[发明专利]一种随形磨削装置

说明书

本发明公开了一种随形磨削装置及其用途，适用于工件的粗加工、修磨三维变化曲面，如大型水轮机转轮的叶片，特别适用于在维修现场修磨大型整体混流式水轮机的转轮叶片及其流道表面。

在泥沙含量高、高水头的水电站，其核心设备水轮机转轮汽蚀、泥沙磨损严重，在大修或扩大性修理时，需对已磨损和气蚀破坏的叶片及流道进行补焊和修磨；一台水轮机有时需补焊几吨的焊条、修磨掉上吨的多余焊层后，方能使叶片恢复正确的叶片形状和尺寸。由于水轮机转轮重，特别是混流式水轮机叶面形状复杂，就一个叶片而言，除出口边在转轮径向平面上外，叶片表面其它各点三维座标值均连续变化，各不相同，而水轮机在修理时，又是整机修磨，叶片与叶片相互不可拆动，两叶片间空隙狭窄细长，转轮结构的特殊性和叶形表面形状的复杂及其受流道的限制，造成了迄今为止，国内外尚无一台磨削装置可在场地空间有限的维修现场，对大型水轮机整机、特别是对大型(直径4M以上、转轮重量35吨以上)混流式水轮机整机叶片表面进行修磨的。

目前，国内在修磨叶形时，完全由工人手持风动砂轮机进行铲磨，由于大型转轮不便翻转和转位，操作者要从各个方位包括仰卧在地面上手持砂轮机铲磨凸出的焊点，几分钟就磨耗一个砂轮，每一砂轮机重达6公斤。手工铲磨不仅劳动强度大、噪声大、粉尘多、工作条件恶劣、常出现砂轮破碎伤人等情况；且由于手工用力不均，造成磨削质量差，叶片线型精度和光洁度都达不到要求，从而降低水轮机的工作效率和使用寿命，砂轮磨耗量也大；另外，大修或扩大性修理的全部工作日是确定的，水轮机叶片的补焊、修磨多余焊层的工作周期是全部工作日的一段，其必须在一定期间内(如两周或三周)完工，否则会耽误整个工期，然而，目前在水轮机磨损气蚀严重的电厂，如刘家峡电厂，手工多人同时铲磨，往往还不能按期完工。

国外，除法国位于地中海地区的马尔莫特检修中心对转轮直径在4m以下，重量在35T之内的混流式水轮机转轮采用工业机器人对叶形进行修磨80～90％，由人工完成20～10％后，再由人工全部打磨一遍外，其余国家仍为人工手工修磨。在日本的制造厂有对整机的转轮叶片进行磨削的机器人，但仍处于实验室阶段。

机器人进行修磨，造价昂贵(美国Uniurate公司购得一台型号为PUMA762的机器人，价格达60万美金，还未加其它附属设备及软件价格)，对修磨设备和转轮之间的相对位置、工作环境、工人素质要求均很高，并且至今尚未研究出一台能在水电站空间有限的修理现场对整机水轮机叶片进行修磨的机器人。根据国内大型水电站的修理现状，从经济、修理现场人员、设备等情况出发，在我国经济还不很发达、资金有限的条件下，迫切需要一种适合我国国情的磨削装置。

本发明的目的是提供一种随形磨削装置及其用途，其能用于工件的粗加工、修磨三维变化曲面，特别是在维修现场修磨大型整体混流式水轮机的转轮叶形，其具有造价低、适于我国国情、能改善水轮机维修现场的工作环境、提高修磨质量、延长水轮机使用寿命、提高水轮机工作效率、带来巨额效益的特点。

本发明的目的是这样实现的：一种随形磨削装置，它是由设备执行机构和随形磨头组成，设备执行机构末端接随形磨头。

其中，设备执行机构是由纵向移动机构、横向移动机构、垂直移动机构、纵向旋转机构、横向旋转机构、垂直旋转机构任意联接组合而成的。

可以是纵向移动机构上装有横向移动机构，横向移动机构上装有垂直旋转机构，垂直旋转机构上装有垂直移动机构，垂直移动机构接横向旋转机构，横向旋转机构接纵向旋转机构，纵向旋转机构接直线移动机构，直线移动机构末端是设备执行机构未端。

也可以是纵向移动机构上先接垂直旋转机构，垂直旋转机构上接有横向移动机构，横向移动机构接垂直移动机构，垂直移动机构接纵向旋转机构，纵向旋转机构接横向旋转机构，横向旋转机构接直线移动机构，直线移动机构未端是设备执行机构未端。

其中，随形磨头是由磨头、磨头驱动电机、连接件、磨头架、支点、连杆、油缸组成，磨头架的一端和油缸分别接在设备执行机构的未端，磨头架的另一端上有支点，活塞杆与连杆一头活动连接，连杆另一头活动接向油缸供油时可携带磨头驱动电机绕支点旋转的连接件，磨头驱动电机轴上接有磨头。

其中，设备执行机构下装有走行机构。

本发明所述的随形磨削装置，可用于修磨三维变化曲面。

本发明所述的随形磨削装置，可用于修磨大型混流式水轮机转轮叶形。