CN105563064A - 大型零件现场加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大型零件现场加工方法。本发明大型零件现场加工方法包括了零件焊接、零件移位、零件翻转、零件现场加工等工序，采用安装支架、移位台车、翻转胎、现场加工机床等，实现对大型零件进行定位、拼装、焊接、移动、翻转加工，使得大型零件可拆分成多个小型零件，分批运输至使用场地，在现场形成成品，实现了大型零件的现场焊接、移动、翻转、加工等，免去大型零部件无法运输、或者成品运输的高昂费用和不便，是划时代的创新。

Description

大型零件现场加工方法

技术领域

本发明涉及大型零件装配加工技术领域，具体涉及大型零件现场加工方法。

背景技术

目前传统的大型零件现场加工方法，无法在使用现场加工，都是在生产厂房中加工装配好，难于拆卸或分割，当大型零件非常庞大和笨重时，无法拆开运送；造成极大的运输成本，或者根本无法运输。即使部分组件能拆开，在使用地点安装时要进行反复调试，安装不便。目前的大型零件现场加工方法需要采用重型厂房，具备重型立柱，厂房基础和侧墙制造成本都很高；采用重型天车，该重型天车达到数百吨载重(例如500吨天车)；采购和安装重型车床，采购和安装费用都很高。

发明内容

本发明的目的在于公开了大型零件现场加工方法，解决了现有技术中大型零件无法现场加工的问题。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

大型零件现场加工方法，包括：

S1，零件拼装：对大型零件进行定位拼装定位；

S2，零件焊接：对大型零件进行焊接；

S3，将零件移位；将大型零件用千斤顶或者其它方式顶起，将大型零件放置在移动台车上，推动移动台车至翻转胎位置；

S4，零件翻转；制作简易翻转胎，将大型零件从移动台车转移至翻转台上，用小型吊机或者其它装备配合翻转胎，将大型零件翻转；

S5，零件加工：采用现场加工机床，这种机床直接安装在大型零件上，机床绕大型零件旋转，实现切削加工。

进一步，在步骤S3中，焊接时先在大型零件指定位置安装加热板进行预热。

进一步，在步骤S3中还包括：S31、零件退火；将大型零件移位至退火炉，对大型零件加热保温，完成退火处理；退火房为移动式退火炉，采用移动式退火炉对大型零件进行现场退火处理，该移动式退火炉采用保温材料制造而成。

进一步，在步骤S3中，制作一个移动台车，采用钢轮，地面配置钢轨，移动台车沿钢轨做直线移动。

进一步，在步骤S5中，制作一个简易翻转胎，翻转胎上端设计有支撑轴用的安装孔、U型槽或者轴承座。

进一步，现场加工机床是三维柔性组合式车镗床，机床包括固定于大型零件上的固定支架，一定位轴架设于固定支架上；定位轴上可拆卸地设置有与定位轴垂直的横梁，横梁上可滑动地设置有第一车削装置，且第一车削装置可在水平和垂直两个方向运动；横梁的一端可拆卸地连接有与定位轴相平行且可拆卸的纵梁，该纵梁上可滑动地设置有第二车削装置。

进一步，还包括零件静平衡，制作静平衡工装，使工装中心与大型零件中心保持一致，工装将大型零件顶起，通过配重，消除大型零件不平衡量。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明大型零件现场加工方法包括了零件定位拼装，零件焊接、零件移位、零件翻转、零件焊接后退火处理、零件现场加工、零件静平衡等工序，采用安装支架(或者支墩)、小型天车(或者移动式吊车)、移动台车、简易翻转胎、移动式退火炉、三维柔性组合式车镗床、静平衡工装等实现对零件进行检测、定位、拼装、焊接、热处理、加工、静平衡，使得零件可拆分为多个小型零件，分批运输至使用场地，在现场定位、拼装、焊接、退火、加工、静平衡后形成成品，实现了大型零件的现场总体施工，免去成品运输的高昂费用和不便，是划时代的创新；采用本发明所述方法，无需建造重型厂房，无需采购和安装重型天车(或龙门吊)，无需采购和安装重型机床，节省采购和安装费用。

2、本发明在步骤S1中，在装配大型零件前对大型零件进行UT、PT检验，并用样板对进水边形线进行检查，检验没有质量问题后方可进行装配；

3、本发明在步骤S33中，焊接时先在焊接破口处安装加热板进行预热，可以有效防止在焊接过程中由于应力变化而引起的焊接炸裂等质量问题，提高焊接质量；

4、本发明可采用液压千斤顶或者其它装置将大型零件顶起，将移动台车移到大型零件下，放下大型零件到移动台车上，然后将移动台车移动到另外的台位，进行其他作业，利用千斤顶或者其它装置配合移动台车，实现大型零件移位；

5、制作简易翻转胎，先通过移动台车，将大型零件移动到翻转胎下方，大型零件对称两边连接(焊接或者其它连接)假轴，假轴落在翻转胎顶部安装孔、U型槽或者轴承座内，这样，大型零件大部分重量落在翻转胎上，只需用十分之一载重的吊车，如汽车吊、或者安装一台轻型天车，或者其它装置就可以配合翻转胎实现大型零件翻转；

6、用三维柔性组合式车镗床加工大型零件，完全取代传统重型机床。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面以大型混流式水轮机组大型零件现场施工为例，对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明大型零件现场加工方法实施例中吊装大型零件上冠的示意图。

图2是本发明大型零件现场加工方法实施例中吊装大型零件下环的示意图。

图3是本发明大型零件现场加工方法实施例中大型零件安装叶片与焊接的示意图一。

图4是本发明大型零件现场加工方法实施例中大型零件安装叶片与焊接的示意图二。

图5是本发明中大型零件移位的示意图一；

图6是本发明中大型零件移位的示意图二；

图7是本发明大型零件现场加工方法实施例中大型零件翻转示意图一，此时大型零件翻转90°；

图8是本发明大型零件现场加工方法实施例中大型零件翻转示意图二，此时大型零件翻转180°；

图9是本发明大型零件现场加工方法实施例中大型零件退火处理的示意图；

图10是本发明大型零件现场加工方法实施例中三维柔性组合式车镗床安装在大型零件上加工大型零件示意图；

图中，1-大型零件；11-大型零件叶片；12-上冠；13-安装支架；14-下环；15-叶片；16-翻转轴；2-翻转胎；3-移动式退火房；31-支撑支架；4-三维柔性组合式车镗床；41-固定支架；42-定位轴；43-横梁；44-第一车削装置；45-纵梁；46-第二车削装置；5-移动台车。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本实施例大型零件1加工方法，包括：

S1，对大型零件叶片11检测；在装配大型零件前对大型零件叶片1进行UT、PT检验，并用样板对进水边形线进行检查，检验没有质量问题后方可进行装配。

S2，对大型零件1的上冠和下环12定位拼装，具体步骤如下：

S21，吊装上冠12；如图1所示，划线将四个安装支架13成十字中心线定位固定在地面上(即沿着同一圆周布置)，通过调整调节螺栓，用检测仪测量，将四个安装支架13的下支撑面调整在同一水平面。调整固定好后将上冠12吊装至四个安装支架13上，测量上冠12的中心至四个安装支架13的距离，然后通过千斤顶或调节螺栓调整上冠12的中心至四个安装支架13的距离，使上冠12落在四个安装支架13的中心上。

S22，吊装下环14；如图2所示，将下环14吊装至四个安装支架13的上平面上，测量四个安装支架13的下支撑面至上平面的距离，通过调整垫块调整下环14，使下环14至上冠12的距离达到大型零件设计要求尺寸；测量下环14的中心至四个支架的距离，通过四个安装支架13上的调节螺栓调整下环14，使下环14与四个安装支架13的距离一致，则使下环14落在四个安装支架13的中心上；通过对上冠12和下环14的调整，使上冠12和下环14同轴配合。

S3，大型零件叶片与与上冠、下环定位、焊接,具体步骤如下：

S31，如图3所示，在上冠12和下环12上划好定位点并在定位点焊接一块定位板，然后将叶片组装定位样板安装在上冠和下环上，完成后再将叶片15以定位点和定位样板为基准，安装在上冠12和下环14上并点焊住；

S32，如图4所示，以此类推将所有叶片15都安装固定，然后对叶片进口角、叶片进水边半径、叶片进水边节距、叶片出水边开度、叶片出口角等项目进行检测；

S33，检测合格后焊接叶片，焊接时先在大型零件相关部位均匀安装加热板进行预热，这样可以有效防止在焊接过程中由于应力变化而引起的焊接裂纹等质量问题，提高焊接质量。

S4，大型零件移位；如图5所示，焊接后，将移动台车5推动至大型零件1下方，将千斤顶泄压，将大型零件放置在移动台车5上，推动移动台车5至翻转胎2位置。

S5、大型零件翻转；用千斤顶将大型零件1顶起，使大型零件1脱离安装支架13。移开安装支架13，推动移动台车5移动至下一工步位置；如图6所示。本实施例台车5将大型零件1拖至翻转胎2处，首先在大型零件1上焊接两条对称翻转轴16，然后用千斤顶顶起大型零件至翻转胎U型槽上方，将千斤顶泄压，使大型零件1落在在翻转胎2上，最后用小型天车或者移动吊车配合翻转胎，使大型零件1绕翻转轴16旋转翻转180°(如图7和图8所示)。

S6，大型零件归位；大型零件翻转后，将大型零件用千斤顶顶起，将移动台车推入大型零件下面，将千斤顶泄压，将大型零件放置在移动台车上，推动移动台车至焊接台位，再次焊接；

翻转后焊接，翻转完成后在焊接破口处安装加热板进行预热，这样可以有效防止在焊接过程中由于应力变化而引起的焊接裂纹等质量问题，提高焊接质量。翻转后主要对上冠、下环和叶片进行联接焊接，与翻转前对此处的焊接工艺相比，焊接难度大大降低，这样可以有效的缩短焊接时间，提高生产效率，更能减低焊接工人的劳动强度。

S7，大型零件焊接后退火处理；如图9所示，对大型零件1进行现场退火处理，由于大型零件设备占有面积大，重量重，所以在热处理上存在较大的难度。本实施例在现场制作移动式退火房3就可以很好的解决这一问题。移动式退火房3采用保温材料制造而成，在大型零件焊接完成后，利用天车将大型零件再翻转180°，无需移动大型零件直接安装退火房并将大型零件包围起来，对其加热保温即可完成退火处理。在退火完成后直接安装机床即可对大型零件进行各项加工，这样大大节省了很多吊装运输时间，从而提高生产效率。本实施例中，大型零件1设有上冠内法兰、上冠外法兰和下冠外圆台阶；在步骤S5中，在退火前利用翻转台将大型零件翻转，然后用三个支撑支架31支撑上冠内法兰，用六个支撑支架31支撑上冠外法兰，用六个支撑支架31支撑下冠外圆台阶，通过调整支撑支架31来调平大型零件，减少大型零件在退火时的变形，最后将移动式退火房3将大型零件包围起来并加热保温进行退火。

S8，大型零件加工，采用三维柔性组合式车镗床4，这种机床，以被加工工件大型零件为床身，机器安装在大型零件上，大型零件不动，机器绕大型零件旋转，实现切削加工；

S9，大型零件静平衡，制作静平衡工装，使工装中心与大型零件中心保持一致，工装将大型零件顶起，通过配重，消除大型零件不平衡量。

如图10所示，拆掉移动式退火房3，最后用天车将大型零件绕翻转180°，安装三维柔性组合式车镗床4从而实现对大型零件1进行现场加工。

三维柔性组合式车镗床4包括固定于大型零件1上的固定支架41，一定位轴42架设于固定支架41上；定位轴42上可拆卸地设置有与定位轴42垂直的横梁43，横梁上可滑动地设置有第一车削装置44，且第一车削装置44可在水平和垂直两个方向运动。横梁的一端连接有与定位轴42相平行且可拆卸的纵梁45，纵梁45上可滑动地设置有第二车削装置46。三维柔性组合式车镗床4主要用于加工、修复大型法兰端面、内孔、环状零部件的外圆及法兰内孔；例如车削大型零件1的上冠12、下环14外圆、上法兰面、环槽、上冠12、下环14曲面及镗削法兰内孔与端面。

作为对本实施例的进一步说明，现说明如何实现大型零件静平衡：

本实施例可采用液压千斤顶将大型零件顶起，将移动台车移到大型零件下，将千斤顶泄压，放下大型零件到移动台车上，然后将移动台车移动到其它台位，进行其他作业，利用千斤顶配合移动台车，实现大型零件移位。

本实施例制作简易翻转胎，先通过移动移动台车，将大型零件移位到翻转胎对应位置，大型零件下环对称两边焊接假轴，假轴落在翻转胎顶部U型槽内，这样，大型零件大部分重量落在翻转胎上，只需用十分之一起吊能力的吊车，如汽车吊、或者安装一台轻型天车，就可以实现大型零件翻转；

本实施例用三维柔性组合式车镗床加工大型零件，完全取代重型立车。

本实施例大型零件现场加工方法的其它技术参见现有技术。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围；倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。

Claims (7)

1.大型零件现场加工方法，其特征在于，包括：

S1，零件拼装：对大型零件进行定位拼装定位；

S2，零件焊接：对大型零件进行焊接；

S3，将零件移位；将大型零件用千斤顶或者其它方式顶起，将大型零件放置在移动台车上，推动移动台车至翻转胎位置；

S4，零件翻转；制作简易翻转胎，将大型零件从移动台车转移至翻转台上，用小型吊机或者其它装备配合翻转胎，将大型零件翻转；

S5，零件加工：采用现场加工机床，这种机床直接安装在大型零件上，机床绕大型零件旋转，实现切削加工。

2.如权利要求2所述大型零件现场加工方法，其特征在于：在步骤S3中，焊接时先在大型零件指定位置安装加热板进行预热。

3.如权利要求1所述大型零件现场加工方法，其特征在于，在步骤S3中还包括：S31、零件退火；将大型零件移位至退火炉，对大型零件加热保温，完成退火处理；退火房为移动式退火炉，采用移动式退火炉对大型零件进行现场退火处理，该移动式退火炉采用保温材料制造而成。

4.如权利要求1所述大型零件现场加工方法，其特征在于：在步骤S3中，制作一个移动台车，采用钢轮，地面配置钢轨，移动台车沿钢轨做直线移动。

5.如权利要求1所述大型零件现场加工方法，其特征在于：在步骤S5中，制作一个简易翻转胎，翻转胎上端设计有支撑轴用的安装孔、U型槽或者轴承座。

6.如权利要求1所述大型零件现场加工方法，其特征在于：现场加工机床是三维柔性组合式车镗床，机床包括固定于大型零件上的固定支架，一定位轴架设于固定支架上；定位轴上可拆卸地设置有与定位轴垂直的横梁，横梁上可滑动地设置有第一车削装置，且第一车削装置可在水平和垂直两个方向运动；横梁的一端可拆卸地连接有与定位轴相平行且可拆卸的纵梁，该纵梁上可滑动地设置有第二车削装置。

7.如权利要求1所述大型零件现场加工方法，其特征在于：还包括零件静平衡，制作静平衡工装，使工装中心与大型零件中心保持一致，工装将大型零件顶起，通过配重，消除大型零件不平衡量。