CN102950458A - 混流式转轮叶片三维空间定位装配工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，包括安装在转轮上冠中心孔处的底座，固定在底座上的中心柱，所述中心柱的外侧套有可绕中心柱的轴心线旋转的外柱套，所述外柱套的侧边固定有出水边检测基准板，出水边检测基准板上设有出水边检测基准平面，所述中心柱的上端设有可绕中心柱的轴心线旋转的紧固支座，连接管的一端固定在所述紧固支座上，所述连接管的另一端连接在进水边支架上，所述进水边支架上固定有进水边检测基准板，所述进水边检测基准板上设有进水边检测基准平面，所述出水边检测基准平面、进水边检测基准平面均穿过所述中心柱的轴心线。该套工装精度高、易操作。

Description

混流式转轮叶片三维空间定位装配工装

技术领域

本发明涉及一种混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，属于专用生产工艺装备领域。

背景技术

转轮作为水力发电机组的核心部件，关系到整套机组的效率、出力等关键性能指标。特别是转轮在制造过程中的制造精度会直接影响转轮的质量，所以如何控制转轮叶片装配时的位置精度在制造过程中至关重要。

在以往转轮装配中使用的是内等分式装配工装，工装中各结构均是固定不动的，在测量转轮叶片不同部位时需要重新定位工装，精度不高，其不适用于大型混流式转轮(如转轮直径5m以上)，以及高水头转轮，因此其通用性较差。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种精度高、易操作的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装。

为了解决上述技术问题，本发明提供的一种混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，包括安装在转轮上冠中心孔处的底座，固定在底座上的中心柱，所述中心柱的外侧套有可绕中心柱的轴心线旋转的外柱套，所述外柱套的侧边固定有出水边检测基准板，出水边检测基准板上设有出水边检测基准平面，所述中心柱的上端设有可绕中心柱的轴心线旋转的紧固支座，连接管的一端固定在所述紧固支座上，所述连接管的另一端连接在进水边支架上，所述进水边支架上固定有进水边检测基准板，所述进水边检测基准板上设有进水边检测基准平面，所述出水边检测基准平面、进水边检测基准平面均穿过所述中心柱的轴心线。

优选地，所述紧固支座和中心柱之间设有上滑动轴承，中心柱和外柱套之间设有所述上滑动轴承、下滑动轴承和推力球轴承，所述推力球轴承位于下滑动轴承的下方。

优选地，还包括与进水边检测基准板配合使用的进水边角度样板、与出水边检测基准板配合使用的出水边角度样板。

进一步地，所述进水边角度样板上设有可与进水边的叶片表面贴合的型线，所述进水边角度样板的表面上刻有进水边角度刻线，所述出水边角度样板上设有可与出水边的叶片表面贴合的型线，所述出水边角度样板的表面上刻有出水边角度刻线。

优选地，所述连接管为铝管，所述进水边支架为铝支架。

本发明的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装精度高、轻便、工人操作性非常好，即使对于直径超过8米的大转轮，不需借助外力就能用手推动进水边检测基准板、出水边检测基准板的转动，轻易地进行检查作业。

附图说明

图1为本发明的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装结构示意图。

图2为中心柱及外柱套连接结构剖面图。

图3为混流式转轮叶片三维空间定位装配工装和进水边角度样板、出水边角度样板配合检查时的状态示意图。

图4为图1的俯视图。

图5为一个进水边角度样板的结构示意图。

图6为一个出水边角度样板的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的方案进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装包括安装在转轮上冠14中心孔处的底座1，固定在底座1上的中心柱2，中心柱2的外侧套有可绕中心柱2的轴心线旋转的外柱套3，外柱套3的侧边固定有出水边检测基准板4，出水边检测基准板4上设有出水边检测基准平面41(因出水边检测基准板4有一定厚度，故出水边检测基准板4的一个平面为出水边检测基准平面41，确保精度)，中心柱2的上端设有可绕中心柱的轴心线旋转的紧固支座5，紧固支座5上设有通孔51，连接管6的一端穿过通孔51、并固定在紧固支座5上，连接管6的另一端连接有进水边支架7上，进水边支架7上固定进水边检测基准板8，进水边检测基准板8上设有进水边检测基准平面81，出水边检测基准平面41、进水边检测基准平面81均穿过中心柱2的轴心线。

其中，进水边检测基准平面81对着叶片的进水边型线811(图1所示)和出水边检测基准平面41对着叶片的进水边型线411(图1所示)根据叶片设计要求确定，例如设计时转轮所有叶片的进水边(忽略厚度)在一个进水边回转曲面内，进水边检测基准平面81延伸后应与该进水边回转曲面有一条交线，进水边型线811应该平行偏置于这条交线，与这条交线有一定距离，同理对应于出水边型线411，根据此设计要求设计的进水边检测基准板8和出水边检测基准板4在安装时，可通过一些关键部位的尺寸进行检测，确保满足以上设计要求。

连接管6为铝管，进水边支架7为铝支架，减轻了整个装配工装的重量。

其中底座1的功能是对中心柱2提供一个稳固的支撑，以及定位进水边检测基准板8(也称进水边SWEEP板)、出水边检测基准板4(也称出水边SWEEP板)的旋转中心，使得混流式转轮叶片三维空间定位装配工装的旋转中心21与转轮上冠14、转轮下环15同心，保证转轮叶片16的装配精度。

如图2所示的中心柱2，紧固支座5和中心柱2之间设有上滑动轴承9，中心柱2和外柱套3之间设有上滑动轴承9、下滑动轴承10和推力球轴承11，推力球轴承11位于下滑动轴承10的下方，中心柱2跟外柱套3靠一个推力球轴承11和上滑动轴承9和下滑动轴承10两个滑动轴承定心转动，上滑动轴承9设有一个法兰边和轴承筒部，紧固支座5和中心柱2之间为上滑动轴承9的法兰边，外柱套3和中心柱2之间为上滑动轴承9的轴承筒部，这样的结构保证了紧固支座5和外柱套3可以绕同一圆心但相互之间能独立转动。

本发明还包括与进水边检测基准板8配合使用的进水边角度样板12、与出水边检测基准板4配合使用的出水边角度样板13。如图5所示为其中一个进水边角度样板12，进水边角度样板12上设有可与进水边的叶片表面贴合的型线(如LPS的内侧边和PS的内侧边)，进水边角度样板12的表面上刻有进水边角度刻线17，18，如图6所示，出水边角度样板13上设有可与出水边的叶片表面贴合的型线(如PS的内侧边)，出水边角度样板13的表面上刻有出水边角度刻线19，20。

出水边检测基准板4通过圆柱销和螺栓螺母连接定位于外柱套的侧边31上(如图2所示)，使其可单独绕中心柱2的轴心线旋转(即绕转轮中心旋转)，并且通过出水边角度样板13与之配合使用来检查转轮叶片16的出水边角度是否在控制范围之内。

连接管6用来连接紧固支座5和进水边检测基准板8，使进水边检测基准板8能在转轮下环15和连接管6的支持下绕中心柱2的轴心线旋转(即绕转轮中心旋转)。

进水边检测基准板8和进水边支架7均由铝制零件构成，主要功能是与进水边角度样板12配套使用来检查转轮叶片16的装配位置是否在控制范围之内。

如图4所示，此套装配工装结构上关键之处在于其进水边检测基准平面81和出水边检测基准平面41两个检测基准平面在转动过程中永远通过旋转中心21，也就是转轮中心的。这样的结构保证了进水边检测基准板8、出水边检测基准板4在360°圆周内无论如何转动，都能对于叶片角度检测提供准确基准。

本发明的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，其轻便可靠、精度高、适应性强，能应用于从小型到特大型，从低水头到高水头的各种混流式转轮的装配工艺。

本发明的使用方法如下：

1)将转轮上冠14、转轮下环15调成同心，并进行定位；

2)将底座1安装在转轮上冠14的中心孔处，然后将本发明的工装安装到位(包括中心柱、连接管、进水边检测基准板、出水边检测基准板等均安装到位)，装在转轮上后需对关键位置尺寸根据设计要求进行检查，以确保使用时的准确性；

3)在转轮叶片16处，利用进水边角度样板12和出水边角度样板13配合进水边检测基准板8、出水边检测基准板4进行角度校验。

SWEEP装配工装主要用在转轮叶片定位装配完成之后，对叶片进水边和出水边的空间位置和角度等进行检查。如图3所示就是本发明的装配工装和转轮叶片进水边角度样板和出水边角度样板配套使用时的状态。如图5所示，具体进水边角度检测方法是，检测时将进水边角度样板12水平放置，并贴合于进水边检测基准板8的角尺座82贴合平面上，以保证样板型线例如LPS能完全贴合转轮叶片的一侧(进水边检测基准板8不同位置处的角尺座82与该位置处的进水边角度样板12对应，每个位置的角尺座82均垂直于进水边检测基准板8，角尺座82通过螺栓固定在进水边检测基准板8上，角尺座82还能为进水边角度样板12提供支撑平面)，转动进水边检测基准板8使得进水边角度样板12上刻线的尖端与进水边检测基准平面81对齐，理想状态当进水边检测基准平面81与进水边角度刻线18(位于中心的刻线)完全重合时，进水边角度为标准值，完全合格，一般地，转轮叶片进水边角度有偏差时，其中一条进水边角度刻线17(位于进水边角度刻线18两侧的刻线)会与进水边检测基准平面81会与重合，这样便可得出进水边角度刻线18与进水边检测基准平面81的角度偏差值A，如偏差值A在规定范围内(如±2°)，则说明转轮叶片进水边角度合格。

对于转轮叶片出水边角度检测，方法与上述进水边的类似，此处不再详述。

通过本发明的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，能保证整个转轮内所有叶片进、出水边角度符合设计要求，从而保证转轮的质量。

混流式转轮叶片三维空间定位装配工装提供了一套精准方便的转轮叶片装配位置检查的方法，并且此套装置轻便，工人操作性非常好，即使对于直径超过8米的大转轮，不需借助外力就能用手推动进水边检测基准板、出水边检测基准板的转动，轻易地进行检查作业。并且此套工装经过众多项目验证，例如三峡转轮，溪洛渡转轮，龙滩转轮，锦屏转轮等，再次证明了此套工装的轻便，精确，易操作等优点。

Claims (5)

1.一种混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，其特征是：包括安装在转轮上冠(14)中心孔处的底座(1)，固定在底座(1)上的中心柱(2)，所述中心柱(2)的外侧套有可绕中心柱的轴心线旋转的外柱套(3)，所述外柱套(3)的侧边(31)固定有出水边检测基准板(4)，出水边检测基准板(4)上设有出水边检测基准平面(41)，所述中心柱(2)的上端设有可绕中心柱(2)的轴心线旋转的紧固支座(5)，连接管(6)的一端固定在所述紧固支座(5)上，所述连接管(6)的另一端连接在进水边支架(7)上，所述进水边支架(7)上固定有进水边检测基准板(8)，所述进水边检测基准板(8)上设有进水边检测基准平面(81)，所述出水边检测基准平面(41)、进水边检测基准平面(81)均穿过所述中心柱(2)的轴心线。

2.根据权利要求1所述的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，其特征是：所述紧固支座(5)和中心柱(2)之间设有上滑动轴承(9)，中心柱(2)和外柱套(3)之间设有所述上滑动轴承(9)、下滑动轴承(10)和推力球轴承(11)，所述推力球轴承(11)位于下滑动轴承(10)的下方。

3.根据权利要求1所述的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，其特征是：还包括与进水边检测基准板(8)配合使用的进水边角度样板(12)、与出水边检测基准板(4)配合使用的出水边角度样板(13)。

4.根据权利要求3所述的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，其特征是：所述进水边角度样板(12)上设有可与进水边的叶片表面贴合的型线，所述进水边角度样板(12)的表面上刻有进水边角度刻线(17，18)，所述出水边角度样板(13)上设有可与出水边的叶片表面贴合的型线，所述出水边角度样板(13)的表面上刻有出水边角度刻线(19，20)。

5.根据权利要求1所述的混流式转轮叶片三维空间定位装配工装，其特征是：所述连接管(6)为铝管，所述进水边支架(7)为铝支架。

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