CN109571198B - 一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置 - Google Patents

一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其结构包括工作台、垫块、三维曲面防损伤夹持装置、控制面板、后梁、转轴、位移杆、打磨头，垫块共设有两个且分别胶连接在工作台下端的左右两侧，三维曲面防损伤夹持装置的下端与工作台的右端相焊接，本发明通过设有三维曲面防损伤夹持装置，曲面变形贴合结构与转动贴合结构互相配合，根据叶片夹持面的曲面形状，使自身形状与位置发生变化，更贴合叶片夹持面，不仅满足夹持力度且不损伤夹持面，通过设有震动防退位结构，左侧卡座、右侧卡座与尖齿多圈卡套互相配合，对位移变换杆进行卡死，防止叶片在打磨过程因为晃动而发生松动。

Description

一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置
技术领域
本发明是一种水利发电叶片用打磨装置，尤其针对于一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置。
背景技术
发电的形式有很多种，水力发电、火力发电、风力发电还有核能发电等，水力发电站主要修建在河流的中上游，依靠修建大坝使上下游水位出现落差，水流冲击轮转叶片使轮机转动而发电，贯流式水轮机是常用的设备机组，贯流式水轮机的轮转叶片是通过浇注成型的，成型之后还需要进行打磨，在打磨过程中需要对叶片进行夹持，在这个过程中会出现一个问题；由于叶片是根据水力学设计成的曲面体，且进水面与出水面的厚度是不同的，夹持面并不是一个平面，传统的夹持方法只是对叶片进行固定，夹持板不能够很好的贴合夹持面，而铝制的叶片硬度不是很高，这样会造成夹持处凹陷，使叶片局部变形，在使用过程中，受到水流的长期冲击，更易产生裂痕出现断裂现象。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，以解决由于叶片是根据水力学设计成的曲面体，且进水面与出水面的厚度是不同的，夹持面并不是一个平面，传统的夹持方法只是对叶片进行固定，夹持板不能够很好的贴合夹持面，而铝制的叶片硬度不是很高，这样会造成夹持处凹陷，使叶片局部变形，在使用过程中，受到水流的长期冲击，更易产生裂痕出现断裂现象的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其结构包括工作台、垫块、三维曲面防损伤夹持装置、控制面板、后梁、转轴、位移杆、打磨头，所述垫块共设有两个且分别胶连接在工作台下端的左右两侧，所述三维曲面防损伤夹持装置的下端与工作台的右端相焊接，所述后梁通过螺丝固定在工作台的后端，所述控制面板胶连接在后梁的右端，所述转轴活动连接在后梁正面的上端，所述位移杆过盈配合在转轴的下端，所述打磨头机械连接在位移杆的下端。
为优化上述技术方案，进一步采取的措施为：
在上述方案中，所述三维曲面防损伤夹持装置由下夹持板、主支撑架、滑槽、位移变换杆、定位滑动块、震动防退位结构、卡板、三维曲面贴合夹紧结构组成，所述滑槽嵌在主支撑架内部的左端，所述下夹持板焊接在主支撑架左侧的下端，所述三维曲面贴合夹紧结构焊接在卡板的左端，所述定位滑动块焊接在卡板的右端，所述位移变换杆的下端与下夹持板活动连接，所述位移变换杆的中段与卡板的右端间隙配合，所述震动防退位结构机械连接在主支撑架左侧的上端。
在上述方案中，所述震动防退位结构由左侧卡座、右侧卡座、尖齿多圈卡套、防退位弯折卡杆结构组成，所述左侧卡座间隙配合在右侧卡座的左端，所述尖齿多圈卡套焊接在右侧卡座左侧的中段，所述防退位弯折卡杆结构的右端与右侧卡座的后端活动连接，所述右侧卡座的下端与主支撑架机械连接。
在上述方案中，所述三维曲面贴合夹紧结构由曲面变形贴合结构、转动贴合结构、上固定受力板、第一防转动销钉、应力集中槽、第二防转动销钉组成，所述转动贴合结构胶连接在曲面变形贴合结构的内部，所述应力集中槽嵌于上固定受力板内部的下端，所述转动贴合结构的上端通过应力集中槽与上固定受力板过盈配合，所述第一防转动销钉过盈配合在上固定受力板内部的右端，所述第二防转动销钉胶连接在上固定受力板内部的左端，第一防转动销钉的下端与转动贴合结构的上端间隙配合。
在上述方案中，所述防退位弯折卡杆结构由半圆卡头、伸缩摆杆、应力拉簧、弯折卡杆组成，所述半圆卡头焊接在弯折卡杆的下端，所述伸缩摆杆的左端与弯折卡杆的内部间隙配合，所述应力拉簧焊接在伸缩摆杆的左端，所述伸缩摆杆的右端与右侧卡座的上端活动连接。
在上述方案中，所述曲面变形贴合结构由三维应力结构、变形贴合座、矩形槽组成，所述矩形槽嵌在变形贴合座上表面的中央，所述三维应力结构共设有两个以上且分别间隙配合在变形贴合座的四个面，所述变形贴合座通过矩形槽与转动贴合结构胶连接。
在上述方案中，所述转动贴合结构由限位槽、海绵槽、海绵套、承力座、球形镂空槽、转动钢珠、钢柱防漏块、应力转动球杆组成，所述球形镂空槽嵌在承力座内部的中段，所述应力转动球杆的下端通过转动钢珠与球形镂空槽滑动连接，所述海绵槽嵌于承力座内部的左端，所述海绵套胶连接在海绵槽的内部，所述限位槽嵌在海绵套上表面的中央，所述钢柱防漏块3827焊接在球形镂空槽3825内部的上端。
在上述方案中，所述变形贴合座左前端的三维应力结构由弹力橡胶块、应力渐变控制毛刺、曲线型弹簧杆、圆形承力钢片组成，所述圆形承力钢片焊接在曲线型弹簧杆的右端，所述曲线型弹簧杆的左端胶连接在弹力橡胶块的内部，所述应力渐变控制毛刺共设有两个以上且等距的焊接在曲线型弹簧杆的左端。
有益效果
本发明一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，在工作时，操作者将待打磨叶片的一端放置在下夹持板与三维曲面贴合夹紧结构的中间，然后转动位移变换杆，使卡板向下移动，然后三维曲面贴合夹紧结构缓缓向下移动，然后三维曲面贴合夹紧结构与叶片夹持面接触，由于叶片夹持面不是一个平面是个曲面，在接触初期，曲面变形贴合结构先与叶片夹持面接触，然后变形贴合座受力变形，三维应力结构也受力改变位置，当三维应力结构向上偏移时，弹力橡胶块随着向上移动，曲线型弹簧杆由弯曲状逐渐变直，弹性势能使得弹力橡胶块紧贴夹持面并具有向下的压力，在接触中期，转动贴合结构因夹持面不是一个水平面，而发生转动，第一防转动销钉与第二防转动销钉对转动贴合结构进行限位，防止偏转，接触末期，使用震动防退位结构对位移变换杆进行卡死，先将左侧卡座与右侧卡座两者扣合，尖齿多圈卡套将位移变换杆的螺纹卡住，然后握住弯折卡杆，向左拉动，使应力拉簧拉伸，向后将半圆卡头扣在左侧卡座的左端，固定好后，通过控制面板使打磨头转动，使用打磨头对叶片进行打磨，位移杆可伸缩，转轴可转动，便于对叶片进行多角度的打磨，从而完成工作。
本发明一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，通过设有三维曲面防损伤夹持装置，曲面变形贴合结构与转动贴合结构互相配合，根据叶片夹持面的曲面形状，使自身形状与位置发生变化，更贴合叶片夹持面，不仅满足夹持力度且不损伤夹持面。
通过设有震动防退位结构，左侧卡座、右侧卡座与尖齿多圈卡套互相配合，对位移变换杆进行卡死，防止叶片在打磨过程因为晃动而发生松动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中的附图作详细地介绍，以此让本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置的结构示意图。
图2为本发明三维曲面防损伤夹持装置剖面的结构示意图。
图3为本发明震动防退位结构俯视的结构示意图。
图4为本发明三维曲面贴合夹紧结构剖面放大的结构示意图。
图5为本发明防退位弯折卡杆结构俯视剖面的结构示意图。
图6为本发明曲面变形贴合结构的结构示意图。
图7为本发明转动贴合结构剖面的结构示意图。
图8为本发明变形贴合座俯视剖面的结构示意图。
图9为本发明正视剖面的结构示意图。
附图标记说明：工作台1、垫块2、三维曲面防损伤夹持装置3、控制面板4、后梁5、转轴6、位移杆7、打磨头8、下夹持板31、主支撑架32、滑槽33、位移变换杆34、定位滑动块35、震动防退位结构36、卡板37、三维曲面贴合夹紧结构38、左侧卡座361、右侧卡座362、尖齿多圈卡套363、防退位弯折卡杆结构364、曲面变形贴合结构381、转动贴合结构382、上固定受力板383、第一防转动销钉384、应力集中槽385、第二防转动销钉386、半圆卡头3641、伸缩摆杆3642、应力拉簧3643、弯折卡杆3644、三维应力结构3811、变形贴合座3812、矩形槽3813、限位槽3821、海绵槽3822、海绵套3823、承力座3824、球形镂空槽3825、转动钢珠3826、钢柱防漏块3827、应力转动球杆3828、弹力橡胶块38111、应力渐变控制毛刺38112、曲线型弹簧杆38113、圆形承力钢片38114。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
请参阅图1，本发明提供一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置：其结构包括工作台1、垫块2、三维曲面防损伤夹持装置3、控制面板4、后梁5、转轴6、位移杆7、打磨头8，所述垫块2共设有两个且分别胶连接在工作台1下端的左右两侧，所述三维曲面防损伤夹持装置3的下端与工作台1的右端相焊接，所述后梁5通过螺丝固定在工作台1的后端，所述控制面板4胶连接在后梁5的右端，所述转轴6活动连接在后梁5正面的上端，所述位移杆7过盈配合在转轴6的下端，所述打磨头8机械连接在位移杆7的下端。
请参阅图2，所述三维曲面防损伤夹持装置3由下夹持板31、主支撑架32、滑槽33、位移变换杆34、定位滑动块35、震动防退位结构36、卡板37、三维曲面贴合夹紧结构38组成，所述滑槽33嵌在主支撑架32内部的左端，所述下夹持板31焊接在主支撑架32左侧的下端，所述三维曲面贴合夹紧结构38焊接在卡板37的左端，所述定位滑动块35焊接在卡板37的右端，所述位移变换杆34的下端与下夹持板31活动连接，所述位移变换杆34的中段与卡板37的右端间隙配合，所述震动防退位结构36机械连接在主支撑架32左侧的上端，位移变换杆34便于控制叶片的夹紧程度，震动防退位结构36可将位移变换杆34卡死，防止叶片在被打磨时产生松动，三维曲面贴合夹紧结构38可进行一定程度的变形，便于贴合叶片的外部形状。
请参阅图3，所述震动防退位结构36由左侧卡座361、右侧卡座362、尖齿多圈卡套363、防退位弯折卡杆结构364组成，所述左侧卡座361间隙配合在右侧卡座362的左端，所述尖齿多圈卡套363焊接在右侧卡座362左侧的中段，所述防退位弯折卡杆结构364的右端与右侧卡座362的后端活动连接，所述右侧卡座362的下端与主支撑架32机械连接，左侧卡座361与右侧卡座362的中段都设有半圆槽，半径略大于位移变换杆34的半径，便于将位移变换杆34扣住，尖齿多圈卡套363与位移变换杆34上的螺纹相对应，便于扣合。
请参阅图4，所述三维曲面贴合夹紧结构38由曲面变形贴合结构381、转动贴合结构382、上固定受力板383、第一防转动销钉384、应力集中槽385、第二防转动销钉386组成，所述转动贴合结构382胶连接在曲面变形贴合结构381的内部，所述应力集中槽385嵌于上固定受力板383内部的下端，所述转动贴合结构382的上端通过应力集中槽385与上固定受力板383过盈配合，所述第一防转动销钉384过盈配合在上固定受力板383内部的右端，所述第二防转动销钉386胶连接在上固定受力板383内部的左端，第一防转动销钉384的下端与转动贴合结构382的上端间隙配合，曲面变形贴合结构381材质为软橡胶，可以对叶片的曲面夹持面进行更好地贴合，在夹持过程中不损伤叶片，转动贴合结构382可转动，便于对应上下夹持面不平行的情况，第一防转动销钉384与第二防转动销钉386防止转动贴合结构382水平偏转。
请参阅图5，所述防退位弯折卡杆结构364由半圆卡头3641、伸缩摆杆3642、应力拉簧3643、弯折卡杆3644组成，所述半圆卡头3641焊接在弯折卡杆3644的下端，所述伸缩摆杆3642的左端与弯折卡杆3644的内部间隙配合，所述应力拉簧3643焊接在伸缩摆杆3642的左端，所述伸缩摆杆3642的右端与右侧卡座362的上端活动连接，应力拉簧3643使伸缩摆杆3642与弯折卡杆3644可进行相对滑动，弯折卡杆3644由主杆与副杆组成，两者的夹角小于九十度，便于半圆卡头3641扣合在左侧卡座361上。
请参阅图6，所述曲面变形贴合结构381由三维应力结构3811、变形贴合座3812、矩形槽3813组成，所述矩形槽3813嵌在变形贴合座3812上表面的中央，所述三维应力结构3811共设有两个以上且分别间隙配合在变形贴合座3812的四个面，所述变形贴合座3812通过矩形槽3813与转动贴合结构382胶连接，三维应力结构3811可与变形贴合座3812进行相对滑动，便于曲面变形贴合结构381更贴合夹持面的结构形状，变形贴合座3812可根据夹持面的形状发生变形，便于贴合夹持面。
请参阅图7，所述转动贴合结构382由限位槽3821、海绵槽3822、海绵套3823、承力座3824、球形镂空槽3825、转动钢珠3826、钢柱防漏块3827、应力转动球杆3828组成，所述球形镂空槽3825嵌在承力座3824内部的中段，所述应力转动球杆3828的下端通过转动钢珠3826与球形镂空槽3825滑动连接，所述海绵槽3822嵌于承力座3824内部的左端，所述海绵套3823胶连接在海绵槽3822的内部，所述限位槽3821嵌在海绵套3823上表面的中央，所述钢柱防漏块3827焊接在球形镂空槽3825内部的上端，转动钢珠3826设有多个且位置分布均匀，受力均匀，不易发生破碎，钢柱防漏块3827防止转动钢珠3826漏出而导致球形镂空槽3825受力不均。
请参阅图8-图9，所述变形贴合座3812左前端的三维应力结构3811由弹力橡胶块38111、应力渐变控制毛刺38112、曲线型弹簧杆38113、圆形承力钢片38114组成，所述圆形承力钢片38114焊接在曲线型弹簧杆38113的右端，所述曲线型弹簧杆38113的左端胶连接在弹力橡胶块38111的内部，所述应力渐变控制毛刺38112共设有两个以上且等距的焊接在曲线型弹簧杆38113的左端，弹力橡胶块38111可发生形变，曲线型弹簧杆38113的左端为三角形结构，结构更稳定，曲线型弹簧杆38113材料为弹簧钢，且整体为曲线结构，受力后可变形，回弹性好，应力渐变控制毛刺38112的首端粗末端细，更符合力学原理。
在工作时，操作者将待打磨叶片的一端放置在下夹持板31与三维曲面贴合夹紧结构38的中间，然后转动位移变换杆34，使卡板37向下移动，然后三维曲面贴合夹紧结构38缓缓向下移动，然后三维曲面贴合夹紧结构38与叶片夹持面接触，由于叶片夹持面不是一个平面是个曲面，在接触初期，曲面变形贴合结构381先与叶片夹持面接触，然后变形贴合座3812受力变形，三维应力结构3811也受力改变位置，当三维应力结构3811向上偏移时，弹力橡胶块38111随着向上移动，曲线型弹簧杆38113由弯曲状逐渐变直，弹性势能使得弹力橡胶块38111紧贴夹持面并具有向下的压力，在接触中期，转动贴合结构382因夹持面不是一个水平面，而发生转动，第一防转动销钉384与第二防转动销钉386对转动贴合结构382进行限位，防止偏转，接触末期，使用震动防退位结构36对位移变换杆34进行卡死，先将左侧卡座361与右侧卡座362两者扣合，尖齿多圈卡套363将位移变换杆34的螺纹卡住，然后握住弯折卡杆3644，向左拉动，使应力拉簧3643拉伸，向后将半圆卡头3641扣在左侧卡座361的左端，固定好后，通过控制面板4使打磨头8转动，使用打磨头8对叶片进行打磨，位移杆7可伸缩，转轴6可转动，便于对叶片进行多角度的打磨，从而完成工作。
本发明通过上述部件的互相组合，曲面变形贴合结构381与转动贴合结构382互相配合，根据叶片夹持面的曲面形状，使自身形状与位置发生变化，更贴合叶片夹持面，不仅满足夹持力度且不损伤夹持面，左侧卡座361、右侧卡座362与尖齿多圈卡套363互相配合，对位移变换杆34进行卡死，防止叶片在打磨过程因为晃动而发生松动。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明作举例说明。
本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本发明的启示下做出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其结构包括工作台(1)、垫块(2)、三维曲面防损伤夹持装置(3)、控制面板(4)、后梁(5)、转轴(6)、位移杆(7)、打磨头(8)，其特征在于：所述垫块(2)共设有两个且分别固定在工作台(1)下端的左右两侧，所述三维曲面防损伤夹持装置(3)的下端与工作台(1)的右端相连接，所述后梁(5)位于工作台(1)的后端，所述控制面板(4)安设在后梁(5)的右端，所述转轴(6)安装在后梁(5)正面的上端，所述位移杆(7)安设在转轴(6)的下端，所述打磨头(8)位于位移杆(7)的下端；
所述三维曲面防损伤夹持装置(3)由下夹持板(31)、主支撑架(32)、滑槽(33)、位移变换杆(34)、定位滑动块(35)、震动防退位结构(36)、卡板(37)、三维曲面贴合夹紧结构(38)组成，所述滑槽(33)设在主支撑架(32)内部的左端，所述下夹持板(31)固定在主支撑架(32)左侧的下端，所述三维曲面贴合夹紧结构(38)安设在卡板(37)的左端，所述定位滑动块(35)安装在卡板(37)的右端，所述位移变换杆(34)的下端与下夹持板(31)相连接，所述位移变换杆(34)的中段与卡板(37)的右端相连接，所述震动防退位结构(36)安设在主支撑架(32)左侧的上端；
所述三维曲面贴合夹紧结构(38)由曲面变形贴合结构(381)、转动贴合结构(382)、上固定受力板(383)、第一防转动销钉(384)、应力集中槽(385)、第二防转动销钉(386)组成，所述转动贴合结构(382)位于曲面变形贴合结构(381)的内部，所述应力集中槽(385)位于上固定受力板(383)内部的下端，所述转动贴合结构(382)的上端通过应力集中槽(385)与上固定受力板(383)相连接，所述第一防转动销钉(384)位于上固定受力板(383)内部的右端，所述第二防转动销钉(386)安设在上固定受力板(383)内部的左端，第一防转动销钉(384)的下端与转动贴合结构(382)的上端相连接；
所述震动防退位结构(36)由左侧卡座(361)、右侧卡座(362)、尖齿多圈卡套(363)、防退位弯折卡杆结构(364)组成，所述左侧卡座(361)位于右侧卡座(362)的左端，所述尖齿多圈卡套(363)安设在右侧卡座(362)左侧的中段，所述防退位弯折卡杆结构(364)的右端与右侧卡座(362)的后端相连接，所述右侧卡座(362)的下端与主支撑架(32)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其特征在于：所述防退位弯折卡杆结构(364)由半圆卡头(3641)、伸缩摆杆(3642)、应力拉簧(3643)、弯折卡杆(3644)组成，所述半圆卡头(3641)位于弯折卡杆(3644)的下端，所述伸缩摆杆(3642)的左端与弯折卡杆(3644)的内部相连接，所述应力拉簧(3643)位于伸缩摆杆(3642)的左端，所述伸缩摆杆(3642)的右端与右侧卡座(362)的上端相连接。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其特征在于：所述曲面变形贴合结构(381)由三维应力结构(3811)、变形贴合座(3812)、矩形槽(3813)组成，所述矩形槽(3813)位于变形贴合座(3812)上表面的中央，所述三维应力结构(3811)共设有两个以上且分别固定在变形贴合座(3812)的四个面，所述变形贴合座(3812)通过矩形槽(3813)与转动贴合结构(382)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其特征在于：所述转动贴合结构(382)由限位槽(3821)、海绵槽(3822)、海绵套(3823)、承力座(3824)、球形镂空槽(3825)、转动钢珠(3826)、钢柱防漏块(3827)、应力转动球杆(3828)组成，所述球形镂空槽(3825)位于承力座(3824)内部的中段，所述应力转动球杆(3828)的下端通过转动钢珠(3826)与球形镂空槽(3825)相连接，所述海绵槽(3822)位于承力座(3824)内部的左端，所述海绵套(3823)固定在海绵槽(3822)的内部，所述限位槽(3821)安设在海绵套(3823)上表面的中央,所述钢柱防漏块(3827)位于球形镂空槽(3825)内部的上端。
5.根据权利要求4所述的一种基于三维扭曲曲面夹持的贯流式水轮机叶片打磨装置，其特征在于：所述变形贴合座(3812)左前端的三维应力结构(3811)由弹力橡胶块(38111)、应力渐变控制毛刺(38112)、曲线型弹簧杆(38113)、圆形承力钢片(38114)组成，所述圆形承力钢片(38114)位于曲线型弹簧杆(38113)的右端，所述曲线型弹簧杆(38113)的左端位于弹力橡胶块(38111)的内部，所述应力渐变控制毛刺(38112)共设有两个以上且等距的位于曲线型弹簧杆(38113)的左端。
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