[发明专利]水轮机转轮叶片装配测圆架及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及到水轮机转轮叶片装配用工夹具及其使用方法，特别涉及到一种水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法。

背景技术

转轮是水轮发电机组的重要核心部件，其质量将直接影响机组的发电效率及整个机组的寿命。因此，在生产制造过程中对质量有严格的要求。

混流式转轮通常包括上冠、叶片和下环，叶片焊装于上冠和下环之间。在其装配过程中需要测圆工具来保证叶片焊接位置的精确性。通常，先将所有叶片装焊于下环上，再与上冠装焊。

现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架通常包括头部定位夹1、机座2、支架3、转轴4、挡快5、分度臂6、定位杆7和插销8（参见附图1、2）。其基本检测过程和原理为，将转轮下环定位于机座的凹止口中，下环中心与机座中心保持一致，在将分度臂6定位于机座的中心孔中（此孔与定位转轮下环的凹止口同心），据此，分度臂6与下环同心。根据叶片的数量在机座上大于下环的分度圆上钻相同数量的定位孔（圆周上均布），分度臂6在机座上旋转到某一个叶片位置，通过定位杆7和插销8将其固定。在分度臂6上用螺栓连接有一挡块5，挡块5的表面与叶片焊接位置的端面相同且与叶片焊接位置端面贴合；在叶片的另一端设置有根据叶片断面尺寸设计的头部定位夹1并用其将叶片夹牢，叶片的定位依赖于挡块5和头部定位夹。在叶片的两端都定位准确并固定后，开始进行焊接；焊接完一块叶片后，旋转分度臂6，重新定位和固定下一叶片，再进行下一叶片的焊接，依此类推，直至将所有的叶片与转轮下环焊完后，再与转轮上冠进行焊接。现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在以下问题：1、叶片的定位不仅依赖于头部定位夹和定位块的加工质量，还依赖于两者的配合精度，定位不易控制；2、头部定位夹和挡块都需要加工曲面，加工的要求高、难度大和周期长；3、整个测圆架加工周期长，且无无通用性；4、每套测圆架消耗上吨钢材，增加了生产制造成本。显然，现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在着定位精度不易控制、加工困难、加工周期长和耗材较大等问题。

发明内容

为克服现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在的定位精度不易控制、加工困难、加工周期长和耗材较大等问题，本发明提出一种水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法。本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架，包括垫块、定位法兰、底座、旋转筒、支墩和测量臂，其中，定位法兰的外缘与转轮上冠的尾锥孔相匹配且与尾锥孔同心，底座的外圆与定位法兰的内圆相匹配且与定位法兰同心，旋转筒焊接于底座上且与底座同心，底座与定位法兰采用螺栓连接，测量臂安装在旋转筒上，支敦支撑转轮下环，垫块支撑转轮上冠；支墩的高度和垫块的高度与转轮上冠和下环的高度尺寸相匹配，即将支敦支撑在转轮下环、将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相符合。

进一步的，本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架的垫块、支墩的高度尺寸可以调节。

本发明水轮机转轮叶片装配检测方法，采用本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架对其装配过程进行监测，将所有叶片点焊于转轮上冠和下环之间，再完全焊接，包括以下步骤：

S1：根据转轮上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸选择或制备高度与上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块；所述高度与上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块是指将支敦支撑在转轮下环、将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相符合；

S2：将定位法兰安装与转轮上冠的尾锥孔中，并将底座及旋转筒安装在定位法兰上并用螺栓固定，并点焊于转轮上冠；

S3：将测量臂安装在旋转筒上，旋转测量臂将转轮下环与上冠检校同心后，将转轮上冠和下环用压板固定；

S4：采用测量臂测定各个叶片与转轮上冠和下环的定位点，每一叶片分别在转轮上冠和下环上测定二个定位点；

S5：将叶片吊入上冠和下环之间，对准定位点并点焊牢；依此类推，直至所有叶片点焊完毕；

S6：采用测量臂对各个叶片位置进行测量，进一步确定叶片位置并对有误差的叶片位置进行校正；

S7：对每一叶片进行完全焊接，并再次采用测量臂对各个叶片位置进行测量，直至满足设计要求，转轮叶片装配完毕。

本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法的有益技术效果是以测量臂定位转轮叶片位置，使其在整个装配过程中均可随时进行监测，操作更简单且保证了测量精度。测圆架的大部分零部件均可通用，减少了加工难度和加工成本，还节约了资源。

附图说明

附图1是现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架的俯视结构示意图；