大型蝶閥導(dǎo)向柱偏斜變形的處理

為了解決取水閥主副蝶板閉合存在的間隙，必須消除4根導(dǎo)向柱的偏斜狀態(tài)。取水閥安裝在壩體內(nèi)部，閥室內(nèi)無(wú)作業(yè)平臺(tái)，現(xiàn)場(chǎng)不具備更換和熱鉚裝配導(dǎo)向柱的條件。由于導(dǎo)向柱偏斜角度很小、柱身無(wú)裂紋，所以采用修磨導(dǎo)向柱偏離正常輪廓部分而不處理偏入正常輪廓部分的方法處理導(dǎo)向柱偏斜變形缺陷。

4.2 導(dǎo)向柱偏斜測(cè)定

在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，導(dǎo)向柱偏斜程度的檢測(cè)采用直接測(cè)量法。對(duì)原副蝶板導(dǎo)向柱孔端面略作修平處理，并確定其4個(gè)端面在同一平面內(nèi)，在孔端面上放置一塊厚度為5mm的已作對(duì)應(yīng)導(dǎo)向柱鉸孔處理的冷軋板，作測(cè)量平臺(tái)。檢查調(diào)整固定副蝶板，使之水平，再調(diào)整鋼板，使之緊貼副蝶板并水平。將直角座尺置于鋼板上使其始終垂直于鋼板，并移至導(dǎo)向柱附近，底直角邊指向?qū)蛑鶊A心（圖1）。沿柱身圓周用游標(biāo)卡尺測(cè)量座尺尺角與導(dǎo)向柱的距離L，L的值點(diǎn)即為導(dǎo)向柱偏斜的方向，直角座尺的頂點(diǎn)（L值）軌跡呈圓弧狀分布。導(dǎo)向柱端面偏離正常輪廓的部分是應(yīng)該修磨掉的部分。再分別測(cè)量導(dǎo)向柱端面距鋼板的高度h，由此可以得出導(dǎo)向柱端面中心的徑向偏移量為（1+5/h）L（表1）。

表1 導(dǎo)向柱端面中心的徑向偏移 mm

4.3 導(dǎo)向柱修復(fù)

根據(jù)已測(cè)得導(dǎo)向柱端面中心的偏移量和偏斜方向（圖2），需要修磨部分以偏斜方向?yàn)橹行木€，端面需修磨部分的截面呈月牙形，柱身需修磨部分沿軸向正視呈直角三角形，側(cè)視拋物線分布，即在端面修磨厚度為端面中心偏移量，在根部的修磨厚度減少為0。

根據(jù)測(cè)量結(jié)果（表1），磨削量按平均值確定為3.52mm，初取3.00mm，修磨時(shí)將副蝶板豎直固定，先用角相磨光機(jī)粗磨，再用銼刀細(xì)磨，使各處平滑過(guò)渡。滿足閉合要求后，再用400目砂布精磨柱身，盡量提高表面光潔度。用透光法檢驗(yàn)修磨部分柱身的軸向修磨直度。為了便于修磨柱身，應(yīng)使導(dǎo)向柱偏斜方向豎直向上。局部初步修磨處理之后，作主、副蝶板無(wú)外力閉合試驗(yàn)，根據(jù)導(dǎo)向柱與定位孔的接觸范圍再作修磨處理，直到主副蝶板四周閉合緊密均勻，裝配無(wú)卡塞現(xiàn)象。最后精磨柱身，提高表面光潔度。

從修磨量分析，修磨截面約占截面面積的13%，修磨截面由近似橢圓形逐漸向圓形過(guò)渡，導(dǎo)向柱剛度雖有所降低，但能夠滿足閥門開(kāi)關(guān)的剛度要求。

5 結(jié)語(yǔ)

蝶閥（以下簡(jiǎn)稱取水閥）是小型水輪發(fā)電機(jī)組常用的取水設(shè)備，與閘門式取水設(shè)備相比，蝶閥具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工程造價(jià)低、工作可靠、易于安裝和操作維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，在小型水電工程中應(yīng)用廣泛。豐滿發(fā)電廠用1#、2#水輪發(fā)電機(jī)采用一管兩機(jī)布置，兩機(jī)共用一臺(tái)蝶閥取水設(shè)備，設(shè)置在壩體內(nèi)。該閥是公稱通徑為DN1600mm的圓盤式立軸蝶閥。在大修中，該閥副蝶板因?qū)蛑倍c主蝶板不能閉合。通過(guò)分析故障原因，經(jīng)適當(dāng)?shù)奶幚恚謴?fù)了閥門的正常運(yùn)行。

取水閥由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、蝶板和閥座體等3部分組成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為齒輪傳動(dòng)，手動(dòng)操作，其由驅(qū)動(dòng)主蝶板轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪副、驅(qū)動(dòng)副蝶板水平位移的齒輪副和滑塊換向裝置等組成。蝶板由可分離的主蝶板和副蝶板組成，副蝶板通過(guò)內(nèi)側(cè)的導(dǎo)向柱（黃銅材質(zhì)）與主蝶板內(nèi)部的定位孔（銅套）配合實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向定位，并通過(guò)蝶板內(nèi)部的換向傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)副蝶板的水平位移。閥座體由閥座和上蓋組成，支撐驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和蝶板并密閉閥腔體，兩側(cè)與鋼管連接。閥門檢修分解中發(fā)現(xiàn)，在主、副蝶板密封面之間由于夾雜異物導(dǎo)致其產(chǎn)生間隙，雖使用外力使副蝶板強(qiáng)行閉合，間隙仍然存在。若蝶板長(zhǎng)期在管道中使用，則蝶板將處于振動(dòng)狀態(tài)，影響閥門安全運(yùn)行。

從閥門結(jié)構(gòu)上分析，主、副蝶板是厚度大于50mm的鑄鋼件，不易變形。定位孔是由厚壁銅管鑲嵌在主蝶板內(nèi)，也不易產(chǎn)生變形。副蝶板的導(dǎo)向柱為懸臂結(jié)構(gòu)，熱鉚于副蝶板上，其剛度相對(duì)較低，在懸臂部分容易產(chǎn)生偏斜變形。從密封副上的間隙在圓周分布和形狀判斷，間隙的形成是在主副蝶板夾卡異物的情況下，強(qiáng)行閉合（開(kāi)閥）操作，使副蝶板4根導(dǎo)向柱向有間隙的對(duì)側(cè)偏斜，造成導(dǎo)向柱與副蝶板不垂直。

4.1 處理方案

閥門導(dǎo)向柱經(jīng)過(guò)處理后，副蝶板與主蝶板開(kāi)閉正常，無(wú)卡阻，管道過(guò)流時(shí)未發(fā)現(xiàn)異常振動(dòng)，滿足取水閥的運(yùn)行要求。閥門維修后的使用中，共開(kāi)關(guān)操作4次，均未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，閥座上蓋填料箱處無(wú)明顯滲液，表明蝶板在過(guò)流中的振動(dòng)比維修前大幅降低，也表明導(dǎo)向柱修磨工藝處理是可行的。