厉洪祥 陆江跃
摘 要：该文介绍了一种新型活塞指针结构，该种结构不同于以往的指针呈整体结构，并焊接在活塞杆上;该种活塞杆为分瓣结构，包括上指针杆、下指针杆两个主要部分。上指针杆连指针;下指针杆装有紧定螺钉、前备帽、后备帽及弹簧垫、紧固背帽。下指针杆下端部为螺杆，拧入活塞杆上的螺孔内，通过调整下指针杆螺杆深度，来调整活塞行程指针的高度，即高于行程指示架的程度。该种结构的指针，结构简单，维护方便，且不会磨损行程刻度板。
关键词：活塞指针杆 分瓣结构 磨损行程刻度板
中图分类号：TD63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（b）-0042-02
某电厂接力器的结构为活塞式，接力器的行程和导叶开度相对应;为了能够明确导叶的实际开度，在接力器上装有行程盘，通过机械指针指示接力器行程。在长时间的运行过程中，已经多次发生了接力器行程指针与行程盘发生磨损甚至断裂的缺陷。而这种缺陷的发生在机组运行过程中无法进行消缺处理，需要将机组退出备用后，排掉接力器的油压，方可进行消缺。这样难以保证消缺的及时性，严重影响了机组的稳定运行，也增加了运行成本。因此，该文提出一种新的指针结构，结构简单，维护方便，且不会发生指针杆磨损的情况。
1 原因分析
某电厂原活塞行程指针是一个整体的结构，下端与活塞杆相连接，这种结构指针位置相对活塞杆固定不动，行程指针伴随着活塞杆的动作而动作，从而表示出接力器的实际开度位置。
接力器活塞上导管通过短拉杆及短拉杆销子与调速环大耳朵连接在一起。当主配压阀活塞偏离中间位置时，压力油进入接力器某一腔，推动活塞产生位移，同时另一腔接通排油，活塞位移通过推拉杆，带动控制环、拐臂、活动导叶一起转动，达到开关导叶的目的。由于调速环在转动过程实际位置不发生变化，仅进行转动，在短拉杆的反向作用下，接力器導管及活塞的运行轨迹是一个曲线，因此在运行过程中活塞将受到一个径向力，在这个力的作用下，将会使得活塞在接力器运行过程中发生一定角度的转动。
由于指针的下半部分与活塞杆连接在一起，此时指针也随着活塞一起转动。当转动达到一定角度时，指针杆将会与行程刻度板相接触。这个时候，在活塞进行往复动作时，会发生指针杆磨行程刻度板现象，长期如此指针杆会发生变形等状况，无法现地观察活塞的行程。
2 新型指针结构及原理
2.1 新型指针的结构
通过分析可以看出，活塞指针会与行程刻度板磨损的主要原因是指针杆是一个整体结构，当指针随活塞杆转动达到一定角度后，指针杆与行程刻度板有一个相互挤压的作用力，最终造成磨损。因此该文提出一种分瓣的指针结构，如图1所示，该种结构分为上指针杆和下指针杆，上指针杆与指针连接，下指针杆通过下部螺杆结构拧入活塞杆内。上、下指针杆通过紧定螺钉连接在一起，紧定螺钉为全螺纹，下指针杆有与紧定螺钉匹配的螺孔，上指针有通孔，拧入下指针杆背帽将上、下指针杆固定住;下指针杆与两背帽之间有弹簧垫。
2.2 新结构指针需解决问题
该文所提到的新型指针结构的目的是，当活塞发生转动时，上指针杆接触到行程刻度板后，受到行程刻度板作用在上指针杆的反作用力，向反方向转动。因此，上指针杆与下指针杆连接部分均为近似扁圆柱结构，两部分相互搭叠在一起，上指针杆与下指针杆接触面滚花加工，紧定螺钉穿过上指针杆通孔，拧入下指针杆螺孔内，使得上、下指针杆连接在一起，两端均拧入背帽，起到固定作用和调整作用。
为了使该指针可以达到我们预期的目标，主要要解决以下几个方面问题：（1）指针始终在正常位置，上指针杆可以上指针杆背帽备死，因为活塞不会发生转动;而当活塞发生偏转时，上指针杆与下指针杆相互间可以灵活转动。（2）上指针杆发生转动后，指针杆整体位置不会发生。（3）当上指针杆发生偏转后，与转动方向同向的指针位置会降低，有可能会磨损到行程刻度板，在这种情况下，应调节指针的高度。
2.3 针对上述这3个问题，我们分析原因并采取相应的措施
2.3.1 运行时确定指针会不会偏转
当活塞偏转时，上指针杆相对下指针杆可灵活转动：该文所提到的指针结构，上下指针杆通过紧定螺钉连接，两端又有背帽固定，为了使上指针杆可以转动，我们在安装时下指针杆与紧定螺钉背帽拧紧，而紧定螺钉另一端，上指针杆背帽不能与上指针杆背死，并在上指针杆与背帽之间加有弹簧垫。这样，在上指针杆与行程刻度板接触后，弹簧垫没有被压死，上指针杆在行程刻度板反向力的作用下会相对下指针杆发生偏转。当活塞偏转时，上指针杆可以灵活转动某个位置，由于接触面为滚花又有弹簧垫的预紧力。由于该厂的接力器安装在水车室，当机组运行时会产生很大的振动。根据要求，该指针的上指针杆背帽不是背死弹簧垫的，因此在振动的环境下背帽会发生松动，这样在运行时上指针杆会脱离下指针杆现象。因此，我们在上指针杆背帽后再拧紧一个紧固背帽，起到固定上指针杆背帽的作用，确保其在振动的环境下不发生松动。
2.3.2 紧定螺钉位置偏移
当上指针杆发生偏转时，有可能紧定螺钉会偏移出小拐臂有效面积。因此，根据经验在加工小拐臂时，小拐臂下部宽度大上部宽度的1/2，这样上指针杆偏转时，紧定螺钉不会偏移出小拐臂有效面积。
2.3.3 指针杆高程可调
当上指针杆转动时，不难处理，指针也会随之偏转。与上指针杆偏转方向同向的指针高度会降低，甚至磨损到行程刻度板。因此，我们将下指针杆与活塞杆连接方式才用螺杆连接，螺杆上拧入背帽，拧紧背帽从而固定指针杆高度。当指针磨损行程刻度板时，将背帽拧松，放开螺杆提升指针高度，从而解决这个问题。
3 应用及效果
该电厂结合设备检修，将接力器行程指针进行了更新，更换为新型分瓣式行程指针。在更换后，进行跟踪检查发现，当活塞发生一定角度转动时，上指针可灵活转动，从而避免了指针磨损行程盘及指针断裂缺陷的发生。
4 结语
通过上述几个措施，确保了活塞偏转时指针杆的灵活转动。该种结构的指针，在工业上，各种设备上均可以可靠地适用。其不仅适用于水电厂接力器活塞行程指针，还适用于工业中油缸气缸中的活塞限位开关或活塞机械自锁装置。反映活塞行程、机械浮子信号器深度及吊机平衡梁倾斜度，备有机械指针结构的都适用我们所描述的这种调整活塞行程指针的装置，实现指针和对正拐臂调节方便，并且能非常便捷地维护，尤其能够用在油缸气缸中的活塞会转动的工业环境中。
参考文献
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