CN108746752B - 一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装及配钻方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装及配钻方法，包括具有一定高度的上环体和下环体；所述上环体位于下环体上方，并且上环体和下环体同圆心；所述上环体和下环体内径均与上固定止漏环的内径相同，所述上环体的外径小于下环体的外径；下环体的外径大于上固定止漏环上端部圆环的外径；下环体底部的外径圆周边沿向上环体和下环体高度方向上伸出一定长度的边缘。本发明的工装为依据上固定止漏环制作的，本发明通过工装作为中间介质，能够保证上固定止漏环的圆度，可以将旧上固定止漏环上的销钉孔准确的复制到上固定止漏环备品上，大大提高上固定止漏环备品销钉孔的配钻精度，有效降低止漏环备品报废的风险，具有结构简单和制作容易的优点。
Description
技术领域
本发明属于大型水轮发电机组机械设备检修技术领域，特别涉及一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻装置及方法。
背景技术
大型水轮发电机顶盖与上固定止漏环需间使用销钉起到定位止漏环作用。厂家生产时使用同一台车床确定中心加工出顶盖及上固定止漏环上的销钉孔。但在机组运行多年后，上固定止漏环磨损严重需要更换，且止漏环长期使用后变形严重，圆度严重超标。由于顶盖拆卸难度较大难以拆除进行定位，而上固定止漏环备品由于加工精度原因出厂时一般不配钻销钉孔，因此上固定止漏环备品销钉孔需要在检修现场依据顶盖定位并委托加工厂配钻。
现有方法一般是直接使用图纸加工或者使用车床校核旧上固定止漏环，再依据旧环数据加工上固定止漏环备品，存在以下缺点：(1)设备使用后存在变形，因此存在旧上固定止漏环实际孔位和图纸不符的问题。(2)依据旧上固定止漏环数据直接加工上固定止漏环备品，无法校核校验加工过程中的误差，而止漏环备品上销钉孔配钻后，有可能存在较大的误差，因此上固定止漏环备品报废的风险比较大。上固定止漏环备品为铝青铜材料，价值在50万以上，因此报废的止漏环备品会给电厂带来较大的损失，并且造成材料的浪费。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装，通过该装置可以大大提高止漏环备品销钉孔的配钻精度，有效降低止漏环备品报废的风险。
本发明的第二目的在于提供一种由上述装置实现的水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装，包括具有一定高度的上环体和下环体；所述上环体位于下环体上方；所述上环体和下环体内径均与上固定止漏环的内径相同，所述上环体的外径小于下环体的外径；所述下环体的外径大于上固定止漏环上端部圆环的外径；
所述下环体底部的外径圆周边沿向上环体和下环体高度方向上伸出一定长度的边缘。
优选的，所述边缘的长度为40～50mm；所述边缘的厚度为30～42.5mm；上环体的外径比内径长300～415mm，即上环体上表面和下表面的宽度为150～207.5mm。优选的，所述工装采用低碳钢材料进行淬火处理后加工得到。
优选的，所述下环体的上端部外侧被切割成一斜面，其中斜面切割位置从下环体的上表面开始到侧面；所述下环体上表面开始切割的位置为上环体和下环体交接的边沿位置，在切割后，下环体的上表面与上环体的下表面完全重合。
优选的，所述上环体和下环体由一体化制作得到。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种上述工装实现的水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法，步骤如下：
步骤S1、获取权利要求1所述的工装，按照上固定止漏环上销钉孔的位置在工装相应位置预配直径小于要求直径的销钉通孔；
步骤S2、将工装固定在旧上固定止漏环上部，使得工装的下环体的下表面和旧上固定止漏环的上表面相贴，两者合成一个整体；在工装置于旧上固定止漏环上后，下环体底部伸出的边缘处于旧上固定止漏环上端的外侧，控制下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀；
步骤S3、将安装了工装的旧上固定止漏环固定在花盘平面上，针对处于花盘平面上的旧上固定止漏环和工装校正圆度，将圆度偏差校正在一定范围内；
步骤S4、测量下环体底部伸出的边缘与旧上固定止漏环外侧之间的间隙，控制两者之间的间隙均匀；
步骤S5、将工装、旧上固定止漏环和花盘整体安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出旧上固定止漏环每个销钉孔孔心，然后依据旧上固定止漏环各销钉孔的孔心将工装上对应预配的各销钉通孔镗至要求尺寸；
步骤S6、当工装上销钉通孔加工完毕后，将工装安装在顶盖上，检验顶盖上的各销钉是否能够插入到工装的各销钉孔上；若是，则进入步骤S7；
步骤S7、首先将工装、上固定止漏环备品以及花盘固定成一个整体，具体为：将工装置于上固定止漏环备品上部，使得工装的下环体的下表面和上固定止漏环备品的上表面相贴，在工装置于上固定止漏环备品上后，下环体底部伸出的边缘处于上固定止漏环备品上端的外侧；同时将上固定止漏环备品置于花盘上部，使得上固定止漏环备品的下表面和花盘相贴；然后针对工装和上固定止漏环备品校正圆度，将圆度偏差校正至一定范围内；
步骤S8、将合成一个整体的工装、上固定止漏环备品以及花盘安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出工装上每个销钉通孔的孔心，然后以工装上每个销钉通孔的孔心为回转中心，在上固定止漏环备品对应位置上钻出各销钉孔并镗至要求尺寸。
优选的，所述步骤S1中还包括以下步骤：按照旧上固定止漏环上螺栓孔的位置在工装相应位置上配钻螺栓孔；其中工装上螺栓孔的数量为旧上固定止漏环上螺栓孔数量的25％；
所述步骤S2中，使用螺栓穿过工装和旧上固定止漏环两者对应位置的螺栓孔后，将两者合成一个整体。
优选的，所述步骤S1中，按照上固定止漏环上销钉孔的位置在工装相应位置预配直径小于要求直径3～5mm的销钉通孔；
所述步骤S2中，控制在工装置于旧上固定止漏环上后，下环体底部伸出的边缘处于旧上固定止漏环外侧，控制下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀，使得下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间距离最大值减最小值小于0.05mm；
所述步骤S4中，测量下环体底部伸出的边缘与上固定止漏环外侧之间的间隙，控制两者之间的间隙均匀，使得下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间距离最大值减最小值小于0.03mm；
所述步骤S3中，针对处于花盘平面的旧上固定止漏环校正圆度时，将圆度偏差校正至0.1mm以下；
所述步骤S7中，针对工装和上固定止漏环备品校正圆度，将圆度偏差校正至0.1mm以下。
优选的，所述步骤S3中，首先使用车床针对旧上固定止漏环及工装的圆度进行校正，然后使用与车床配套的压具及支撑工具调节旧上固定止漏环及工装的圆度。
优选的，所述步骤S4中，使用塞尺测量下环体底部伸出的边缘与上固定止漏环外侧之间的间隙。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装，包括具有一定高度的上环体和下环体；下环体底部的外径圆周边沿向上环体和下环体高度方向上伸出一定长度的边缘；其中上环体位于下环体上方；上环体和下环体内径均与上固定止漏环的内径相同，上环体的外径小于下环体的外径；下环体的外径大于上固定止漏环上端部圆环的外径；在销钉孔配装过程中，通过将工装设置在旧上固定止漏环上，得到工装上各销钉通孔的孔心，依据孔心加工工装上的销钉通孔，在加工完成并且试验合格后，又将工装固定在上固定止漏环备品上，通过工装上的销钉通孔的孔心在上固定止漏环备品加工出对应销钉孔；本发明的工装为依据上固定止漏环制作的，工装在安装于上固定止漏环后，下环体底部伸出的边缘将上固定止漏环的上端围绕起来，通过下环体底部伸出的边缘可以针对上固定止漏环的圆度进行校正；因此本发明通过工装作为中间介质，能够保证上固定止漏环的圆度，可以将旧上固定止漏环上的销钉孔准确的复制到上固定止漏环备品上，大大提高上固定止漏环备品销钉孔的配钻精度，有效降低止漏环备品报废的风险，并且工装的结构非常简单，制作容易。
(2)本发明水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装可以采用低碳钢材料进行淬火处理后加工得到，因此即使工装在销钉孔加工过程中出现问题导致作废时，也不会造成很大的经济损失，大大降低了电厂更换上固定止漏环所产生的费用。
(3)本发明水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法中，首先依据上固定止漏环销钉孔的位置在工装对应位置上设定预配的销钉通孔，然后将工装固定在旧上固定止漏环上进行间隙的调整、圆度调整以及再次的间隙调整后，将工装、旧上固定止漏环和花盘固定成一个整体后安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出旧上固定止漏环每个销钉孔孔心，依据旧上固定止漏环各销钉孔的孔心将工装上对应预配的各销钉通孔镗至要求尺寸；在工装上销钉通孔加工完成后，通过顶盖对工装进行，将工装、上固定止漏环和花盘固定成一个整体，进行圆度调整后，通过数控镗床及杠杆表校验出工装上每个销钉通孔的孔心，然后以工装上每个销钉通孔的孔心为回转中心，在上固定止漏环备品对应位置上钻出各销钉孔并镗至要求尺寸。由上述可见，本发明首先通过工装复制得到旧上固定止漏环的销钉通孔，在这过程中校核了加工方法的误差情况，确保了加工精度，避免了销钉孔位定位误差较大致使的加工风险，具有加工精度高、加工成本低，可将误差控制在0.05mm以内的优点。
(4)本发明水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法中，当工装固定在旧上固定止漏环后，控制工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀，然后对工装和旧上固定止漏环进行圆度校正，在圆度校正后，再测量工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙，保证在圆度校正后工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧支架的间隙均匀，最后才在工装上加工销钉通孔；同时当工装安装在上固定止漏环备品上后，首先进行圆度校正，在圆度校正完成后，才对上固定止漏环备品进行销钉孔的加工；上述工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间间隙的控制以及工装和上固定止漏环圆度的调整，能够有效避免设备在圆度不达标情况下进行加工导致的设备损坏风险。
附图说明
图1是本发明工装结构示意图。
图2是本发明工装的装配图。
图3是图2中局部A处的放大图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
本实施例公开了一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装，如图1至3所示所示，包括具有一定高度的上环体1和下环体2；上环体1位于下环体2上方，并且上环体1和下环体2的横截面圆心处于垂直于横截面的同一直线上；上环体1和下环体2内径均与上固定止漏环的内径相同，上环体1的外径小于下环体2的外径；下环体1的外径大于上固定止漏环3上端部圆环的外径。
如图1所示，在本实施例中，下环体2底部的外径圆周边沿向上环体1和下环体2高度方向上伸出一定长度和厚度的边缘21，在本实施例中，该边缘21的长度可以为40～50mm，厚度可以为30～42.5mm。
在本实施例中，上环体的外径比内径长300～415mm，即上环体上表面和下表面的宽度可以为150～207.5mm，具体为：本实施例中上环体的内径为2160mm，外径为2575mm，即上环体的外径比内径长415mm，上环体上表面和下表面的宽度为207.5mm。
在本实施例中，上环体的内径为2160mm，外径为2660mm。
如图1和2中所示，本实施例下环体的上端部外侧被切割成一斜面4，其中斜面切割位置从下环体的上表面开始到侧面；下环体上表面开始切割的位置为上环体和下环体交接的边沿位置，在切割后，下环体的上表面与上环体的下表面完全重合。
在本实施例中，上环体和下环体由一体化制作得到，具体为采用低碳钢材料进行淬火处理后加工得到。
本实施例中，在销钉孔配装过程中，通过将工装设置在旧上固定止漏环上，得到工装上各销钉通孔的孔心，依据孔心加工工装上个销钉通孔，在加工完成后，又将工装固定在上固定止漏环备品上，通过工装上个销钉通孔的孔心在上固定止漏环备品加工出对应销钉孔。本实施例的工装为依据上固定止漏环制作的，如图2和3所示，当工装安装在上固定止漏环3后，下环体底部伸出的边缘21处于上固定止漏环3上端的外侧，即下环体底部伸出的边缘21将上固定止漏环3上端围绕了起来，通过下环体底部伸出的边缘21可以校核上固定止漏环圆度，能够有效避免在圆度不达标情况下进行加工导致的设备损坏风险。因此本实施例通过工装作为中间介质，可以将旧上固定止漏环上的销钉孔准确的复制到上固定止漏环备品上，大大提高上固定止漏环备品销钉孔的配钻精度，有效降低止漏环备品报废的风险，并且工装的结构非常简单，制作容易。
另外，本实施例工装可以采用低碳钢材料进行淬火处理后加工得到，因此即使工装在销钉孔加工过程中出现问题导致作废时，也不会造成很大的经济损失，大大降低了电厂更换上固定止漏环所产生的费用。
本实施例还公开了一种通过上述工装实现的水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法，步骤如下：
步骤S1、获取上述工装，按照旧上固定止漏环上螺栓孔的位置在工装相应位置上配钻螺栓孔；其中工装上螺栓孔的数量为旧上固定止漏环上螺栓孔数量的25％；同时按照上固定止漏环上销钉孔的位置在工装相应位置预配直径小于要求直径3～5mm的销钉通孔。
步骤S2、将工装固定在旧上固定止漏环上部，使得工装的下环体的下表面和旧上固定止漏环的上表面相贴，使用螺栓穿过工装和旧上固定止漏环两者对应位置的螺栓孔后，将两者合成一个整体；在工装置于旧上固定止漏环上后，下环体底部伸出的边缘处于旧上固定止漏环上端的外侧，控制下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀；使得下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间距离最大值减最小值小于0.05mm。
步骤S3、将安装了工装的旧上固定止漏环固定在花盘5平面上，如图2中所示；针对处于花盘5平面上的旧上固定止漏环和工装校正圆度，将圆度偏差校正在一定范围内，该范围可以为0.1mm以下；本步骤中，具体为：首先使用车床针对旧上固定止漏环及工装的圆度进行校正，然后使用与车床配套的压具及支撑工具调节旧上固定止漏环及工装的圆度，其中车床配套的压具及支撑工具能够将车床校正后的椭圆撑圆。
步骤S4、使用塞尺测量下环体底部伸出的边缘与旧上固定止漏环外侧之间的间隙，控制两者之间的间隙均匀，使得下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间距离最大值减最小值小于0.03mm；
步骤S5、将工装、旧上固定止漏环和花盘整体安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出旧上固定止漏环每个销钉孔孔心，然后依据旧上固定止漏环各销钉孔的孔心将工装上对应预配的各销钉通孔镗至要求尺寸；
步骤S6、当工装上销钉通孔加工完毕后，将工装安装在顶盖上，检验顶盖上的各销钉是否能够插入到工装的各销钉孔上；若是，则进入步骤S7；
步骤S7、首先将工装、上固定止漏环备品以及花盘固定成一个整体，具体为：将工装置于上固定止漏环备品上部，使得工装的下环体的下表面和上固定止漏环备品的上表面相贴，在工装置于上固定止漏环备品上后，下环体底部伸出的边缘处于上固定止漏环备品上端的外侧；同时将上固定止漏环备品置于花盘上部，使得上固定止漏环备品的下表面和花盘相贴；然后针对工装和上固定止漏环备品校正圆度，将圆度偏差校正至一定范围内，该范围可以是0.1mm以下；
步骤S8、将合成一个整体的工装、上固定止漏环备品以及花盘安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出工装上每个销钉通孔的孔心，然后以工装上每个销钉通孔的孔心为回转中心，穿过工装上的销钉通孔，在上固定止漏环备品对应位置上钻出各销钉孔并镗至要求尺寸。
由上述可见，本实施例首先通过工装复制得到旧上固定止漏环的销钉通孔，在这过程中校核了加工方法的误差情况，并且通过顶盖试验合格后最终在上固定止漏环备品上装配销钉孔；本实施例方法因此确保了加工精度，避免了销钉孔位定位误差较大致使的加工风险，具有加工精度高、加工成本低，可将误差控制在0.05mm以内的优点。
本实施例中，当工装固定在旧上固定止漏环后，控制工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀，然后对工装和旧上固定止漏环进行圆度校正，在圆度校正后，再测量工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙，保证在圆度校正后工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧支架的间隙均匀，最后才在工装上加工销钉通孔；同时当工装安装在上固定止漏环备品上后，首先进行圆度校正，在圆度校正完成后，才对上固定止漏环备品进行销钉孔的加工；上述工装下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间间隙的控制以及工装和上固定止漏环圆度的调整，能够有效避免设备在圆度不达标情况下进行加工导致的设备损坏风险。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法，应用于水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装，其特征在于：
水轮机上固定止漏环销钉孔配钻工装包括具有一定高度的上环体和下环体；上环体位于下环体上方，并且上环体和下环体的横截面圆心处于垂直于横截面的同一直线上；上环体和下环体内径均与上固定止漏环的内径相同，上环体的外径小于下环体的外径；下环体的外径大于上固定止漏环上端部圆环的外径；
下环体底部的外径圆周边沿于上环体和下环体高度方向上向下伸出一定长度的边缘；
工装采用低碳钢材料进行淬火处理后加工得到；
下环体的上端部外侧被切割成一斜面，其中斜面切割位置从下环体的上表面开始到侧面；下环体上表面开始切割的位置为上环体和下环体交接的边沿位置，在切割后，下环体的上表面与上环体的下表面完全重合；
上环体和下环体由一体化制作得到；
当工装安装在上固定止漏环后，下环体底部伸出的边缘处于上固定止漏环上端的外侧，即下环体底部伸出的边缘将上固定止漏环上端围绕，通过下环体底部伸出的边缘校核上固定止漏环圆度；
水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法步骤如下：
步骤S1、获取工装，按照旧上固定止漏环上螺栓孔的位置在工装相应位置上配钻螺栓孔；其中工装上螺栓孔的数量为旧上固定止漏环上螺栓孔数量的25%；按照上固定止漏环上销钉孔的位置在工装相应位置预配直径小于要求直径的销钉通孔；
步骤S2、将工装固定在旧上固定止漏环上部，使得工装的下环体的下表面和旧上固定止漏环的上表面相贴，使用螺栓穿过工装和旧上固定止漏环两者对应位置的螺栓孔后，将两者合成一个整体；在工装置于旧上固定止漏环上后，下环体底部伸出的边缘处于旧上固定止漏环上端的外侧，控制下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀；
步骤S3、将安装了工装的旧上固定止漏环固定在花盘平面上，针对处于花盘平面上的旧上固定止漏环和工装校正圆度，将圆度偏差校正在一定范围内；
首先使用车床针对旧上固定止漏环及工装的圆度进行校正，然后使用与车床配套的压具及支撑工具调节旧上固定止漏环及工装的圆度，其中车床配套的压具及支撑工具将车床校正后的椭圆撑圆；
步骤S4、使用塞尺测量下环体底部伸出的边缘与旧上固定止漏环外侧之间的间隙，控制两者之间的间隙均匀；
步骤S5、将工装、旧上固定止漏环和花盘整体安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出旧上固定止漏环每个销钉孔孔心，然后依据旧上固定止漏环各销钉孔的孔心将工装上对应预配的各销钉通孔镗至要求尺寸；
步骤S6、当工装上销钉通孔加工完毕后，将工装安装在顶盖上，检验顶盖上的各销钉是否能够插入到工装的各销钉孔上；若是，则进入步骤S7；
步骤S7、首先将工装、上固定止漏环备品以及花盘固定成一个整体，具体为：将工装置于上固定止漏环备品上部，使得工装的下环体的下表面和上固定止漏环备品的上表面相贴，在工装置于上固定止漏环备品上后，下环体底部伸出的边缘处于上固定止漏环备品上端的外侧；同时将上固定止漏环备品置于花盘上部，使得上固定止漏环备品的下表面和花盘相贴；然后针对工装和上固定止漏环备品校正圆度，将圆度偏差校正至一定范围内；
步骤S8、将合成一个整体的工装、上固定止漏环备品以及花盘安装在数控镗床上，通过数控镗床及杠杆表校验出工装上每个销钉通孔的孔心，然后以工装上每个销钉通孔的孔心为回转中心，在上固定止漏环备品对应位置上钻出各销钉孔并镗至要求尺寸。
2.根据权利要求1所述的水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法，其特征在于，边缘的长度为40~50mm；边缘的厚度为30~42.5mm；上环体的外径比内径长300~415mm，即上环体上表面和下表面的宽度为150~207.5mm。
3.根据权利要求1所述的水轮机上固定止漏环销钉孔配钻方法，其特征在于，步骤S1中，按照上固定止漏环上销钉孔的位置在工装相应位置预配直径小于要求直径3~5mm的销钉通孔；
步骤S2中，控制在工装置于旧上固定止漏环上后，下环体底部伸出的边缘处于旧上固定止漏环外侧，控制下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间的间隙均匀，使得下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间距离最大值减最小值小于0.05mm；
步骤S4中，测量下环体底部伸出的边缘与上固定止漏环外侧之间的间隙，控制两者之间的间隙均匀，使得下环体底部伸出的边缘和旧上固定止漏环外侧之间距离最大值减最小值小于0.03mm；
步骤S3中，针对处于花盘平面的旧上固定止漏环校正圆度时，将圆度偏差校正至0.1mm以下；
步骤S7中，针对工装和上固定止漏环备品校正圆度，将圆度偏差校正至0.1mm以下。
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