Системи приводів і конструкції серводвигунів

Система приводу лопатей, число серводвигунів, що входять до її складу, і їх розташування створюють певний вплив на конструкцію напрямного апарату.

Привід з двома серводвигунами (рис. 6.1, а) знайшов широке застосування. Серводвигуни 2 встановлені у спеціальних нішах 6 шахт турбіни і за допомогою тяги 3 шарнірно пов'язані із регулюючим кільцем 4. Масло під тиском підводиться у серводвигуни від золотника регулятора по трубах 1.

Рис. 6.1. Схема приводу регулюючого кільця:

а – із двома серводвигунами у нішах; б – із здвоєними серводвигунами;

в – із чотирьма окремими серводвигунами

Рушійний момент, створений серводвигунами на регулюючому кільці, і їх сумарне зусилля визначаються відповідно виразами:

(6.1)

де R_yx - радіус вуха регулюючого кільця; Р_серв.1 і Р_серв.2 - сили серводвигунів.

У приводах і серводвигунах, що вживаються у цій схемі (рис. 6.2), величина зусилля залежить від того, в яку сторону рухається поршень. При ході у бік штока, зусилля серводвигуна , а при ході у бік днища , де р - тиск масла у серводвигунах. Очевидно, що Р_серв.1>Р_серв.2, тому реакція на опорі 5 регулюючого кільця виражатиметься як

(6.2)

Крім того, при розташуванні центру вуха над опорою на висоті h_ух виникає момент, що прагне перевернути опору

(6.3)

Цей момент навантажує планки, установлені на опорі 5 (рис. 6.1, а).

Рис. 6.2. Серводвигун напрямного апарата

У серводвигунів із штоком (рис. 6.2) циліндр виконують відлитим з чавуну СЧ 28-48 або ВПЧ 40-5, рідше зварним. Циліндр кріплять фланцем до лицьового щита ніші у шахті турбіни. Задній і передній торці циліндра закриті кришками 16 і 6, відлитими з чавуну і прикріпленими шпильками до його фланців. Всередині циліндра переміщається поршень 4, виконаний литим із чавуну СЧ 28-48. У його пазах встановлені поршневі кільця 2, що перешкоджають протіканням масла з однієї порожнини у іншу. У поршні встановлений палець 15, що проходить через втулку 17, виконану з бронзи БрОФ10-1 і запресовану в провушині тяги 8, що викована із сталі 35. Від випадання палець утримується шайбою 3 і шпильками. Тяга проходить через порожнистий сталевий шток 5, укріплений на поршні шпильками. Зазор між тягою і внутрішньою поверхнею у отворі штока дозволяє тязі відхилятися в межах, необхідних для вільного повороту регулюючого кільця.

З тягою 11, шарнірно пов'язаною із регулюючим кільцем, тяга 8 сполучена кованою стяжкою 10, що має праве і ліве різьблення. Це дозволяє, обертаючи стяжку, встановлювати при складанні необхідну загальну довжину тяги, яка фіксується контргайками 9. Для того, щоб тяга при обертанні стяжки не заклинювалася на пальцях, і не оберталася разом із поршнем, її утримують ключем, для якого на тязі зняті лиски, розташовані під прямим кутом до осей отворів. Установка лисок по рівню гарантує вільний поворот регулюючого кільця.

При закритті напрямного апарату із натягом, поршні серводвигунів повинні одночасно упертися один в передню, а інший в задню кришки циліндрів. Якщо на упор прийде поршень тільки в одному серводвигуні, то другий серводвигун створить на опорі регулюючого кільця реакцію, рівну його подвоєній силі, що може викликати руйнування опори, оскільки кільце в цьому випадку імітує важіль другого роду. Шток спрямовується в отворі передньої кришки і ущільнюється у ній самозажимною манжетою 7 з маслостійкої гуми.

У циліндр серводвигуна масло під тиском 4 МПа підводиться із маслонапірної установки через золотник регулятора. У сучасних установках тиск масла підвищений до 6,3 МПа. У литих циліндрах для підведення масла виконують спеціальні канали. Отвори, із яких масло надходить в циліндр, у кінці ходу поршня перекриваються торцевими виступами. Для сповільнення випуску масла і руху поршня, у відповідних виступах роблять трикутні у плані вирізи 1. Для випуску масла із циліндра установлена трубка 14, закрита пробкою 13.

Здвоєний серводвигун показаний на рис. 6.3.

Рис.6.3. Здвоєний серводвигун напрямного апарата

Його корпус 11 встановлюють на опорі п'яти або кришці турбіни. У його напрямних 16 переміщається кулісна рамка 14, викована разом із штоками 9 із сталі 35. У рамці переміщається кований з тієї ж сталі камінь 15, на бічних гранях якого укріплені гвинтами виконані із бронзи БрОФ10-1 напрямні 12. Від виходу з рамки камінь утримується накладками 3, прикріпленими гвинтами. У камені установлена проміжна втулка 5, у якій з ексцентриситетом в 10 мм запресована втулка 4 із бронзи БрОФ10-1, надіта на штир регулюючого кільця 13. Сталеву втулку 5 встановлюють у таке положення, при якому поршень 17 упирається у виступ кришки 8 при затягнутому положенні напрямного апарату. Поршні виконані литими із чавуну СЧ 28-48 і ущільнені поршневими кільцями 7, відлитими з модифікованого чавуну, циліндри 6 зварені із листової сталі МСт3, проміжні кришки 8 відлиті із сталі 30Л або 20ГСЛ, задні кришки 18 виточені із товстого прокату МСт3.

Схема із торовими плунжерными серводвигунами (рис. 6.4) винятково компактна.

Рис. 6.4. Торові плунжерні серводвигуни

У цій схемі рушійний момент утворюється чистою парою сил, a R_оп=0. Циліндри 1 серводвигуна виконані зварними. Плунжер 3 відливають із сталі 20ГСЛ, обробляють по торовой поверхні і установлюють на кронштейні 9. Масло під тиском підводиться трубами 8 через плунжер у циліндри 4, що жорстко зв'язані з регулюючим кільцем. У кінці ходу серводвигуна на закриття підведення масла сповільнюється дросельним клапаном 2 при напорі торця плунжера на штифт 1. Поверхні циліндрів оброблені тільки на торцях, де до них приєднані корпуси 5 ущільнень із м'якою набивкою 6 і натискними грунд-буксами 7. До недоліків торовых серводвигунів, що обмежують їх застосування, відносяться дуже складна і трудомістка обробка плунжера, великі розміри ущільнень, їх сильний знос і значні витоки масла із серводвигунів.

У деяких гідроагрегатах застосовують привід лопатей напрямного апарату індивідуальними серводвигунами. Конструкція крыльчатого серводвигуна показана на рис. 6.5.

Рис. 6.5. Крильчатий серводвигун двохопорної лопаті

Ротор серводвигуна 7 відлитий із сталі. Між його верхнім 2 і нижнім 10 фланцями розташовані на рівних відстанях три нерухомих крила 3, прикріплених гвинтами до відлитого із сталі циліндра 1. У проміжках між крилами і ротором установлені ущільнення 2. З цапфою лопаті ротор сполучений за допомогою мальтійського хреста 8 і напівмуфти 9, зв'язаних перпендикулярно розташованими виступами і пазами. Цей пристрій дозволяє цапфі зміщуватися при прогинах лопаті. Напівмуфту і хрест виконують із міцних сталевих поковок, вони витримують велику напругу на зминання по кромках виступів і пазів.

Знаходять застосування індивідуальні поршневі серводвигуни, установлені на кожній лопатці. Одночасність дії і поворот лопатей на однаковий кут в індивідуальних серводвигунах досягається застосуванням гідравлічної стежачої системи.