CN102990263A - 一种低压轮毂的工装及其组成低压轮毂的热处理方法 - Google Patents
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Abstract
一种低压轮毂的工装及其组成低压轮毂的热处理方法，它涉及一种工装及其热处理方法。本发明为了解决目前燃气轮机低压轮毂装配时存在因各级轮盘均为转动状态而不易确定轮盘间的相位角以及其焊接后进行热处理时缺少工装的问题。所述轮盘的工装为一二级轮盘的装配工装、二三级轮盘的装配工装或热处理工装；所述低压轮毂的热处理方法包括步骤一：一级轮盘和二级轮盘的安装及焊接工作，步骤二：三级轮盘的安装工作及其与二级轮盘的焊接工作，步骤三：低压轮毂的热处理工作。本发明结构设计合理，方法步骤简单，适用范围广泛，可行性高。本发明用于低压轮毂的装配工作和低压轮毂的热处理工作中。
Description
技术领域
本发明涉及一种工装及其热处理方法，具体涉及一种低压轮毂的工装及其组成低压轮毂的热处理方法。
背景技术
燃气轮机由压气机、加热工质的设备(如燃烧室)、透平、控制系统和辅助设备组成，是将气体压缩、加热后送入透平中膨胀做功，把一部分热能转变为机械能的旋转原动机。燃气轮机的零部件结构复杂，加工难度大，基本上每个零部件的加工都要通过工装来保证。燃气轮机机组低压轮毂由三级轮盘组成，轮盘精加工后，需要将三级轮盘用焊接的方式连接成低压轮毂，再将焊后的低压轮毂进行热处理，而后将其安装到转子芯轴上。目前装配过程中存在的难点是：轮盘与轮盘之间均有一个相位角，而这个相位角对于转动的圆形轮盘来说以产品图纸上要求焊接各级轮盘时的准确度很难保证，而且在低压轮毂焊接完成后，对其整体进行热处理时，缺少工装对其热处理工作进行辅助，使低压轮毂不易保持焊接后状态。总之，目前燃气轮机低压轮毂装配时存在因各级轮盘均为转动状态而不易确定轮盘间的相位角以及其焊接后进行热处理时缺少工装的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种低压轮毂的工装及其组成低压轮毂的热处理方法，以解决目前燃气轮机低压轮毂装配时存在因各级轮盘均为转动状态而不易确定轮盘间的相位角以及其焊接后进行热处理时缺少工装的问题。
本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：
所述工装为一二级轮盘的装配工装，所述一二级轮盘的装配工装包括胎具、第一心轴体、第二心轴体、压盖、螺帽、螺栓、弹性装置、支撑板片、二级压装工件和两个定位销，所述胎具包括底盘和芯轴，所述底盘水平设置，芯轴竖直设置，所述芯轴为阶梯形轴体，所述底盘和芯轴的大直径端固定连接制为一体，所述芯轴从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体、第二心轴体和压盖，一级轮盘套装在第一心轴体上，二级轮盘套装在第二心轴体上，所述二级压装工件设置在压盖和二级轮盘之间，所述螺帽与芯轴的小直径端螺纹连接，所述螺帽和压盖之间设置有弹性装置，所述支撑板片竖直设置并与底盘可拆卸连接，所述两个定位销穿过支撑板片分别与一级轮盘和二级轮盘相贴紧，所述螺栓竖直设置并穿过底盘与一级轮盘螺纹连接。
所述工装为二三级轮盘的装配工装，所述二三级轮盘的装配工装包括胎具、第一心轴体、第二心轴体、第三心轴体、压盖、螺帽、螺栓、弹性装置、支撑板片和三个定位销，所述胎具包括底盘和芯轴，所述底盘水平设置，所述芯轴为竖直设置的阶梯形轴体，所述芯轴的大直径端穿过底盘上的通孔与底盘固定连接制为一体，所述芯轴从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体、第二心轴体、第三心轴体和压盖，一级轮盘套装在第一心轴体上，二级轮盘套装在第二心轴体上，三级轮盘套装在第三心轴体上并与压盖相贴紧，所述螺帽与芯轴的小直径端螺纹连接，所述螺帽和压盖之间设置有弹性装置，所述支撑板片竖向设置并与底盘可拆卸连接，所述三个定位销分别穿过支撑板片与一级轮盘、二级轮盘和三级轮盘相贴紧，所述螺栓竖直设置并穿过底盘与一级轮盘螺纹连接。
所述工装为热处理工装，所述热处理工装包括胎具、第一心轴体、第二心轴体、第三心轴体、压盖、楔块和螺栓，所述胎具包括底盘和芯轴，所述底盘水平设置，芯轴竖直设置，所述芯轴为阶梯形轴体，所述底盘和芯轴的大直径端固定连接制为一体，所述芯轴从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体、第二心轴体、第三心轴体和压盖，一级轮盘套装在第一心轴体上，二级轮盘套装在第二心轴体上，三级轮盘套装在第三心轴体上并与压盖相贴紧，所述楔块与芯轴的小直径端可拆卸连接，所述螺栓竖直设置并与底盘螺纹连接。
通过上述一二级轮盘的装配工装、二三级轮盘的装配工装和热处理工装而实现的一种低压轮毂的热处理方法，其特征在于：所述热处理方法的具体步骤如下：
步骤一：一级轮盘和二级轮盘的安装及焊接工作：首先以胎具中的底盘为基面将支撑板片可拆卸连接在底盘上，其次依次将第一心轴体、第二心轴体、第三心轴体套装在胎具的芯轴上，然后将一级轮盘套装第一心轴体上，将一个定位销插入一级轮盘的轮槽中进行固定，将二级轮盘套装在第二心轴体上，旋转二级轮盘直至满足设计图纸中相位角的要求，再将另一个定位销通过支撑板片插入二级轮盘的轮槽中进行固定，压盖通过二级压装工件压紧二级轮盘，将弹性装置套装在胎具的芯轴上，最后拧紧螺帽通过焊接工具对一级轮盘和二级轮盘进行焊接；
步骤二：三级轮盘的安装工作及其与二级轮盘的焊接工作：当一级轮盘和二级轮盘的焊接工作完成后，拆下螺帽、弹性装置和二级压装工件，将三级轮盘套装在第三心轴体上，旋转三级轮盘直至满足设计图纸中相位角的要求，再将第三个定位销通过支撑板片插入三级轮盘的轮槽中进行固定，最后用压盖压住三级轮盘，将弹性装置和螺帽重新套装在胎具上，再一次拧紧螺帽通过焊接工具对二级轮盘和三级轮盘进行焊接，焊接工作完成后，即 低压轮毂的一级轮盘、二级轮盘和三级轮盘构成低压轮毂；
步骤三：低压轮毂的热处理工作：首先将二三级轮盘的装配工装中的定位销、支撑板片、螺帽、弹性装置拆去，其次将楔块安装在胎具的芯轴上组成热处理工装，然后对带有低压轮毂的热处理工装放入加热炉中进行热处理，热处理的温度为860℃，热处理的时间为四小时，当热处理工作完成后，旋转螺栓拆下低压轮毂即可。
本发明包含的有益效果是：
一、本发明的工装的结构设计科学合理，可行性高，适用范围广泛。
二、通过使用本发明中的一二级轮盘的装配工装、二三级轮盘的装配工装能够保证低压轮毂的三级轮盘之间的相位角不变，从而通过本发明中的装配工装可使低压轮毂的三级轮盘焊接形成符合相关要求的低压轮毂，通过一二级轮盘的装配工装和二三级轮盘的装配工装后形成的低压轮毂的成功率高，提高了工作人员工作效率，有利于其工作的顺利进行。
三、本发明的一二级轮盘的装配工装、二三级轮盘的装配工装和热处理工装贯穿与整个低压轮毂及其组成的低压轮毂的焊接和热处理工作中，使用方便省时。
四、本发明的方法步骤清晰，设计合理，此方法与热处理工装相配合后形成的低压轮毂的结构标准并且各部件连接稳固。
五、通过使用本发明中的热处理工装进可使吊装方便，减轻工人人员的劳动强度，而且热处理后低压轮毂的形状牢固不变形。
附图说明
图1是一二级轮盘的装配工装的主视结构剖面图，图2是二三级轮盘的装配工装的主视结构剖面图，图3为热处理工装的主视结构剖面图，图4为胎具1的主视结构剖面图，图5为压盖5的主视结构剖面图，图6为第一心轴体2的主视结构剖面图，图7为第二心轴体3的主视结构剖面图，图8为第三心轴体4的主视结构剖面图，图9为底盘1-1的主视结构剖面图，图10为图9的俯视结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述工装为一二级轮盘的装配工装，所述一二级轮盘的装配工装包括胎具1、第一心轴体2、第二心轴体3、压盖5、螺帽6、螺栓7、弹性装置8、支撑板片9、二级压装工件16和两个定位销10，所述胎具1包括底盘1-1和芯轴1-2，所述底盘1-1水平设置，芯轴1-2竖直设置，所述芯轴1-2为阶梯形轴体，所述底盘1-1和芯轴1-2的大直径端固定连接制为一体，所述芯轴1-2从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体 2、第二心轴体3和压盖5，一级轮盘14套装在第一心轴体2上，二级轮盘15套装在第二心轴体3上，所述二级压装工件16设置在压盖5和二级轮盘15之间，所述螺帽6与芯轴1-2的小直径端螺纹连接，所述螺帽6和压盖5之间设置有弹性装置8，所述支撑板片9竖直设置并与底盘1-1可拆卸连接，所述两个定位销10穿过支撑板片9分别与一级轮盘14和二级轮盘15相贴紧，所述螺栓7竖直设置并穿过底盘1-1与一级轮盘14螺纹连接。本实施方式中所述螺栓7为六角头螺栓
具体实施方式二：结合图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述工装为二三级轮盘的装配工装，所述二三级轮盘的装配工装包括胎具1、第一心轴体2、第二心轴体3、第三心轴体4、压盖5、螺帽6、螺栓7、弹性装置8、支撑板片9和三个定位销10，所述胎具1包括底盘1-1和芯轴1-2，所述底盘1-1水平设置，所述芯轴1-2为竖直设置的阶梯形轴体，所述芯轴1-2的大直径端穿过底盘1-1上的通孔与底盘1-1固定连接制为一体，所述芯轴1-2从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体2、第二心轴体3、第三心轴体4和压盖5，一级轮盘14套装在第一心轴体2上，二级轮盘15套装在第二心轴体3上，三级轮盘17套装在第三心轴体4上并与压盖5相贴紧，所述螺帽6与芯轴1-2的小直径端螺纹连接，所述螺帽6和压盖5之间设置有弹性装置8，所述支撑板片9竖向设置并与底盘1-1可拆卸连接，所述三个定位销10分别穿过支撑板片9与一级轮盘14、二级轮盘15和三级轮盘17相贴紧，所述螺栓7竖直设置并穿过底盘1-1与一级轮盘14螺纹连接。本实施方式中的螺栓7为六角头螺栓。
具体实施方式三：结合图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述弹性装置8为蝶形弹簧。蝶形弹簧能够实现更好的实用新型效果。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：结合图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述工装还包括圆柱销11，所述支撑板片9通过圆柱销11与底盘1-1的侧面可拆卸连接。圆柱销11更好地将支撑板片9和底盘1-1连接，其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1、图2、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中所述工装还包括拨杆12，所述螺帽6上固定连接有水平设置的拨杆12。拨杆12的设置是为了方便工作人员灵活地调节螺帽6，同时也有效地提高工作人员的工作效率。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施 方式，本实施方式中所述工装为热处理工装，所述热处理工装包括胎具1、第一心轴体2、第二心轴体3、第三心轴体4、压盖5、楔块13和螺栓7，所述胎具1包括底盘1-1和芯轴1-2，所述底盘1-1水平设置，芯轴1-2竖直设置，所述芯轴1-2为阶梯形轴体，所述底盘1-1和芯轴1-2的大直径端固定连接制为一体，所述芯轴1-2从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体2、第二心轴体3、第三心轴体4和压盖5，一级轮盘14套装在第一心轴体2上，二级轮盘15套装在第二心轴体3上，三级轮盘17套装在第三心轴体4上并与压盖5相贴紧，所述楔块13与芯轴1-2的小直径端可拆卸连接，所述螺栓7竖直设置并与底盘1-1螺纹连接。本实施方式中的螺栓7为六角头螺栓。
具体实施方式七：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式中通过上述一二级轮盘的装配工装、二三级轮盘的装配工装和热处理工装而实现的一种低压轮毂的热处理方法，其特征在于：所述热处理方法的具体步骤如下：
步骤一：一级轮盘14和二级轮盘15的安装及焊接工作：首先以胎具1中的底盘1-1为基面将支撑板片9可拆卸连接在底盘1-1上，其次依次将第一心轴体2、第二心轴体3、第三心轴体4套装在胎具1的芯轴1-2上，然后将一级轮盘14套装第一心轴体2上，将一个定位销10插入一级轮盘14的轮槽中进行固定，将二级轮盘15套装在第二心轴体3上，旋转二级轮盘15直至满足设计图纸中相位角的要求，再将另一个定位销10通过支撑板片9插入二级轮盘15的轮槽中进行固定，压盖5通过二级压装工件16压紧二级轮盘15，将弹性装置8套装在胎具1的芯轴1-2上，最后拧紧螺帽6通过焊接工具对一级轮盘14和二级轮盘15进行焊接；
步骤二：三级轮盘17的安装工作及其与二级轮盘15的焊接工作：当一级轮盘14和二级轮盘15的焊接工作完成后，拆下螺帽6、弹性装置8和二级压装工件16，将三级轮盘17套装在第三心轴体4上，旋转三级轮盘17直至满足设计图纸中相位角的要求，再将第三个定位销10通过支撑板片9插入三级轮盘17的轮槽中进行固定，最后用压盖5压住三级轮盘17，将弹性装置8和螺帽6重新套装在胎具1上，再一次拧紧螺帽6通过焊接工具对二级轮盘15和三级轮盘17进行焊接，焊接工作完成后，即低压轮毂的一级轮盘14、二级轮盘15和三级轮盘17构成低压轮毂；
步骤三：低压轮毂的热处理工作：首先将二三级轮盘的装配工装中的定位销10、支撑板片9、螺帽6、弹性装置8拆去，其次将楔块13安装在胎具1的芯轴1-2上组成热处理工装，然后对带有低压轮毂的热处理工装放入加热炉中进行热处理，热处理的温度为 860℃，热处理的时间为四小时，当热处理工作完成后，旋转螺栓7拆下低压轮毂即可。本实施方式中的焊接工具为已有工具，型号不限，能够实现焊接目的均可；本实施方式中的加热炉型号不限，能够实现高温加热目的即可。
Claims (7)
1.一种低压轮毂的工装，其特征在于：所述工装为一二级轮盘的装配工装，所述一二级轮盘的装配工装包括胎具(1)、第一心轴体(2)、第二心轴体(3)、压盖(5)、螺帽(6)、螺栓(7)、弹性装置(8)、支撑板片(9)、二级压装工件(16)和两个定位销(10)，所述胎具(1)包括底盘(1-1)和芯轴(1-2)，所述底盘(1-1)水平设置，芯轴(1-2)竖直设置，所述芯轴(1-2)为阶梯形轴体，所述底盘(1-1)和芯轴(1-2)的大直径端固定连接制为一体，所述芯轴(1-2)从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体(2)、第二心轴体(3)和压盖(5)，一级轮盘(14)套装在第一心轴体(2)上，二级轮盘(15)套装在第二心轴体(3)上，所述二级压装工件(16)设置在压盖(5)和二级轮盘(15)之间，所述螺帽(6)与芯轴(1-2)的小直径端螺纹连接，所述螺帽(6)和压盖(5)之间设置有弹性装置(8)，所述支撑板片(9)竖直设置并与底盘(1-1)可拆卸连接，所述两个定位销(10)穿过支撑板片(9)分别与一级轮盘(14)和二级轮盘(15)相贴紧，所述螺栓(7)竖直设置并穿过底盘(1-1)与一级轮盘(14)螺纹连接。
2.一种低压轮毂的工装，其特征在于：所述工装为二三级轮盘的装配工装，所述二三级轮盘的装配工装包括胎具(1)、第一心轴体(2)、第二心轴体(3)、第三心轴体(4)、压盖(5)、螺帽(6)、螺栓(7)、弹性装置(8)、支撑板片(9)和三个定位销(10)，所述胎具(1)包括底盘(1-1)和芯轴(1-2)，所述底盘(1-1)水平设置，所述芯轴(1-2)为竖直设置的阶梯形轴体，所述芯轴(1-2)的大直径端穿过底盘(1-1)上的通孔与底盘(1-1)固定连接制为一体，所述芯轴(1-2)从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体(2)、第二心轴体(3)、第三心轴体(4)和压盖(5)，一级轮盘(14)套装在第一心轴体(2)上，二级轮盘(15)套装在第二心轴体(3)上，三级轮盘(17)套装在第三心轴体(4)上并与压盖(5)相贴紧，所述螺帽(6)与芯轴(1-2)的小直径端螺纹连接，所述螺帽(6)和压盖(5)之间设置有弹性装置(8)，所述支撑板片(9)竖向设置并与底盘(1-1)可拆卸连接，所述三个定位销(10)分别穿过支撑板片(9)与一级轮盘(14)、二级轮盘(15)和三级轮盘(17)相贴紧，所述螺栓(7)竖直设置并穿过底盘(1-1)与一级轮盘(14)螺纹连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种低压轮毂的工装，其特征在于：所述弹性装置(8)为蝶形弹簧。
4.根据权利要求3所述的一种低压轮毂的工装，其特征在于：所述工装还包括圆柱销(11)，所述支撑板片(9)通过圆柱销(11)与底盘(1-1)的侧面可拆卸连接。
5.根据权利要求4所述的一种低压轮毂的工装，其特征在于：所述工装还包括拨杆 (12)，所述螺帽(6)上固定连接有水平设置的拨杆(12)。
6.一种低压轮毂的工装，其特征在于：所述工装为热处理工装，所述热处理工装包括胎具(1)、第一心轴体(2)、第二心轴体(3)、第三心轴体(4)、压盖(5)、楔块(13)和螺栓(7)，所述胎具(1)包括底盘(1-1)和芯轴(1-2)，所述底盘(1-1)水平设置，芯轴(1-2)竖直设置，所述芯轴(1-2)为阶梯形轴体，所述底盘(1-1)和芯轴(1-2)的大直径端固定连接制为一体，所述芯轴(1-2)从大直径端向小直径端依次套装有第一心轴体(2)、第二心轴体(3)、第三心轴体(4)和压盖(5)，一级轮盘(14)套装在第一心轴体(2)上，二级轮盘(15)套装在第二心轴体(3)上，三级轮盘(17)套装在第三心轴体(4)上并与压盖(5)相贴紧，所述楔块(13)与芯轴(1-2)的小直径端可拆卸连接，所述螺栓(7)竖直设置并与底盘(1-1)螺纹连接。
7.通过上述一二级轮盘的装配工装、二三级轮盘的装配工装和热处理工装而实现的一种低压轮毂的热处理方法，其特征在于：所述热处理方法的具体步骤如下：
步骤一：一级轮盘(14)和二级轮盘(15)的安装及焊接工作：首先以胎具(1)中的底盘(1-1)为基面将支撑板片(9)可拆卸连接在底盘(1-1)上，其次依次将第一心轴体(2)、第二心轴体(3)、第三心轴体(4)套装在胎具(1)的芯轴(1-2)上，然后将一级轮盘(14)套装第一心轴体(2)上，将一个定位销(10)插入一级轮盘(14)的轮槽中进行固定，将二级轮盘(15)套装在第二心轴体(3)上，旋转二级轮盘(15)直至满足设计图纸中相位角的要求，再将另一个定位销(10)通过支撑板片(9)插入二级轮盘(15)的轮槽中进行固定，压盖(5)通过二级压装工件(16)压紧二级轮盘(15)，将弹性装置(8)套装在胎具(1)的芯轴(1-2)上，最后拧紧螺帽(6)通过焊接工具对一级轮盘(14)和二级轮盘(15)进行焊接；
步骤二：三级轮盘(17)的安装工作及其与二级轮盘(15)的焊接工作：当一级轮盘(14)和二级轮盘(15)的焊接工作完成后，拆下螺帽(6)、弹性装置(8)和二级压装工件(16)，将三级轮盘(17)套装在第三心轴体(4)上，旋转三级轮盘(17)直至满足设计图纸中相位角的要求，再将第三个定位销(10)通过支撑板片(9)插入三级轮盘(17)的轮槽中进行固定，最后用压盖(5)压住三级轮盘(17)，将弹性装置(8)和螺帽(6)重新套装在胎具(1)上，再一次拧紧螺帽(6)通过焊接工具对二级轮盘(15)和三级轮盘(17)进行焊接，焊接工作完成后，即低压轮毂的一级轮盘(14)、二级轮盘(15)和三级轮盘(17)构成低压轮毂；
步骤三：低压轮毂的热处理工作：首先将二三级轮盘的装配工装中的定位销(10)、支 撑板片(9)、螺帽(6)、弹性装置(8)拆去，其次将楔块(13)安装在胎具(1)的芯轴(1-2)上组成热处理工装，然后对带有低压轮毂的热处理工装放入加热炉中进行热处理，热处理的温度为860℃，热处理的时间为四小时，当热处理工作完成后，旋转螺栓(7)拆下低压轮毂即可。
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