水轮发电机组机械刹车改进(正式版)

某水电机组机械制动自动控制系统改进措施刘彦舟【摘要】某水电机组机械制动自动控制系统故障频发,可用率低.文章分析自动控制系统存在问题以及导致问题的主要因素,并针对具体问题提出了改进措施.【期刊名称】《青海电力》【年(卷),期】2016(035)004【总页数】4页(P28-31)【关键词】水轮机组;制动闸;自动控制;改进措施【作者】刘彦舟【作者单位】黄河水电公司公伯峡发电分公司,青海海东810902【正文语种】中文【中图分类】TM571.1;TM726以压缩空气作为能源的水轮机组机械制动系统，对减少水轮机组停机时间和机组轴承磨损有着显著作用，在大中型水轮机组中有着广泛应用。

提高系统自动控制水平是水轮机组自动控制中的重要环节，机械制动自动控制系统不仅影响到水轮发电机组生产过程自动化水平，而且关系到水轮发电机组的安全运行。

某水电机组采用工作压力为0.7 MPa单活塞上下双腔气复位结构的机械制动闸。

机械制动自动控制系统在机组停机过程中，以机组转速为主要依据控制制动闸依次完成制动闸上腔排压→下腔充压→下腔排压和上腔充压等步骤。

前2个步骤为制动闸投入操作，后一个步骤为制动闸复归操作。

机械制动自动控制系统结构如图1所示。

在近1年运行中该系统故障频发，不仅增加了运行人员开停机操作工作量，同时也影响了机组自动化水平。

系统运行中存在以下问题：1)机组停机过程中制动闸拒动；2)制动闸自动复归时，上下腔气压维持一恒定值，无法复归到位；3)故障或试验条件下，多次发生制动闸上下腔同时存在工作气压、电磁阀失灵、DK充压控制线圈长时间励磁烧毁等问题；4)系统功能不完善，无法有效监测和制止机组蠕动现象。

3.1 机组停机过程中制动闸拒动作1)残压测速装置15%Ne下越限接点拒动。

如图2所示，在自动控制系统中，为增强系统可靠性，使用齿盘测速和残压测速2套电气型转速信号装置的输出接点，分别作为机组制动自动控制程序是否发出控制指令的判断条件以及电磁阀控制回路的闭锁条件。

一、前言在过去的一年里，我单位在机械改进方面取得了显著的成果。

通过不断优化设备性能、提高生产效率、降低成本、保障安全生产，为公司的持续发展奠定了坚实基础。

现将机械改进工作总结如下：一、改进背景随着市场竞争的日益激烈，我公司产品在性能、质量、成本等方面面临着前所未有的挑战。

为了提高产品竞争力，降低生产成本，保障安全生产，公司决定加大机械改进力度。

二、改进内容1. 设备性能优化（1）针对生产过程中存在的瓶颈问题，我们组织技术人员对关键设备进行性能分析，针对性地进行改进。

例如，对切割机进行优化设计，提高了切割速度和精度；对焊接设备进行升级改造，降低了焊接变形，提高了焊接质量。

（2）引进先进的生产设备，如自动化生产线、数控机床等，提高生产效率，降低人工成本。

2. 生产流程优化（1）优化生产布局，提高生产线的流畅度，减少生产过程中的物料搬运时间。

（2）优化生产工艺，降低生产能耗，提高生产效率。

例如，对加热设备进行节能改造，降低了生产成本。

3. 成本控制（1）加强设备维护保养，延长设备使用寿命，降低设备维修成本。

（2）通过优化生产流程，减少物料浪费，降低原材料成本。

4. 安全生产（1）对生产设备进行安全评估，及时发现并消除安全隐患。

（2）加强员工安全培训，提高员工安全意识，降低安全事故发生率。

三、改进效果1. 设备性能显著提升，生产效率提高20%以上。

2. 生产成本降低10%，产品质量稳定，客户满意度提升。

3. 安全生产事故发生率降低30%，员工安全意识显著提高。

四、总结与展望在过去的一年里，我单位在机械改进方面取得了显著成果。

在新的一年里，我们将继续加大机械改进力度，不断提高生产效率、降低成本、保障安全生产，为公司的发展做出更大贡献。

具体措施如下：1. 加强与科研院所、高校的合作，引进先进技术，提升设备性能。

2. 深入开展生产流程优化，提高生产效率，降低生产成本。

3. 加强安全生产管理，确保生产安全。

4. 持续关注市场动态，及时调整改进方向，提高产品竞争力。

小水电2021年第5期(总第221期)技术改造泗阳闸水轮发电机进水流道闸门启闭机制动器的技术改造设计赵水汨，刘须朋(江苏省泗阳闸站管理所，江苏泗阳223700)摘要：通过分析泗阳闸水轮发电机组原有的快速闸门启闭机电磁抱闸制动器刹车器制动装置存在的问题，对闸门启闭机电磁抱闸制动器刹车器制动装置进行技术改造，可保证在电网失电情况下及时下落闸门，关闭水轮机，防止发电机组飞车。

图6幅。

关键词：水轮发电机；闸门启闭机；制动器；技术改造1工程概况泗阳闸位于江苏省泗阳县城中心东约2.5km 处的中运河上，具有防洪、排涝、灌溉、发电等综合功能。

泗阳闸闸室右侧岸边装设2台ZDT03—LM100b轴流式水轮机，配套SF160—6型三相同步发电机，水轮发电机组可利用泗阳闸泄水发电。

发电机组进水流道采用快速闸门控制，电磁抱闸制动器刹车器作为闸门启闭机的开、关以及上下运行的主要控制装置。

2原制动器结构组成及原理(1)结构组成。

主要由两部分组成：制动电磁铁和闸瓦制动器。

制动电磁铁由铁心、衔铁和线圈三部分组成。

闸瓦制动器包括闸轮、闸瓦、杠杆和弹簧等，闸轮与电动机装在同一根转轴上。

(2)磁抱闸制动器刹车器分离状态工作原理。

电动机接通电源，同时电磁抱闸线圈得电，衔铁吸合，克服弹簧的拉力使电磁抱闸制动器刹车器的闸收稿日期：2021-07-28作者简介：赵水汨(1971—)，男，高级工程师，主要从事大型泵站、水闸的运行管理及技术改造等工作。

E-mail：214162516@ 瓦与闸轮分开，闸门启闭机电动机正常运转。

闸门上下正常运行。

(3)电磁抱闸制动器刹车器制动状态工作原理。

断开开关或接触器，电动机失电，同时电磁抱闸线圈也失电，衔铁在弹簧拉力作用下与铁芯分开，并使电磁抱闸制动器刹车器的闸瓦紧紧抱住闸轮，闸门启闭机电动机被制动而停转(见图1、图2)。

图！制动器制动鼓与闸瓦分离状态示意・41・技术改造SMALL HYDRO POWER 2021 No.5, Total No.221图2制动器制动鼓与闸瓦制动状态示意3存在的问题在泗阳闸水轮发电机系统中，进水流道采用快 速闸门控制，电磁抱闸制动器刹车器作为闸门的开、关以及上下运行的控制装置。

水轮发电机组机械刹车改进背景水轮发电机组作为一种使用水力能源转化为电能的装置，被广泛应用于水能发电厂。

水轮发电机组的轴转速度和输出电压需要在一定范围内保持稳定。

在正常运行中，水轮发电机组的机械刹车通常用于停机或在紧急情况下停止旋转。

然而，机械刹车不可避免地会受到磨损，导致使用寿命下降，同时需要考虑刹车对机组出现故障或抢修的影响。

因此，对机械刹车进行改进，提高其可靠性和安全性，被认为是提高水轮发电机组整体性能的一个重要方向。

目标本文提出一种改进方案，通过对水轮发电机组机械刹车的设计和制造进行改进，从而提高其可靠性和安全性，降低对发电机组的影响，并保障了故障发生时的抢修能力。

方案设计改进在传统水轮发电机组刹车系统中，机械刹车通常由一组蹄式刹车和一组油壓尖轮刹车组成。

当需要刹车时，操作人员将通过空气或油压调节器，推动刹车蹄放置于转子的刹车盘上，从而实现施力制止转子转动。

然而，这种机械刹车在操作过程中存在以下几个问题：1.刹车齿盘的磨损以及温度变化等因素都会影响刹车承载能力和使用寿命；2.刹车系统需要大量维护和更换部件，影响使用寿命和降低经济效益；3.长时间停机和开启会导致液压系统不稳定，增加了故障的可能性。

为了解决上述问题，本文提出了一种新设计的机械刹车方案。

该方案采用了永磁瓦式刹车系统，并且加入了自动补偿措施。

具体方案如下：1.永磁瓦式刹车的工作原理是，通过磁场对转子进行制动。

由于永磁铁较小且不存在电磁干扰等问题，因此在使用过程中自然磨损较少，使用寿命更长，磨损对性能的影响也更小；2.在永磁瓦和转子之间设置气隙自动调节装置，使气隙根据永磁瓦磨损程度自动调节。

从而保障在永磁瓦使用寿命的不同阶段，使用性能能够保持相对稳定；3.更换原来需求更多液压装置的刹车系统为永磁瓦式刹车系统，减少了不必要的维护和零部件更换，同时提高了发电机组整体的使用经济效益。

制造改进机械刹车的制造质量直接关系到机组整体安全性和可靠性。

水轮发电机机械制动装置存在的问题及改进探讨摘要：机械制动是水轮发电机运行中一种比较传统的制动方式，制动装置在运行中常常由于各种原因造成功能异常。

因此，本文针对水轮发电机机械制动装置存在的问题，对相应及改进措施进行探究。

关键词：水轮发电机；机械制动装置；存在问题；改进措施一、引言在水轮发电机停止运转过程中，为避免机械在低速运转中造成过度磨损，当其运转速度下降到一定范围内，会利用制动器强制停机。

在水轮发电机制动中，电气制动、机械制动、混合制动是比较常见的制动方式，各种制动器的运作原理虽然不同，但是其作用却是一致的。

目前机械制动是运用比较广泛的一种制动方式，其优点主要有装置设置方便，运行过程安全可靠；对不同水轮发电机的通用程度较高，环境适应力强；在制动过程中，会采用气压、油压的方式完成操作，其能源消耗率低，符合节能减排的发展要求；在设置中，不仅可以实现制动，还可以在电机组安装中完成顶转子的操作，以减少机械安装中的承重量。

随着我国电力事业的发展，水轮发电机机械制动装置的研究也逐渐深入，但是其中暴露出的问题也需要我们深入研究。

一、水轮发电机机械制动装置存在的问题水轮发电机机械制动装置存在的问题主要表现在以下几个方面：第一，活塞的卡阻问题严重。

水轮发电机机械制动器主要采用密封橡胶结构，这种结构如果密封不当就会在制动中出现活塞卡阻的问题。

虽然经过技术人员对制动器技术的研究与改进，其卡阻问题得到了一定程度的缓解，但是依旧有一些水轮发电机机械制动装置在使用一段时间后出现卡阻。

经过对制动器的故障诊断分析，我们发现一些新出产的制动器内壁光滑，表面阻力不够，使活塞在气缸内滑动而难以产生大的摩擦效果，同时由于气缸内的拉毛问题严重，活塞在制动后难以复位，从而影响了制动效果。

第二，利用气压复位是目前制动器生产中比较常用的方式，但是在制动过程中，如果续气缸中混入杂物或者出现拉毛问题，会增加内壁的摩擦，从而影响橡胶密封的使用寿命，并在制动过程中出现漏油、漏风、窜风等问题。

水轮发电机组风闸制动系统故障分析与改进本文从传统机组制动系统存在的问题和不足、故障现象及原因分析、制动系统改进措施，以及新型风闸控制系统在运行中应注意的若干问题这四个方面对水轮发电机组风闸制动系统故障分析与改进进行阐述。

标签：水轮发电机组；风闸制动；故障分析；改进一、前言随着水轮发电机组的不断使用，在进行故障的处理以及紧急情况处理时，我们需要将发电机组进行关闭，此时就需要风闸制动系统的控制。

因此，需要确保制动系统的稳定性。

二、传统机组制动系统存在的问题和不足1、制动系统工作可靠性较差。

时间久了电磁阀内部元件易老化，造成误动作或拒动；2、由于每个制动控制柜里有8个手动阀门、2个电磁阀、2个气压表以及2个压力开关，管道接头多、气密性较差，极易漏气，导致制动空压机频繁启动；3、主轴密封回路往往也被设计在制动屏内，如遇紧急特殊情况需到现场手动操作制动系统时，易发生误操作；4、制动系统的压力信号以及现场的各开关量信号未进入监控系统。

制动闸上腔、下腔压力信号，未接人监控系统，不利于远程监控，无法满足“无人值班，少人值守”的要求；5、没有油水分离器，从空压机输出的压缩空气，含有大量的水分、油和粉尘等污染物。

易使管道金属生锈、磨损密封材料，使制动系统的可靠性和使用寿命大大降低。

三、故障现象及原因分析20世纪90年代初，弹性金属塑料推力轴瓦取代了钨金轴瓦，提高了发电机组推力轴承的承载能力和安全性，降低了检修维护工作量。

但由于弹性金属塑料推力轴瓦磨擦系数较低，停机时若水轮机导水叶存在一定的漏水，则有可能导致机组蠕动。

因此将发电机的制动流程更改为停机时一直保持加闸，以防止机组蠕动，开机前解除制动，这对风闸的动作可靠性要求提高了。

老式结构的风闸很难满足这个要求，2005年期间，将风闸改造为双向气复位结构，以从根本上解决风闸复位不可靠问题。

改造后投运初期，情况良好，但没过多久，就频繁出现风闸复位时加闸腔排气不畅，导致风闸动作不灵。

水轮发电机组机械刹车改善(1) 管路之间存在串气问题，刹车过程当中经常出现"风闸投入"指示灯和"风闸落下"指示灯同时亮的现象。

(2) 转速信号装置的信号由机组PT提供，一旦在停机过程当中PT 信号断线将会导致在机组高速转动时加闸。

(3) 停机刹车结束后，"风闸落下"指示灯经常不亮，致使风闸位置不明确，因而运转人员不得不在停机后，进到风洞里检查风闸是否落下。

2 机械刹车的改善2.1 硬件的改善(1) 针对管路之间存在串气的问题，在刹车排气管上加装一个逆止阀。

(2) 为了进一步提高刹车控制回路的可靠性，在刹车投入电磁阀与53106阀之间加装一个常闭电磁阀5DCF(见图2)。

在机组转速下降到15%Nr时，电磁阀5DCF由齿盘转速继电器动作打开，在刹车复位电磁阀动作时关闭。

(3) 由于原来安装的行程开关的可靠性差，更换为可靠的OMRON行程开关。

(4) 转速信号装置采用北京万瑞达公司提供的齿盘测速装置，该齿盘测速装置提供的信号准确可靠；它给机械刹车控制回路提供2对15%Nr控制点。

一对接在机械刹车柜控制回路中，另一对(J100、J601，见图1)接到计算机监控系统中，作为投刹车的判据。

使得刹车的投入、切除由计算机监控系统中的转速信号及齿盘测速装置控制，不会因为任何一套装置的误动作而导致误投刹车。

2.2 控制逻辑的改善(1) 当计算机监控系统从齿盘测速装置采集到小于15%Nr的信号时，410JTJ动作。

如果齿盘测速装置输出小于15%Nr信号，且另一对接点也接通的话，则5DCF动作，气源到达刹车电磁阀。

(2) 当机组微机监控系统在停机流程中检测到机组转速低于10%Nr 时，发出刹车令，411JTJ接点接通。

水轮机导水叶接力器行程满足S＜5%接力器全行程时，行程接点接通，机械刹车电磁阀540DCF1动作，刹车投入。

经过一定时间的延时后，412JTJ接点接通，刹车复归电磁阀540DCF2动作，刹车复归，刹车腔向大气排气。

水轮发电机停机制动控制流程分析与优化改进摘要：水轮发电机组由于启动、停机方便迅速，因而在电网系统中常肩负起调峰、调频及事故备用的重大责任。

大、中型水轮发电机组在停机过程中，为了缩短机组的惰性时间，防止在转速逐渐下降过程中推力轴承的油膜减薄、变干、发生硬碰硬的摩擦而烧坏推力轴瓦的现象，水轮发电机组在低转速区必须进行连续的强制刹车。

基于此，本文主要对水轮发电机停机制动控制流程与优化改进进行分析探讨。

关键词：水轮发电机；停机制动；控制流程；优化改进1、前言水轮发电机组在电力系统中普遍起着调峰、调频和旋转备用的作用，需要进行频繁的开、停机操作。

当机组停机过程在低转速区运行时间较长的情况下，推力轴承很容易因油膜破坏而导致推力瓦被烧毁，威胁电网及机组的安全稳定运行。

因此，在机组停机时必须尽可能地采用可靠地制动来缩短机组的停机时间。

2、机械制动原理及特点2.1机械制动的基本原理水轮发电机组的机械制动就是利用固定不旋转的制动风闸与转子的制动抗磨环摩擦，相当于施加外力以快速降低机组转速。

传统的机械式制动一般在机组转速下降至20％至30％的额定转速时投入。

2.2机械制动流程（1）启动机械制动应具备的条件为:机组转速下降到10%的额定值或电制动失败。

（2）机械制动启动后，保持数秒后复归启动信号。

2.2机械制动特点分析首先，机械制动具有一定的优点：通用性比较强，运行也比较可靠，使用也比较方便，用气压操作所消耗能源较少；风闸既可以用来制动机组，又可以用来顶转子，具有双重功能；设备维护简单。

同时，机械制动又存在一些缺点：首先，对于大机组来说，机组转动惯量大，制动风闸与制动环之间的摩擦剧烈，时间一长，风闸容易出现顶不起来或落不下来的故障；其次，制动块因摩擦产生的粉尘进入定子铁芯的通风孔道，减少通风孔道的过风断面面积，严重影响机组的散热，第3，粉尘与油雾结合会粘结在设备绝缘上，降低转子、定子绕组绝缘水平，不利于机组的安全稳定运行。

水轮发电机机械制动装置存在的问题及改进摘要：水轮发电机机械制动装置在运行过程中发生故障与问题，会对发电站整体运行、维护以及操作、安全等带来负面影响，不仅不利于电站整体经济利益，还会对电站设备与人员安全造成严重威胁。

基于此，有必要深入研究水轮发电机机械制动装置存在的问题，并针对性的提出改进水轮发电机机械制动装置的对策，提升机械制动装置运行的安全性与稳定性，保证电站整体经济效益与社会效益。

关键词：水轮发电机；机械制动装置；问题；改进引言水轮发电机组机械制动在长期运行过程中有诸多问题，比如制动器由于活塞憋卡不能自动复位、粉尘污染严重、制动器上下腔串气、制动环严重磨损等等，随着机组使用年限的增加，这现象更加显现出来，近年来这一现象的缺陷也较为频繁，给机组的整体安全运行带来隐患。

1概述利用水轮发电机实现发电，不仅成本低，污染也非常小，有利于推进电力事业的可持续发展。

水轮发电机组的正常运转，直接关系到电力供应的可靠性与稳定性，但是水轮发电机在日常运转过程中，其机械制动装置经常出现各种问题，对水轮发电机的安全与稳定造成严重影响。

基于此，有必要深入分析水轮发电机机械制动装置存在的问题，并采取有效措施对水轮发电机机械制动装置加以改进，充分发挥水轮发电机的优势和作用。

2水轮发电机机械制动系统故障2.1活塞憋卡不能复位密封破损、漏气、漏油制动器通常采用活塞原理，工作时使用的气体含有少量的粉尘颗粒和水分，导致内壁被划伤和锈蚀，造成内壁及密封的损坏而漏气、漏油、上下腔串通和活塞憋卡。

2.2油污染和机械制动器粉尘污染在气、油合一的单杠制动器运行过程中，因为气管和油管属于二路合一状态，在油压定转子之后，相应管路都会存有一定油量，此时如果不能及时有效的控制存油量，将直接发生密封漏油问题，进而出现油污染，影响环境。

同时，制动器在不断摩擦过程中，会有粉尘产生，进而对机器造成污染。

水轮发电机机械制动装置在运转过程中，其制动板会产生较快的磨损，磨损产生的粉尘会跟着循环风进入到定子铁芯通风沟以及转子磁轭当中，经过长时间的积累，会阻碍到通风沟过风口，降低发电机冷却效果，定子温度相对较高，导致油雾与粉尘混合物不断飞落，对定子绕组产生严重污染，影响到散热，并降低绝缘水平。

水轮发电机组机械刹车的改进引言随着工业化进程的不断加速，水电站等水力发电设备也得到了大力发展。

然而，水电站的安全问题也随之成为了研究的重点之一。

在水力发电机组中，机械刹车是一项非常关键的安全设备。

它的作用是在发生紧急情况时迅速刹停水轮，以保护水力发电机组和人身安全。

然而，在实践中，机械刹车的效果并不十分理想，驱动器和刹车系统的匹配以及调试难度较大，灵敏度和反应速度不佳，对水电站的安全带来一定影响。

鉴于这种情况，需要改进水电站机械刹车的设计，提高刹车的安全性和可靠性。

机械刹车的原理及问题机械刹车的原理机械刹车主要是利用摩擦力将轴承件瞬间停转，从而刹住涡轮的运转。

机械刹车的结构一般采用液力刹车、机械刹车和液压刹车的组合。

其中，机械刹车是实现快速刹车的核心装置。

机械刹车存在的问题尽管机械刹车是一种非常重要的安全设备，但它也存在一系列问题。

首先，机械刹车在实际使用中常常出现灵敏度不足的问题，反应速度慢，难以实现迅速刹停水轮。

其次，原来的机械刹车结构较为复杂，容易出现分离和减速情况，进而产生故障和隐患。

第三，由于驱动器和刹车系统之间的匹配不够完美，机械刹车容易出现操作不便、维护困难等问题。

机械刹车改进的方案机械刹车结构的简化为了解决机械刹车存在的问题，我们可以首先考虑对机械刹车结构进行简化。

将旧有的推动杆或机械臂等接触面尽量缩小，采用小半径曲线构造机械布置，使呈非线性式变化模拟瞬间冲击力，一方面加快了刹车反应速度，另一方面也减少刹车时所需的行程。

增强机械刹车的灵敏性为了增强机械刹车的灵敏性，我们在推动部件上增加了缓冲衬垫，有效提高了装置对操作的敏感程度，提高刹车的精准度。

另外，改进后的机械刹车结构在刹车过程中也引入了新的几何三角线，这不仅对提升刹车性能起到了积极作用，同时也减少了锥形齿轮对刹车的反作用力，在保证安全性的前提下提高了刹车的牵制力和精度。

优化机械刹车的驱动系统为了消除驱动器与刹车系统之间的匹配问题，我们对刹车系统的驱动系统进行了优化。

水轮发电机组机械制动系统的改进
胡纪岭;陈青
【期刊名称】《水电与新能源》
【年(卷),期】2008(000)0z1
【摘要】针对小山电站机组机械制动系统存在的问题,提出了在机械和控制回路等方面的改进方案,取得了较好的效果.
【总页数】3页(P67-68,71)
【作者】胡纪岭;陈青
【作者单位】松江河发电厂,吉林,抚松,134500;松江河发电厂,吉林,抚松,134500【正文语种】中文
【中图分类】TM312
【相关文献】
1.某高速轮式工程机械制动系统改进设计 [J], 王永利;上官林宏;郝胜强;刘永跃
2.水轮发电机组风闸制动系统故障分析与流程改进 [J], 陈喜新
3.机床制动系统的改进--电子转速继电器代替机械速度继电器 [J], 王小宛;曹保亮
4.水轮发电机组机械刹车的改进 [J], 胡永清
5.水轮发电机组制动系统的改进 [J], 高进义
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水轮发电机制动器的问题与措施水轮发电机制动器的问题与措施2水电站水轮发电机用制动器一般指机械制动器或称风闸以区别电制动，制动器的功能1，气动刹车，在发电机停机过程中当转速降低到额定转速的30~40％时，对机组转动部分进行连续制动，以避免推力轴承因长时间低速运行油膜无法建立而烧瓦。

功能2，锁定机组，推力轴承采用塑料瓦的机组，在停机后为防止水轮机导叶漏水的驱动力大于瓦面静摩擦力（塑料瓦对镜板的摩擦系数很小）而引起机组自转，制动器应一直投入直至下次开机。

功能3，高压油顶转子，在机组检修时或机组停机时间长又无高压油顶起装置，开机前要顶转子，以便瓦面充油润滑。

我国制动器的制造技术在经历几十年的不断改进现在已相当成熟，现将发生问题和改进措施终结如下。

1,活塞憋卡不能复位这是制动器采用O形橡胶密封结构后出现的最大问题，有的至今也没有彻底解决，早期制动器出厂就发生活塞憋卡，那时大多因为O 形密封质量不过关，密封圈截面不圆是椭圆形，使用几次就拧麻花，密封摩擦力剧增，当时只采用弹簧复位，复位力比较小。

之后，提高了O形圈质量，但制动器使用一段时间还是出现活塞憋卡，换了新的密封又可使用一段时间，使用周期越来越短，分析其原因是新制动器气缸内壁光滑，表面粗糙度达Ra0.4，这对密封的磨损较小，在使用过程中制动器活塞在气缸里滑动金属间产生摩擦，特别是机组制动时，活塞受径向力作用，和气缸之间的摩擦力很大，渐渐气缸内壁被划伤拉毛，制动器使用越久，缸壁拉毛现象越严重，尤其是铸铁活塞无油润滑时对气缸的损伤更大，当气缸内壁不再光滑，橡胶密封受到的磨损也越来越快，橡胶磨损后表面变得粗糙增加了摩擦系数，橡胶密封和气缸内壁之间摩擦力大于弹簧和活塞自重的复位力时，活塞自然就憋卡不能复位。

解决的方式有以下两种，其一是应运而生的气压复位，气压复位的复位力一般按四倍于弹簧复位力来设计，巨大复位力使活塞不再憋卡，这也是现在最普遍采用的复位方式，如果在制动器结构上仅仅采用这种方式可以说是远远不够的，因为气缸内壁划伤拉毛问题没有解决，密封磨损快的问题也没有解决,以至于导致密封更换周期越来越短，若采用双活塞三腔（油腔、气腔、复位腔）气压复位结构，制动器的高度要比弹簧复位制动器高，给老电厂改造带来困难。

水轮发电机组机械刹车改进水轮发电机组机械刹车是一种用于控制水轮发电机的制动装置，它可以准确地控制水轮发电机的转速，以达到保护设备的作用。

在实际生产中，不少水轮发电机组机械刹车存在以下问题：制动力矩不够大、反应时间长、调节不准确等。

因此，对于这些问题，需要进行改进以提高刹车的性能和效率。

一、制动力矩不够大制动力矩是机械刹车的重要性能指标，它决定了机械刹车的制动效果。

如果制动力矩不够大，就会导致水轮发电机失速时间过长，进而加速设备的磨损，可能会带来安全隐患。

因此，为了提高刹车的制动力矩，可以采用以下措施：1.增大刹车片的接触面积，增加阻力，使制动力矩变大。

2.将传动链路中的摩擦部件进行润滑处理，减小传动链路的阻力，提升制动力矩。

3.采用高效能刹车片，比如说金属陶瓷刹车片，具有耐磨性和耐高温性，能有效地提高刹车的制动力矩。

二、反应时间长反应时间是指机械刹车在接受刹车指令后实际开始制动的时间，一般出现在刹车加紧控制系统中。

要提升反应时间，可以采取以下措施：1.采用现代化的液压、气动控制系统，替代传统的机械式控制系统，可以大大减小反应时间。

2.改进刹车片排列方式，在刹车片间间隙较小处增加大面积刹车片，以加快刹车反应时间。

3.通过优化刹车控制参数，提高刹车系统的控制精度，以缩短反应时间。

三、调节不准确在使用机械刹车的过程中，由于过程中的摩擦、磨损以及使用环境的变动等因素的影响，刹车片的接触面积、刹车力矩等参数可能会发生变化，导致刹车的调节不准确。

要解决这一问题，可以采取以下措施：1.安装刹车片调节装置，定期对刹车片进行调节和维护。

2.使用可调式刹车片，可根据使用情况随时调整刹车片的接触面积和刹车力矩。

3.通过综合评估设备的工艺状态、设备使用情况等，制定系统性的刹车维护、调试和管理规范，以保证刹车的准确性和稳定性。

总之，针对水轮发电机组机械刹车存在的问题，可以采取上述措施，从提高制动力矩、缩短反应时间、提升调节精度等方面来进行改进，以提高刹车的性能和效率，保障设备的运行。

农村小型水电站刹车装置的技术改造1引言一般水轮发电机的制动系统由电站设计时考虑，或采用气刹或采用油刹，主机制造厂家只随机提供制动器。

对装设小型卧式机组的水电站而言，因机组及厂房结构都很简单，设置专门的低压气系统供刹车，经济上不合算且增加了维护工作量，采用油刹则需设置制动油泵且排油不便，也不好操作。

但我国农村还有一些小水电站采用木棒撬刹，虽能解决问题，但劳动强度大又不安全。

我国还有很多农村水电站，建设于计划经济时代，大多数装机容量都是500kW及以下，且是400V低压机组，这些小水电站采用手拿木棒制动飞轮刹车停机，长期用这种操作方法不仅造成水轮机大轴变形，存在极大的安全隐患。

为此，本文提出一种刹车不需要采用人工使用木棒撬刹车，避免制动失灵带来的经济损失，不仅减少了设备投资，还简化了自动化程序，实用性较强的刹车装置。

2技术改造方法对于农村小型水电站，在低压机组设置专用刹车用的低压气系统，安装机组刹车装置接力器、气管、电磁转换阀、空压机、电缆线等设备，改造及安装工程完成后能实现远方控制水轮发电机组制动功能。

其中立式机组装设4个制动器，卧式机组装设2个制动器，制动空气压力正常(0.6～0.8 MPa)、制动投入转速正常(25％)。

技术要点一是确定制动用气量，采用的是发电机额定容量法。

二是移动空气压缩机设备的选型。

通过对刹车装置技术改造，此制动器改造后制动效果非常明显，制动气压在0.6～0.8 MPa以内就足以满足规范要求，并在制动时操作方便，制动灵活、安全可靠。

（详见原理图）低压机组刹车装置原理图3计算制动用气量的主要方法发电机额定容量法式中：N为发电机额定容量kW:k为系数，一般取0.03~0.05。

由于小型水电站装机容量装机容量为1000kW以下，制动用气量约为0.1m3左右。

4改造的技术效果经过改造后，我公司洞卡拉、团结等20多座电站机组刹车不需要采用人工使用木棒撬刹车，避免制动失灵带来的经济损失，不仅减少了设备投资，还简化了自动化程序，实用性较强。

水轮发电机制动器的问题与措施之二作者已在百度文库发表文章“水轮发电机制动器的问题与措施”一文，对比较常见的问题：1，活塞憋卡不能复位2，密封破损、漏气漏油3，油污染4，粉尘污染5，制动块偏磨和磨损快进行分析和总结，并提出解决方案，本文则对出现的个案问题进行剖析并提出改进措施，为制造厂和用户及安装施工单位提供参考。

1，制动块托板变形托板变形即有设计原因也有使用原因。

设计原因是托板厚度设计的较薄，原来铸钢托板结构有一圈圆形立筋（图一），这对托板刚度起到加强作用，托板采用钢板后，托板厚度没有增加，减弱了托板刚度。

其二是托板的万向节结构采用球面块点接触（图二），点接触会使托板受到最大弯矩，很容易变形。

其三是使用不当，在对制动器进行油压试验时，需要一个打压用框架，特别是安装工地临时焊接框架上下横梁刚度不够，打压时横梁变形导致托板变形，也可能只在托板两端加垫铁，造成托板弯曲变形。

措施有1.1，适当增加钢板厚度，建议Φ220制动器托板厚35mm,Φ280制动器托板厚45mm,Φ315制动器托板厚50mm。

1.2，托板的万向节结构采用碟簧取代球面块（详细说明见百度文库“水轮发电机制动器的问题与措施”项5，），顶转子和油压试验时活塞上平面与托板接触（图三），减少了托板的弯曲力矩，托板不至于变形。

1.3，在油压试验过程，应随时检查托板变形，如果不能保证托板变形控制在弹性变形范围内，请将托板拆下，只做活塞和气缸油压试验，同样可以满足试验要求。

2, 托板导向定位销折断我们知道制动器的制动块为矩形，与制动块摩擦接触的制动环沿同心圆形轨迹旋转，通过制动块中心按该点制动环半径画圆（图四），制动块表面积半径外部分大于半径内部分，也就是说制动时制动块半径外部分的摩擦力大于半径内部分的摩擦力，发电机如果是顺时针旋转，制动块也要按中心支点做顺时针旋转，制动器分布直径越大制动块半径内外面积相差越小，旋转力就越小，托板导向定位销就是为防止旋转而布置。

水轮发电机用制动器的最新技术说明：国内现今水轮发电机用制动器技术已相当做熟，本文就先进的制动器本体结构和合理的管路布置等简单介绍，可供用户和设计参考。

水轮发电机用制动器新标准JB/T3334.1-2021与老标准大体一致，唯一变更是新标准在3,1结构型式的条款中增加了“为了幸免油气混合容易污染工作环境，本部份规定采纳油气分离式制动器”，不是建议而是规定，那么要执行新标准只能生产油气分离式制动器。

咱们明白产品的质量要紧取决于先进技术，合理结构和精准的工艺，结构是产品质量的基础，工艺进程是保证产品能够淋漓尽致发挥其功能。

标准中不予规定的结构型式恰恰决定了制动器的产品质量，以下就哈尔滨银河电机制造近几年为国内大中型水电站水轮发电机和出口国外水轮发电机的制动器所采纳的新技术总结如下：1，采纳双活塞（油活塞和气活塞）油气分离结构该项符合新标准的采纳油气分离式制动器，其实新标准如此规定是总结国内油气合一结构制动器，不采取任何方法给机坑内部造成的环境污染不得已而为之。

国外制动器例如德国西门子公司仍然采纳油气合一结构，避免污染的方法是所有管路布置成与水平有3-5度倾斜，制动器排油口高程最高，倾斜的管路布置保证管路内的润滑油大体回流到油箱，残余油在管路结尾由旋风油气分离器将油雾中的油分离回到油箱，如此的方法会增加产品和安装本钱，在国内招标往往重价钱轻质量的治理模式下，没有厂家情愿增加产品本钱，产品越简单，本钱越低，越能够中标,强制采纳油气分离结构能够幸免取巧投标。

油气分离结构是大体而不是完全解决污染问题，若是油密封破损漏油至气压腔，还会污染环境，因此应该在气管路加装除油器。

另外，制动器气管路中制动器活塞O形密封圈需要油雾润滑，减少密封滑动阻力和增加密封利用寿命，制动器操纵柜里的二位三通或三位五通电磁换向阀的密封一样需要油雾润滑，因此在操纵柜进气管路要加装油雾器，在排气管路结尾加装除油器，以确保可不能污染环境。

2，采纳三腔（高压油腔¸气压制动腔¸气压复位腔）气压复位结构当活塞密封与气缸内壁之间的摩擦阻力大于活塞复位力时，活塞会被憋卡而不能自行复位，需要人工撬动使之复位。