CN103862410A - 筒形汽缸紧固环装卸工装及利用该工装进行装卸的方法 - Google Patents
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Abstract
一种筒形汽缸紧固环装卸工装及利用该工装进行装卸的方法。该装卸工装包括环形架体、吊环和水冷电缆；环形架体的内径大于所要夹持的筒形汽缸紧固环的外径，在环形架体的圆周上径向设有多个径向锁紧机构，这些径向锁紧机构能够在环形架体上进行径向进给、锁紧放置在环形架体内的紧固环；吊环设置在环形架体上，用于与起吊设备的吊钩进行挂接；水冷电缆盘绕布置在环形架体的外壁上、两端端子分别与控制电源连接，在通电状态下，利用电磁感应加热紧固环，加热温度由热电偶温度传感器进行检测。它集加热和吊装于一体、并能够在一定范围内适应直径大小不同的紧固环夹持使用，具有结构简单、通用性好、操作方便、高效快捷、安全可靠、环保实用等特点。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机筒形汽缸的成型、维修工装，具体是一种筒形汽缸紧固环装卸工装，以及利用该工装进行装卸的方法。
背景技术
参见图1：筒形汽缸主要用作汽轮机高压缸的内缸，其包括半圆筒形结构的缸体上半和缸体下半，缸体上半和缸体下半由套装在它们外壁上的多个紧固环箍紧组合在一起，即缸体上半和缸体下半之间的密封组合是由套装在它们外壁上的多个紧固环实现的。该结构汽缸有效克服了高温高压工况下原中分面螺栓蠕变紧力不够而产生的漏汽问题，确保运行中在任何工况下无蒸汽泄漏，运行经济性好。
由于上述筒形汽缸的紧固环是以过盈配合方式套装在缸体（包括组合在一起的缸体上半和缸体下半）上的，因而无论是在缸体成型时还是缸体维修时，均需夹持紧固环的装卸工装进行相应的安装或拆卸操作。目前，行业内还没有特定结构的夹持工装用于筒形汽缸紧固环的安装和拆卸操作，在安装或拆卸的过程中依靠的是临时夹持工装，其不仅操作麻烦、操作效率低、安全隐患大，而且这些临时夹持工装只能一次性使用，无通用性；此外，在紧固环的安装或拆卸过程中，加热主要是通过燃气加热实现的，存在环境污染的问题，很不实用。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述筒形汽缸结构的特殊性和现有技术的不足，提供一种结构简单、通用性好、操作方便、高效快捷、安全可靠、环保实用的筒形汽缸紧固环装卸工装，以及利用该工装进行装卸的方法。
本发明采用的技术方案是：一种筒形汽缸紧固环装卸工装，所述装卸工装包括环形架体、吊环和水冷电缆；所述环形架体的内径大于所要夹持的筒形汽缸紧固环的外径，在环形架体的圆周上径向设有多个径向锁紧机构，这些径向锁紧机构能够在环形架体上进行径向进给、锁紧放置在环形架体内的紧固环；所述吊环设置在环形架体上，用于与起吊设备的吊钩进行挂接；所述水冷电缆盘绕布置在环形架体的外壁上、两端端子分别与控制电源连接，水冷电缆在环形架体上形成电磁感应线圈，在通电状态下，利用电磁感应加热紧固环，对紧固环的加热温度由压贴在紧固环上的热电偶温度传感器进行检测。
进一步的，所述环形架体上设有至少一个径向向外凸起的调整手柄。
进一步的，所述环形架体上的径向锁紧机构分为两组，这两组径向锁紧机构分处在环形架体圆周的不同位置上。
进一步的，所述环形架体上的径向锁紧机构主要由固定螺母和螺栓构成，该固定螺母固定在环形架体上相应的径向穿孔处，螺栓以螺纹方式装配在固定螺母上、在环形架体的径向穿孔内进行进给或后退。
进一步的，所述环形架体的外周壁上设有径向凸起的至少一圈加强筋梁。
进一步的，所述吊环通过多根吊带设置在环形架体上，这些吊带分置在吊环和环形架体的两侧。
进一步的，所述吊环具有底座，吊环通过转轴装配在底座上。
所述环形架体上设有在紧固环上压贴热电偶温度传感器的压板。
一种利用上述筒形汽缸紧固环装卸工装进行装卸的方法，包括下列顺序步骤：
1）. 根据筒形汽缸紧固环的安装或拆卸要求，利用装卸工装夹持紧固环
①． 当需要向筒形汽缸上安装紧固环时，将装卸工装放倒平置，旋退环形架体上的各径向锁紧机构，在环形架体内预留出紧固环的夹持空间；将紧固环放置在环形架体的夹持空间内，旋进环形架体上的各径向锁紧机构，使径向锁紧机构牢固夹持住紧固环；
②． 当需要向筒形汽缸上拆卸紧固环时，旋退环形架体上的各径向锁紧机构，在环形架体内预留出紧固环的夹持空间；将装卸工装通过起吊设备吊至筒形汽缸上相应紧固环处，旋进环形架体上的各径向锁紧机构，使径向锁紧机构牢固夹持住紧固环；
2）. 加热被夹持的紧固环，根据安装或拆卸要求进行相应装、卸操作
将热电偶温度传感器压贴在被夹持紧固环的端面；将装卸工装上的电磁感应线圈通电，利用电磁感应对被夹持的紧固环进行加热膨胀，当加热至设定温度后，控制电源切断电磁感应线圈电源；根据安装或拆卸要求，利用起吊设备，将被加热膨胀的紧固环套装进筒形汽缸的相应位置，或者将被加热膨胀的紧固环从筒形汽缸的相应位置取下；
3）. 分离装卸工装和紧固环
根据安装或拆卸要求，将操作到位后的装卸工装上电磁感应线圈断电，并将热电偶温度传感器从紧固环上松开，再旋退环形架体上各径向锁紧机构，使装卸工装与紧固环松开、分离；
4）. 重复步骤1）、2）和3），依次实现筒形汽缸上各紧固环的安装或拆卸。
进一步的，步骤2）的套装或取下过程中，工人手握装卸工装上的调整手柄配合起吊设备进行紧固环内壁与筒形汽缸外壁之间的间隙调整。
本发明的有益效果是：
本发明的装卸工装针对筒形汽缸结构的特殊性而设计，其结构简单，能够在一定范围内适应直径大小不同的紧固环夹持使用，通用性好，该装卸工装依靠水冷电缆在环形架体上形成电磁感应线圈，利用电磁感应对被夹持的紧固环进行加热，其集加热和吊装于一体，操作非常方便，加热和装、卸操作效率高，安全性和可靠性，加热介质不会对环境产生污染，环保性好，实用性强；
本发明的方法是针对本发明的装卸工装而设计，具有针对性强、操作方便、简单易行、实用性强等特点。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是筒形汽缸的结构示意图。
图2是本发明装卸工装的一种结构示意图。
图3是图2所示装卸工装的加热原理示意图。
图中代号含义：1—环形架体；2—加强筋梁；3—第一径向锁紧机构；4—第二径向锁紧机构；5—调整手柄；6—吊带；7—底座；8—吊环；9—紧固环；10—水冷电缆。
具体实施方式
参见图1：本发明针对的筒形汽缸主要用作汽轮机高压缸的内缸，其包括半圆筒形结构的缸体上半和缸体下半，缸体上半和缸体下半由套装在它们外壁上的多个紧固环箍紧组合在一起（紧固环的数量通常为七个），即缸体上半和缸体下半之间的密封组合是由套装在它们外壁上的多个紧固环实现的，确保运行中在任何工况下无蒸汽泄漏。
由于整个汽缸从汽机侧到电机侧轴向共七个紧固环，且各紧固环的内壁与缸体外壁是单边1mm以上的过盈配合，紧固环安装时缸体内安放了隔板、转子、汽封体等部件，因此缸体的放置状态只能是中分面水平朝上，紧固环只能采取轴向套装（拆卸同理）。基于上述筒形汽缸的结构特性，本发明设计了下述紧固环装卸工装。
参见图2和图3：一种筒形汽缸的紧固环装卸工装，包括环形架体1、吊环8和水冷电缆10。其中，环形架体1的内径大于所要夹持的筒形汽缸紧固环9的外径，即要求环形架体1的内径至少应大于筒形汽缸上所设计七个紧固环中直径最大的那个紧固环的外径，这样装卸工装才能适宜逐次安装或拆卸一个筒形汽缸上的七个紧固环；在环形架体1的圆周上径向设有多个径向锁紧机构（本实施例为十二个），这些径向锁紧机构分为两组（本实施例中每组六个），即第一径向锁紧机构3和第二径向锁紧机构4，这两组径向锁紧机构分处在环形架体1圆周的不同位置上，即一组径向锁紧机构靠近环形架体1的左侧，另一组径向锁紧机构靠近环形架体1的右侧，前述的每个径向锁紧机构主要由固定螺母和螺栓构成，该固定螺母固定在环形架体1上相应的径向穿孔处，螺栓以螺纹方式装配在固定螺母上，根据操作要求在环形架体1的径向穿孔内、在外力操作下进行进给或后退，这些径向锁紧机构在环形架体1上进行的径向进给将放置在环形架体1内的紧固环9锁紧。吊环8具有平板状的底座7，吊环8通过转轴装配在底座7上，能够在底座7上周向自由旋转，吊环8用于与起吊设备的吊钩进行挂接；吊环8通过多根吊带6设置在环形架体1上，这些吊带6分成两组，每组的下端对应环形架体1的侧壁（上部位置）、上端对应吊环8的底座7的端部，吊带6的上、下端与其所对应的位置连接，即这些吊带6分置在吊环8和环形架体1的两侧，连接组装好的吊带6、吊环8和环形架体1近似于等腰梯形状。水冷电缆10盘绕布置在环形架体1的外壁上，水冷电缆10上设有冷水机接头，水冷电缆10的两端端子分别与控制电源连接，该控制电源内置有变压器、谐振电容、自动温度控制器、定时器等；水冷电缆10在环形架体1上形成电磁感应线圈，在通电状态下，利用电磁感应加热紧固环9，对紧固环9的加热温度由压贴在紧固环9上的热电偶温度传感器进行检测，该热电偶温度传感器通过补偿导线与前述控制电源连接，控制电源根据采集到的热电偶温度传感器的信号，输出相应的控制指令。在环形架体1上设有在紧固环9上压贴热电偶温度传感器的压板，该压板通过扭力弹簧等在环形架体1上成型，能够在环形架体1上根据使用要求而移动。
为了保证环形架体1上径向锁紧机构的锁紧力，要求两组径向锁紧机构错开布置，即从环形架体1的轴向看过去所有径向锁紧机构在环形架体1的圆周上依序布置，不应出现两两重合。
为了保障环形架体1的结构强度，在环形架体1的外周壁上设有径向凸起的一圈（数量可以根据结构强度的要求合理增加）加强筋梁2，该加强筋梁2将环形架体1上的两组径向锁紧机构分隔开。
为了方便调整紧固环内壁与筒形汽缸外壁之间的间隙，在环形架体1上设有两个（数量根据使用要求合理增减，通常两个足以）径向向外凸起的调整手柄5，这两个调整手柄5布置在环形架体1的两侧。
利用上述筒形汽缸紧固环装卸工装对紧固环进行装卸的方法，包括下列顺序步骤：
1）. 根据筒形汽缸紧固环的安装或拆卸要求，利用装卸工装夹持紧固环
①． 当需要向筒形汽缸上安装紧固环时，将装卸工装放倒平置，旋退环形架体上的各径向锁紧机构，在环形架体内预留出紧固环的夹持空间；将紧固环放置在环形架体的夹持空间内，旋进环形架体上的各径向锁紧机构，使径向锁紧机构牢固夹持住紧固环；
②． 当需要向筒形汽缸上拆卸紧固环时，旋退环形架体上的各径向锁紧机构，在环形架体内预留出紧固环的夹持空间；将装卸工装通过起吊设备吊至筒形汽缸上相应紧固环处，旋进环形架体上的各径向锁紧机构，使径向锁紧机构牢固夹持住紧固环；
2）. 加热被夹持的紧固环，根据安装或拆卸要求进行相应装、卸操作
将热电偶温度传感器通过压板等部件压贴在被夹持紧固环的端面，用于在加热过程中检测紧固环的加热温度；将装卸工装上的电磁感应线圈通电，利用电磁感应对被夹持的紧固环进行加热膨胀，当压贴在紧固环上的热电偶温度传感器检测到的加热温度到达设定温度后，控制电源自动切断电磁感应线圈电源，从而自动进行温度控制，在整个加热过程中，构成电磁感应线圈的水冷电缆利用冷水机进行冷却，防止水冷电缆本身的温度过高；根据安装或拆卸要求，利用起吊设备，将被加热膨胀的紧固环套装进筒形汽缸的相应位置，或者将被加热膨胀的紧固环从筒形汽缸的相应位置取下；在前述的套装或取下过程中，工人手握装卸工装上的调整手柄配合起吊设备进行紧固环内壁与筒形汽缸外壁之间的间隙调整；
3）. 分离装卸工装和紧固环
根据安装或拆卸要求，将操作到位后的装卸工装上电磁感应线圈断电（该断电是指，在加热过程中未直接达到设定温度的情况下，进行人工控制断电），并将热电偶温度传感器从紧固环上松开，再旋退环形架体上各径向锁紧机构，使装卸工装与紧固环松开、分离；
4）. 重复步骤1）、2）和3），依次实现筒形汽缸上各紧固环的安装或拆卸。
Claims (10)
1. 一种筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述装卸工装包括环形架体（1）、吊环（8）和水冷电缆（10）；所述环形架体（1）的内径大于所要夹持的筒形汽缸紧固环（9）的外径，在环形架体（1）的圆周上径向设有多个径向锁紧机构，这些径向锁紧机构能够在环形架体（1）上进行径向进给、锁紧放置在环形架体（1）内的紧固环（9）；所述吊环（8）设置在环形架体（1）上，用于与起吊设备的吊钩进行挂接；所述水冷电缆（10）盘绕布置在环形架体（1）的外壁上、两端端子分别与控制电源连接，水冷电缆（10）在环形架体（1）上形成电磁感应线圈，在通电状态下，利用电磁感应加热紧固环（9），对紧固环（9）的加热温度由压贴在紧固环（9）上的热电偶温度传感器进行检测。
2.根据权利要求1所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述环形架体（1）上设有至少一个径向向外凸起的调整手柄（5）。
3.根据权利要求1所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述环形架体（1）上的径向锁紧机构分为两组，这两组径向锁紧机构分处在环形架体（1）圆周的不同位置上。
4.根据权利要求1、2或3所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述环形架体（1）上的径向锁紧机构主要由固定螺母和螺栓构成，该固定螺母固定在环形架体（1）上相应的径向穿孔处，螺栓以螺纹方式装配在固定螺母上、在环形架体（1）的径向穿孔内进行进给或后退。
5.根据权利要求1、2或3所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述环形架体（1）的外周壁上设有径向凸起的至少一圈加强筋梁（2）。
6.根据权利要求1所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述吊环（8）通过多根吊带（6）设置在环形架体（1）上，这些吊带（6）分置在吊环（8）和环形架体（1）的两侧。
7.根据权利要求1或6所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述吊环（8）具有底座（7），吊环（8）通过转轴装配在底座（7）上。
8.根据权利要求1所述筒形汽缸紧固环装卸工装，其特征在于：所述环形架体（1）上设有在紧固环（9）上压贴热电偶温度传感器的压板。
9.一种利用权利要求1所述筒形汽缸紧固环装卸工装进行装卸的方法，包括下列顺序步骤：
1）. 根据筒形汽缸紧固环的安装或拆卸要求，利用装卸工装夹持紧固环
①． 当需要向筒形汽缸上安装紧固环时，将装卸工装放倒平置，旋退环形架体上的各径向锁紧机构，在环形架体内预留出紧固环的夹持空间；将紧固环放置在环形架体的夹持空间内，旋进环形架体上的各径向锁紧机构，使径向锁紧机构牢固夹持住紧固环；
②． 当需要向筒形汽缸上拆卸紧固环时，旋退环形架体上的各径向锁紧机构，在环形架体内预留出紧固环的夹持空间；将装卸工装通过起吊设备吊至筒形汽缸上相应紧固环处，旋进环形架体上的各径向锁紧机构，使径向锁紧机构牢固夹持住紧固环；
2）. 加热被夹持的紧固环，根据安装或拆卸要求进行相应装、卸操作
将热电偶温度传感器压贴在被夹持紧固环的端面；将装卸工装上的电磁感应线圈通电，利用电磁感应对被夹持的紧固环进行加热膨胀，当加热至设定温度后，控制电源切断电磁感应线圈电源；根据安装或拆卸要求，利用起吊设备，将被加热膨胀的紧固环套装进筒形汽缸的相应位置，或者将被加热膨胀的紧固环从筒形汽缸的相应位置取下；
3）. 分离装卸工装和紧固环
根据安装或拆卸要求，将操作到位后的装卸工装上电磁感应线圈断电，并将热电偶温度传感器从紧固环上松开，再旋退环形架体上各径向锁紧机构，使装卸工装与紧固环松开、分离；
4）. 重复步骤1）、2）和3），依次实现筒形汽缸上各紧固环的安装或拆卸。
10.根据权利要求9所述利用筒形汽缸紧固环装卸工装进行装卸的方法，其特征在于：步骤2）的套装或取下过程中，工人手握装卸工装上的调整手柄配合起吊设备进行紧固环内壁与筒形汽缸外壁之间的间隙调整。
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