Urządzenie do montażu i demontażu wirników generatorów.

                                    
    

IRENEUSZ MADEISKI
MARCIN KRET
KRET i S-KA CHOJNÓW

1. Wprowadzenie

W czasie remontu wirników generatorów elektrycznych istnieje potrzeba demontażu a najczęściej montażu kołpaków wirników. Wielkość wirników i kołpaków zawarta jest w wymiarach:

  • długość wirnika z czopami - 12535 do 5926mm,
  • masa wirnika - 65000 do 11600kg,
  • średnica wewnętrzna kołpaka - 1045 do 653mm,
  • masa kołpaka - 2020 do 300kg,

Technologia zdejmowania kołpaka z wirnika jest następująca.
Na wózkach napędzanych hydraulicznie i poruszających się po szynach zostaje położony z suwnicy wirnik (rys.1). Następnie grzany jest indukcyjnie kołpak do temperatury 300°C.
Po nagrzaniu i wjechaniu kołpakiem w część stałą urządzenia, zaciskany jest promieniowo wirnik przez uchwyty hydrauliczne. Nagrzany kołpak też jest chwytany przez promieniowo umieszczone siłowniki hydrauliczne. Uchwyt trzymający kołpak może się obracać (±5°) oraz wykonywać ruchy wzdłużne. Obrót jest potrzebny do odblokowania zamka jaki się znajduje, w niektórych rozwiązaniach wirników, między wirnikiem a kołpakiem. Ruch wzdłużny zdejmuje kołpak z wirnika, aby zwiększyć skuteczność siły wzdłużnej wprowadzono dodatkowo jej pulsację.
Po ściągnięciu kołpaka z wirnika jest on dalej transportowany ze względu na dużą długość czopów wirnika osobnym wózkiem. Czynności przy zakładaniu kołpaka są podobne. Kołpak grzany jest na wózku.

Rys. 1. Urządzenie do montażu i demontażu kołpaków generatorów:

  1. wózek wirnika,
  2. część stała urz.,
  3. napęd uchwytu kołpaka,
  4. wózek kołpaka,

2. Budowa i zasada działania wózków wirnika.

Wózek wirnika konstrukcji spawanej jest wyposażony w dwie ruchome podpory, które można ustawić na odpowiednim poziomie.
Podpory te oraz układ jazdy napędzane są silnikami hydraulicznymi wolnoobrotowymi

Rys. 2. Wózek wirnika.

Z pulpitu sterującego można w trybie szybkim lub wolnym, ręcznym lub automatycznym ustalić położenie podpór, istnieje możliwość jazdy wózkiem w prawo jak i lewo.
Jazdą obu wózków można sterować z pulpitu części stałej.

3. Budowa i zasada działania wózka kołpaka.

Wózek zbudowany jest z dwóch części:

  • podwozia,
  • i obejmy kołpaka.
Podwozie jest konstrukcją spawaną, w której zabudowane są cztery koła jezdne. Dwa z nich napędzane są silnikami hydraulicznymi wolnoobrotowymi.
W części środkowej podwozia zabudowany jest siłownik jednostronnego działania służący do podnoszenia i opuszczania obejmy kołpaka. Opuszczanie i podnoszenie obejmy umożliwiają dwie prowadnice.
Czynności podnoszenia jak i opuszczania obejmy potrzebne są podczas centrowania kołpaka z wirnikiem.
Ruch ten jest zadawany z pulpitu sterującego.
Obejma kołpaka jest konstrukcją stalową skrzynkową. W konstrukcji obejmy zabudowane są równomiernie rozmieszczone siłowniki hydrauliczne wyposażone w uchwyty służące do chwytania kołpaka podczas grzania i transportu jego do urządzenia wciągającego kołpak (napęd uchwytu kołpaka) na wirnik.
Każdy z tych siłowników jest indywidualnie sterowany z pulpitu sterującego. Z tego pulpitu można sterować także jazdę wózka. Wszystkie ruchy można wykonywać w trybie szybkim lub wolnym.

Rys. 3. Wózek kołpka.

4. Budowa i zasada działania części stałej.

Część stała mocowana do szyn (do podłoża) składa się ze stałego uchwytu służącego do blokowania wirnika oraz z uchwytu wykorzystującego ruch wzdłużny (w osi wirnika) oraz ruch obrotowy w zakresie ±5° służący do chwytania kołpaka.

Rys. 4. Uchwyt stały (część stała urządzenia).

Stały uchwyt przedstawiony na rys.4 utworzony jest ze spawanej konstrukcji skrzynkowej, w której zamontowane są od dołu dwie ruchome podpory mechaniczne napędzane silnikiem hydraulicznym działającym identycznie jak w wózkach wirnika opisanych wyżej.
Od góry promieniowo zamontowane są zaciski napędzane siłownikami hydraulicznymi.

Rys. 5. Uchwyt obrotowy (część ruchoma urządzenia).

Uchwyt obrotowy (ruchomy) pokazany na rys.5 składa się z korpusu spawanego skrzynkowego, w którym po prowadnicach obraca się pierścień także konstrukcji spawanej, skrzynkowej.
W pierścieniu tym zamontowane są dwie podpory mechaniczne napędzane silnikami hydraulicznymi (opisane wyżej) oraz 5 zacisków napędzanych siłownikami hydraulicznymi.
Siłę zacisku reguluje się z pulpitu ustawiając odpowiednio wielkość ciśnienia w siłownikach zaworem redukcyjnym proporcjonalnym.
Ruch wzdłużny uchwytu odbywa się po dwóch poziomych prowadnicach. Wymuszany jest trzema siłownikami równomiernie rozmieszczonymi na obwodzie uchwytu.
Siłę tego ruchu reguluje się z pulpitu sterującego ustawiając odpowiedni poziom ciśnienia w siłownikach zaworem redukcyjnym proporcjonalnym. Obrót uchwytu wymuszony jest dwoma siłownikami hydraulicznymi obracającymi pierścień wewnętrzny w stosunku do stałej obudowy.

Na rys.6 przedstawiony jest główny pulpit sterujący zamontowany na części stałej.
Na pulpicie są wydzielone pola obsługi funkcyjnej.

Rys. 6. Pulpit sterowniczy części stałej.

W polu "HYDRAULIKA" można włączyć/wyłączyć agregat hydrauliczny.
"GOTOWOŚĆ PRACY " zapala się z chwilą naładowania akumulatora hydraulicznego.
Istnieje możliwość wybrania ruchu szybkiego lub wolnego poszczególnych ruchów wykonawczych.
Pole "CHWYTANIE WIRNIKA" obsługuje wszystkie czynności związane z manewrowaniem ustawień wirnika:

  • ruch wirnikiem leżącym na wózkach w kierunku części stałej,
  • wysunięcie podpory prawej i lewej odczytując właściwe położenie wirnika,
  • zaciskanie wirnika w uchwycie stałym,
Pole "KOŁPAK" umożliwia ustawianie podpór stałych na odpowiedniej wysokości przed położeniem na nich kołpaka.
Siłę zaciskania kołpaka można regulować pokrętłem "CIŚNIENIE" w polu "ZACISKANIE". Siłę ruchu poziomego wciągania lub zdejmowania kołpaka można także regulować pokrętłem "CIŚNIENIE" w polu "RUCH POZIOMY".
Istnieje także możliwość włączenia pulsacji ("WIBRACJA") jednostronnej ciśnienia zgodnej z wykorzystywanym ruchem w celu poprawienia skuteczności siły ściągającej lub naciągającej kołpak.

5. Zasilacz hydrauliczny.

Zasilacz hydrauliczny tworzy układ centralnego zasilania dla wszystkich odbiorników. Rys.7

Rys. 7. Schemat hydrauliczny - zasilacz.

Ze względu na możliwość chwilowego większego poboru mocy układ wyposażony jest w 35dm3 akumulator hydrauliczny.
Wielkość chwilowego maksymalnego wydatku ograniczona jest dwudrogowym regulatorem przepływu. W momencie wyłączenia układu hydraulicznego następuje automatyczne rozładowanie akumulatora.

6. Podsumowanie.

Zaprezentowane urządzenie opracowano i wykonano na zlecenie firmy
ENERGOSERWIS S.A. z Lublińca
i od roku jest ono eksploatowane.
Urządzenie jest nowoczesnym i oryginalnym, prototypowym rozwiązaniem. Podczas rocznej eksploatacji wniesiono kilka drobnych zmian przez wykonawcę i przez zamawiającego. Roczna eksploatacja potwierdziła słuszność przyjętych rozwiązań technicznych.