CN108005732B - 一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，包括支架，底板，多个挡块，挡柱，多个支撑垛，旋转推板机构，悬臂及千斤顶，其中底板焊接固定在支架1上，挡块和挡柱焊接固定在底板上表面，对放置在底板上的透平静叶组件进行位置限定和受力支撑，支撑垛分别固定在支架及底板上，作为旋转推板机构的旋转支撑点和悬臂的旋转支撑点，旋转推板机构通过千斤顶与悬臂连接，利用千斤顶对封严环进行外侧施力，进而使其与静叶分离。本发明揭示的一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，不仅可以实现透平静叶组件顺利高效的拆卸，还可以确保拆卸过程不会损伤组件内部组织，并降低操作人员的劳动强度。

Description

一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构

技术领域

本发明涉及一种工装夹具，具体涉及一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构。

背景技术

燃气轮机是发展成熟、广泛使用的一种机械装置，该机械装置通过将燃料的化学能转化为热能及机械能来驱动喷气式飞机、大型舰船、发电机组及流体泵等设备或设施。在发电及大型舰船领域，为了提高输出功率，用于发电用途的燃气轮机的涡轮热端部件的径向长度越来越长。与此同时，其零件重量也大幅提升。以GE9001FA三级静叶为例，其单独重量约为105千克。与三级封严环配合后，其总重已经达到约170千克。另外，静叶和封严环的配合往往是过盈配合。因此，面对如此大重量的过盈配合环形配合件，检修中其拆解工作极为困难，如果不采用特殊的方法，很难顺利、高效的将其拆解，并确保对零件不造成大的损伤，有时为了保护被装配件，甚至要采用破坏装配件的方法。

目前，在施加外力的基础上，拆解透平静叶组件主要有以下三种思路：

第一种方法为施加润滑油，对配合件的配合处的局部或全部施加润滑油，以起到减摩的作用，这种方法虽然操作相对简单，但是效果有时却很不明显。当配合件卡住时，一味的添加润滑油往往是徒劳无功的。

第二种方法为热胀冷缩法，主要是对配合件及主件进行局部加热，或冷却，或先热后冷，或先冷后热，利用局部相对变大或缩小以增加瞬态配合间隙的方法，降低拆解难度。这种方法需要额外工装，操作复杂，成本较高，并且有时会对零件材料造成损伤。例如采用冷却降温的方法，往往需要制作包裹液氮的特定容器。另外因为是瞬态间隙放大，所以需要严格监控加热时间、冷却时间和拆解时间，避免错过工艺窗口，有时利用火焰加热，在局部高温的过程中，对零件的材料内部组织造成损害，有时冷热速率过快，造成零件瞬时内应力加大，引起裂纹诱发或裂纹扩展。

第三种方法是在拆解过程中采用铜锤击打或采用液压器顶推，主要作用是施加外力，无需过多解释。铜锤击打或液压器顶推过程中，如遇卡紧状态，有时并不能顺利拆解，有时即使在加大外力的情况下顺利拆解，也会造成配合件和主件各自的配合面出现材料缺失或材料黏连的现象。另外液压器力量过大时，例如超过40兆帕，如果拆解工装或某些部位出现薄弱环节，则存在极易造成外物撞击人员或设备的风险。

发明内容

发明目的：本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，不仅可以实现透平静叶组件顺利高效的拆卸，还可以确保拆卸过程不会损伤组件内部组织，并降低操作人员的劳动强度。

本发明采用的技术方案：一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，包括底座，多个支撑垛，多个挡块，挡柱， 旋转推板机构，千斤顶及悬臂，其中：

底座包括多根工字钢焊接形成的支架，以及焊接固定在支架表面的底板，支架底边一侧向外延伸出底板侧边形成安装部，该安装部上安装有支撑垛，所述安装部对应的底板相邻侧边并排安装有多个支撑垛；

多个挡块焊接在底板表面对放置在底板上的静叶组件进行外侧限位，挡柱为圆柱体结构，焊接在底板上表面，对静叶组件进行内侧受力支撑；

旋转推板机构包括转臂，推板及万向节，转臂一端通过安装孔套接在安装部上的支撑垛上，并用销轴限位，另一端位于底板上方，推板安装在转臂一侧面，而万向节安装在推板相对的另一侧面，且万向节端部焊接有套筒；

所述悬臂通过端部的安装孔套装在底板上的支撑垛上，另一端具有卡槽，卡槽内焊接有卡套，千斤顶卡装在卡套内，另一端与万向节的套筒配合连接；

通过千斤顶施加外力使得转臂以支撑垛为圆点转动，从而推板推动封严环使其与静叶分离，进行拆卸。

作为优选，所述支撑垛包括支撑底座和焊接在支撑底座上表面的轴，且轴顶部具有销孔，在旋转推板机构或悬臂套装在轴上后，通过销钉插在销孔内进行限位。

作为优选，挡柱与底板之间焊接有支撑板，对立柱进行辅助受力支撑。

作为优选，所述千斤顶8为外径为60mm的电动分离式千斤顶。

作为优选，所述悬臂具有多个长度尺寸。

作为优选，所述转臂安装孔到端部的长度与静叶组件环形滑道半径尺寸一致。

作为优选，所述推板的形状与封严环圆周方向轮廓一致。

有益效果：本发明所揭示的一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，具有如下有益效果：

采用万向节配合推板及转臂，使得外力施加时以转臂为半径进行旋转，同时万向节的存在使得推板始终与封严环的弧形面相切，确保进而可以确保对封严环的外加力始终垂直于封严环的弧形面，以确保封严环的最大受力。

由于整个静叶组件尺寸较大，在拆卸过程中难以确保受力方向的大范围调节，故而采用多个位置的支撑垛配合不同尺寸的悬臂，可以根据实际的配合面的位置选择合适的悬臂及支撑垛来确保推力方向始终与配合面相切，以确保输出最大力拆卸，同时可以减少额外阻力以及摩擦磨损。

对于静叶组件的受力支撑，采用圆柱结构可以有效防止挡柱表面的凸起损坏组件内壁，对静叶起到保护作用。

整个结构简单，可以有效实现透平静叶组件顺利高效的拆卸，还可以确保拆卸过程不会损伤组件内部组织。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明旋转推板机构的结构图；

图3为本发明悬臂的结构图；

图4为本发明千斤顶的配合结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1~4所示，本发明所揭示的一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，实现对透平静叶组件中静叶和封严环的拆卸，具体结构包括支架1，底板2，多个挡块3，挡柱4，多个支撑垛5，旋转推板机构6，悬臂7及千斤顶8，其中底板焊接固定在支架1上，挡块3和挡柱4焊接固定在底板1上表面，对放置在底板上的透平静叶组件进行位置限定和受力支撑，支撑垛分别固定在支架及底板上，作为旋转推板机构的旋转支撑点和悬臂的旋转支撑点，旋转推板机构通过千斤顶与悬臂连接，利用千斤顶对封严环进行外侧施力，进而使其与静叶分离。

具体说来，所述支架1由多根工字钢焊接形成三角形，梯形或方形结构，其底边一侧延伸形成安装部9，底板2焊接固定在在支架1上，其尺寸大小足以容纳整个透平静叶组件。

所述挡块3和挡柱4固定在底板上表面，透平静叶组件放置后，挡块位于静叶外侧，对放置位置进行限定，挡柱位于静叶内侧，在封严环收到推力时，对静叶内侧进行受力支撑，使得静叶保持不动的状态，而封严环为自由的状态，挡柱采用圆柱体结构是为了防止挡柱表面的凸起损坏组件内壁，所述挡柱与底板之间焊接有支撑板10对挡柱进行辅助支撑。

所述支撑垛5固定在支架延伸出来的安装部，以及底板上，其中安装部9上安装有一个支撑垛，作为旋转推板机构的支撑点，而底板上并行安装有多个支撑垛，且安装位置位于安装部对应底板侧边相邻的侧边处，多个支撑垛均作为悬臂的支撑点，在拆卸时可以根据受力点要求进行更换，具体的支撑垛结构包括支撑底座11和焊接在支撑底座上表面的轴12，且轴顶部具有销孔，在旋转推板机构或悬臂套装在轴上后，通过销钉插在销孔内即可防止脱落。

所述千斤顶8为holmatro品牌的外径为60mm的电动分离式千斤顶。

所述旋转推板机构包括转臂13，推板14及万向节15，其中转臂的一端具有安装孔，通过安装孔套装在支撑垛的轴12上，另一端置于底板上方进行加粗加厚，推板15通过销钉固定在转臂一侧面，而万向节一端固定在推板相对的另一侧面，另一端焊接有套筒18，通过该套筒18与千斤顶连接，所述转臂上安装孔到转臂外端点的长度等于静叶组件环形滑道的半径，而所述推板的形状与封严环圆周方向的轮廓一致，通过配合万向节，可以使得千斤顶施加外力时，推板始终与封严环的弧形面相切，从而使得推力垂直作用在封严环上，确保最大拆卸力，同时不会存在过多的阻力增加拆卸时的摩擦损伤。

所述悬臂7一端具有安装孔16，另一端具有卡槽17，悬臂通过安装孔套装在支撑垛的轴上，并通过销钉限位，另一端的卡槽内焊接有卡套19卡住千斤顶8，其具有多种尺寸规格，根据拆卸过程中静叶与封严环的位置选择相应尺寸的悬臂以及对应的支撑垛，以确保其端部卡住的千斤顶的施力方向与配合面相切，进一步防止静叶与封严环之间出现卡顿抱死的情况，如若出现了卡顿抱死的情况，采用一个端部包覆有镍皮的撬杠进行封严环的撬起，破除卡顿。

本发明所揭示的一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，其拆卸过程大概如下：根据静叶组件环形滑到的半径选择转臂的尺寸，根据封严环的外形轮廓选择挡板结构，将静叶组件放置到底板上，在外侧相应位置焊接固定挡板，在内侧相应位置焊接固定挡柱，在配合面喷洒涂抹润滑油，静置4个小时，然后根据配合面封严环与静叶的位置选择对应尺寸的悬臂及支撑垛，将悬臂安装完成后启动千斤顶从外向内推动封严环，每拆卸一段就需要调整静叶组件的位置，在这个拆卸过程中需要及时调整不同尺寸的悬臂以及悬臂固定的支撑垛，以确保推力方向始终与配合面相切，同时确保推板始终抵住封严环。

通过该拆卸机构拆卸的静叶组件，对拆解后的静叶和封严环进行了理化检查，尺寸检查，荧光检查及目视检查。

其中理化检查后发现按本方法拆解的零件即使在配合界面附近，材料的显微组织结构与基体的组织结构完全一致，没有发生任何改变。而通过传统方法拆解的零件的界面附近，其显微组织则出现了的晶粒增大，其碳含量也有一定的提高的现象。这将会使界面区域的材料更容易出现剥落和裂纹。

尺寸检查后发现按本方法拆解的零件和通过传统方法拆解的零件的各检查尺寸都处于原加工图纸的尺寸公差范围以内。

通过荧光检查和目视检查后发现大部分区域状态良好，仅在配合轨道的端口处出现少量裂纹，同时整个安装轨道没有出现材料缺失或外来材料粘附的现象。而通过传统方法拆解的零件则在大部分区域都出现了裂纹，同时整个安装轨道也都出现了材料缺失或外来材料粘附的现象。

因此通过该机构不仅可以实现傲笑拆卸，还可以降低对零件的损伤。

本发明的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本发明的教示及揭示而作种种不背离本发明精神的替换及修饰，因此，本发明保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。

Claims (1)

1.一种燃气轮机透平静叶组件的拆卸机构，其特征在于：包括底座，多个支撑垛，多个挡块，挡柱，旋转推板机构，千斤顶及悬臂，其中： 底座包括多根工字钢焊接形成的支架，以及焊接固定在支架表面的底板，支架底边一 侧向外延伸出底板侧边形成安装部，该安装部上安装有支撑垛，所述安装部对应的底板相邻侧边并排安装有多个支撑垛； 多个挡块焊接在底板表面对放置在底板上的静叶组件进行外侧限位，挡柱为圆柱体结构，焊接在底板上表面，对静叶组件进行内侧受力支撑； 旋转推板机构包括转臂，推板及万向节，转臂一端通过安装孔套接在安装部上的支撑垛上，并用销轴限位，另一端位于底板上方，推板安装在转臂一侧面，而万向节安装在推板相对的另一侧面，且万向节端部焊接有套筒；所述悬臂通过端部的安装孔套装在底板上的支撑垛上，另一端具有卡槽，卡槽内焊接有卡套，千斤顶卡装在卡套内，另一端与万向节的套筒配合连接； 通过千斤顶施加外力使得转臂以支撑垛为圆点转动，从而推板推动封严环使其与静叶分离，进行拆卸；所述支撑垛包括支撑底座和焊接在支撑底座上表面的轴，且轴顶部具有销孔，在旋转推板机构或悬臂套装在轴上后，通过销钉插在销孔内进行限位；挡柱与底板之间焊接有支撑板，对立柱进行辅助受力支撑；所述千斤顶8为外径为60mm的电动分离式千斤顶；所述悬臂具有多个长度尺寸；所述转臂安装孔到端部的长度与静叶组件环形滑道半径尺寸一致；所述推板的形状与封严环圆周方向轮廓一致。