................1
04042-50 蓄能器小弹簧.............................................1
04042-51 蓄能器大弹簧.............................................1
04042-52 蓄能器活塞...............................................1
04042-53 油窥视镜.................................................1
04042-54 螺塞.....................................................2
04042-55 方头泵驱动销.............................................1
04042-56 密封环...................................................1
04042-57 螺塞.....................................................1
04042-58 长圈.....................................................1
04042-59 密封环...................................................1
04042-60 螺塞.....................................................1
04042-61 长圈.....................................................1
04042-62 旋转标记.................................................1
04042-63到79 .........................................................不用
警告!压缩弹簧50和51的突然恢复会引起伤害,要用合适的工具拆除弹簧和弹簧盖。
备件清单(图6-2)
件号 名称 数量
序号63~79没有用。
04042-80 盖(杠杆转速设定)........................................1
04042-81 套筒.....................................................2
04042-82 油封.....................................................2
04042-83 转速设定轴...............................................1
04042-84 螺钉.....................................................8
04042-85 转速设定轴杠杆...........................................1
04042-86 圆柱销...................................................1
04042-87 弹簧座...................................................1
04042-88 转速设定恢复弹簧.........................................1
04042- 转速设定螺栓组件.........................................1
04042-90 直销.....................................................1
04042-91 滚动轴承.................................................1
04042-92 停止杆...................................................1
04042-93 六角螺母.................................................2
04042-94 螺杆.....................................................2
序号95~100没有用。
备件清单(图6-3)
件号 名称 数量
04042-101 排气口/注油口罩盖.........................................1
04042-102 螺钉.....................................................14
04042-103 停止垫片.................................................2
04042-104 轴销.....................................................1
04042-105 反馈杠杆.................................................1
04042-106 弹簧夹...................................................1
04042-107 螺钉.....................................................7
04042-108 不等率调整杠杆...........................................1
04042-109 输出杠杆.................................................1
04042-110 伺服活塞套...............................................1
04042-111 连接杆组件...............................................1
04042-112 活塞.....................................................1
04042-113 滤网.....................................................1
04042-114 球头罩...................................................1
04042-115 转速设定螺母.............................................1
04042-116 高速螺钉组件.............................................1
04042-117 调速弹簧.................................................1
04042-118 导向滑阀.................................................1
04042-119 .........................................................不用
04042-120 .........................................................不用
04042-121 飞锤.....................................................2
04042-122 直销.....................................................2
04042-123 球头滑套组件.............................................1
04042-124 泵传动销.................................................1
04042-125 驱动轴...................................................1
04042-126 螺塞.....................................................2
04042-127 壳体.....................................................1
04042-128 泵壳.....................................................1
04042-129 长圈.....................................................1
04042-130 长圈.....................................................1
04042-131 滚针轴承.................................................1
04042-132 长圈.....................................................2
04042-133 油封.....................................................1
04042-134 滑套.....................................................1
04042-135 密封环...................................................1
04042-136 常压泵...................................................1
04042-137 蓄能器活塞...............................................1
04042-138 蓄能器大弹簧.............................................1
04042-139 蓄能器小弹簧.............................................1
04042-140 弹簧座...................................................1
04042-141 长圈.....................................................1
04042-142 转速给定螺钉组件.........................................1
04042-143 负荷弹簧.................................................1
04042-144 垫圈.....................................................1
04042-145 转速设定螺钉组件.........................................1
04042-146 密封环...................................................1
04042-147 油窥视镜.................................................2
04042-148 滚针轴承.................................................2
04042-149 油封.....................................................2
04042-150 输出轴...................................................2
04042-151 垫片.....................................................1
04042-152 盖.......................................................1
04042-153 铭牌.....................................................1
04042-154 螺钉.....................................................2
04042-155 推力轴承和轴承座圈组件...................................1
04042-156到160........................................................不用
警告!压缩弹簧138和139突然释放会引起伤害,用合适的工具拆除弹簧和弹簧盖。
备件清单(图6-3)
件号 名称 数量
序号95~100不用。
04042-101 排气口/注油口罩盖.........................................1
04042-102 螺钉.....................................................14
04042-103 停止垫片.................................................2
04042-104 轴销.....................................................1
04042-105 反馈杠杆.................................................1
04042-106 弹簧夹...................................................1
04042-107 螺钉.....................................................7
04042-108 不等率调整杠杆...........................................1
04042-109 输出杠杆.................................................1
04042-110 伺服活塞套...............................................1
04042-111 连接杆组件...............................................1
04042-112 活塞.....................................................1
04042-113 滤网.....................................................1
04042-114 球头罩...................................................1
04042-115 转速设定螺母.............................................1
04042-116 高速螺钉组件.............................................1
04042-117 调速弹簧.................................................1
04042-118 导向滑阀.................................................1
04042-119 .........................................................不用
04042-120 .........................................................不用
04042-121 飞锤.....................................................2
04042-122 直销.....................................................2
04042-123 球头滑套组件.............................................1
04042-124 泵传动销.................................................1
04042-125 驱动轴...................................................1
04042-126 螺塞.....................................................2
04042-127 壳体.....................................................1
04042-128 泵壳.....................................................1
04042-129 长圈.....................................................1
04042-130 长圈.....................................................1
04042-131 滚针轴承.................................................1
04042-132 长圈.....................................................2
04042-133 油封.....................................................1
04042-134 滑套.....................................................1
04042-135 密封环...................................................1
04042-136 常压泵...................................................1
04042-137 蓄能器活塞...............................................1
04042-138 蓄能器大弹簧.............................................1
04042-139 蓄能器小弹簧.............................................1
04042-140 弹簧座...................................................1
04042-141 长圈.....................................................1
04042-142 转速给定螺钉组件.........................................1
04042-143 负荷弹簧.................................................1
04042-144 垫圈.....................................................1
04042-145 转速设定螺钉组件.........................................1
04042-146 密封环...................................................1
04042-147 油窥视镜.................................................2
04042-148 滚针轴承.................................................2
04042-149 油封.....................................................2
04042-150 输出轴...................................................2
04042-151 垫片.....................................................1
04042-152 盖.......................................................1
04042-153 铭牌.....................................................1
04042-154 螺钉.....................................................2
04042-155 推力轴承和轴承座圈组件...................................1
04042-156 加长型驱动轴.............................................1
04042-157 泵壳.....................................................1
04042-158 加长型泵壳...............................................1
04042-159 螺钉.....................................................4
04042-160 长圈.....................................................1
警告!压缩弹簧138和139突然释放会引起伤害,用合适的工具拆除弹簧和弹簧盖。
备件清单(图6-3)
件号 名称 数量
04042-161 排气口/注油口罩盖.........................................1
04042-162 螺钉.....................................................8
04042-163 螺钉.....................................................1
04042-1 垫圈.....................................................1
04042-165 停止杆(最大、最小)......................................1
04042-166 油封.....................................................2
04042-167 套筒.....................................................2
04042-168 盖.......................................................1
04042-169 杠杆.....................................................1
04042-170 圆柱销...................................................1
04042-171 轴销.....................................................1
04042-172 转速设定滑阀.............................................1
04042-173 螺钉.....................................................1
04042-174 转速设定弹簧.............................................1
04042-175 转速设定导向柱...........................................1
04042-176 转速设定滑阀导向件.......................................1
04042-177 轴套.....................................................1
04042-178 螺母.....................................................2
04042-179 螺钉.....................................................2
04042-180 转速设定轴...............................................1
