CN110000576A - 一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，由平衡配重托架、平衡配重压块、平衡配重锁紧等组成。以铰轴、链条调整卡具装配角度、位置以适用不同规格导叶；以压块固定不同规格配重以实现导叶转动平衡；以联接件紧固(高强螺栓、螺钉)、销轴实现卡具各组件的紧固、联接。本发明使得导水机构的组成零件之导叶在轴颈及轴肩的加工过程中，使用本平衡配重装配卡具，在卧式车床上完成了相应部位的加工，加工尺寸满足图样要求。实现了在水轮机技术领域内，使用本装配卡具之目的。具有装配方便、使用简单、便于调整、适应面广、缩短导叶加工工期等优点，可广泛应用于水轮机机组中多规格导叶的加工过程中。
Description
技术领域
本发明涉及水轮机技术领域，尤其涉及一种立式机组之导水机构中的导叶进行机械加工时所用的平衡配重之装配卡具。
背景技术
目前，水轮机是将水流能量转换为旋转机械能量的动力设备，它带动发电机旋转产生电能。水轮机和发电机连在一起称为水轮发电机组。
水轮发电机组是水电站的核心设备。为监测、控制和保证水轮发电机组正常运行，做到安全可靠、经济高效，在水电站安装了一整套附属设备系统，如快速闸门、透平油系统、压缩空气系统、供排水系统和自动化设备(自动励磁装置、调速器、水轮机自动控制系统和自动化元件等)。随着现代化计算机技术的不断发展和广泛应用，水电站综合自动化水平也不断提高，许多大中型水电站已经采用计算机监控，实现无人值班(少人值守)。
按照水轮发电机组的布置方式不同，有立式、卧式和斜式三种。卧式(即横轴)装置的水轮发电机组，大多数适用于小型机组以及部分中型水斗式机组；斜式装置的水轮发电机组，主要适用于明槽贯流式、虹吸贯流式机组以及低水头的其他型式的小型水轮发电机组；而中速和低速大、中型水轮发电机组绝大多数采用立式(竖轴)装置方式。农村小型水电站的水轮发电机组经常通过齿轮、摩擦轮和皮带传动实现水轮机主轴和发电机主轴之间的连接，而大多数水轮发电机组采用水轮机主轴和发电机主轴直接连接的装置形式。
立式机组中的导水机构，是水轮机的重要机构，是用于导水的一种设施。水轮机导水机构是水轮发电机组的核心部件之一，是运行中控制进入机组的水流方向和大小的装置，对整个机组运行的稳定性和安全性至关重要。导水机构组成零件中的导叶的作用主要是调解流量，形成和改变进入转轮水流的环量，保证水轮机具有良好的水力特性。
目前导水机构中的导叶在垂直于导叶轴的截面上呈形，在使用卧式车床对导叶各个轴颈及导叶肩部进行机械加工过程中，必须在导叶小截面一侧(出水边)的上下两面加焊适宜的平衡配重块，以保证工件(导叶)旋转平稳，提高加工质量。该配重待导叶轴颈及肩部完成加工后，切除平衡配重块，磨平焊接部位焊疤。如此，将极大的降低了导叶的制造工效.
因此，有必要设计一种导叶加工时使用的平衡配重装配卡具，以代替传统采用焊接方式进行的平衡配重装配方法。
发明内容
本发明为解决目前导叶使用的平衡配重装配的技术问题，本发明的目的是提供一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，本发明根据垂直于导叶轴的截面形状，确定了一套由平衡配重托架、平衡配重压块、平衡配重锁紧装置等组成的导叶平衡配重装配卡具，以此装配卡具进行导叶的平衡配重装配，可以实现导叶平衡配重装配的要求，满足了导叶的加工要求，使用导叶平衡配重装配卡具，完全满足导叶平衡配重装配要求，使导叶的加工作业顺利实施，本发明使得导水机构的组成零件之导叶在轴颈及轴肩的加工过程中，使用本平衡配重装配卡具，可以代替原来的在导叶小截面一侧(出水边)上下两面焊接适宜平衡配重块的方法，省略了待导叶轴颈及肩部完成加工后，切除平衡配重块、磨平焊接部位焊疤等作业工序，缩短了导叶的加工工期，本装配卡具在水轮机技术领域内使用，具有装配方便、使用简单、便于调整、适应面广、缩短导叶加工工期等优点。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，该装配卡具套设在导叶工作面之上，装配卡具通过螺栓连接副与导叶相互连接，包括：平衡配重托架、平衡配重压块、导叶平衡配重压块与平衡配重锁紧装置，其特征在于：平衡配重托架由铰套、托板、紧固座与法兰组成，所述平衡配重托架设置有两件，每两件平衡配重托架组成一对，铰套固定连接在所述平衡配重托架的一侧，两件平衡配重托架相互连接，紧固座设置在托板的一侧，紧固座与托板之间相互固定连接，所述平衡配重压块设置在一件平衡配重托架的一侧，所述导叶平衡配重压块设置在另一个平衡配重托架的一侧，所述平衡配重压块与导叶平衡配重压块均通过高强螺钉实现其与平衡配重托架的压紧与连接，所述平衡配重锁紧装置由链条、联接销轴与带座法兰组成，链条通过联接销轴与带座法兰相互联接，所述带座法兰设置在所述平衡配重托架的一侧，所述带座法兰与平衡配重托架之间通过高强螺栓相互联接。
进一步，所述导叶平衡配重压块的一侧与平衡配重压块的一侧均设置有用以实现对配重块压紧的压板，压板与紧固座之间通过压紧螺钉相互连接。
进一步，所述压板的下端设置有用以控制配重的位移及压紧量的挡套及设置在挡套下端的调节挡套。
进一步，所述紧固座设置有两个，两个紧固座相互平行安装在托板的一侧。
进一步，所述导叶的形状为形。
进一步，所述导叶上设置有配重装配区。
进一步，所述导叶小截面一侧为导叶出水边。
进一步，所述铰套的内部设置有活动铰轴，两件平衡配重托架之间通过铰轴相互联接。
进一步，所述链条通过两个联接销轴与两件带座法兰联接成整体，组成平衡配重锁紧部分。
进一步，所述组成平衡配重锁紧装置的带座法兰、联接销轴与链条均为低碳钢材料。
本发明的优点在于：本发明提供了一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，本发明根据垂直于导叶轴的截面形状，确定了一套由平衡配重托架、平衡配重压块、平衡配重锁紧装置等组成的导叶平衡配重装配卡具，以此装配卡具进行导叶的平衡配重装配，可以实现导叶平衡配重装配的要求，满足了导叶的加工要求，本发明中每两件平衡配重托架组成一对，使用活动铰轴相互联接，可以适应不同尺寸规格的导叶；本发明中的托板、紧固座用以承载平衡配重及配重定位；依靠法兰使用高强螺栓实现托架与平衡配重锁紧的联接，本发明中的链条的长度可以随时调整以适应不同规格导叶，本发明使用联接销轴实现链条与带座法兰的联接，本发明可以通过法兰使用高强螺栓实现平衡配重锁紧装置与平衡配重托架的联接与紧固，本发明使得导水机构的组成零件之导叶在轴颈及轴肩的加工过程中，使用本平衡配重装配卡具，可以代替原来的在导叶小截面一侧(出水边)上下两面焊接适宜平衡配重块的方法，省略了待导叶轴颈及肩部完成加工后，切除平衡配重块、磨平焊接部位焊疤等作业工序，缩短了导叶的加工工期，本装配卡具在水轮机技术领域内使用，具有装配方便、使用简单、便于调整、适应面广、缩短导叶加工工期等优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为导叶工作位置的结构示意图。
图2为导叶零件的结构示意图。
图3为导叶结构俯视示意图。
图4为导叶平衡配重装配卡具结构及使用示意图。
图5为导叶平衡配重压块形状示意图。
图6为导叶平衡配重托架的结构示意图。
图7为导叶平衡配重压块的结构示意图。
图8为导叶平衡配重锁紧装置的结构示意图。
图9为导叶平衡配重装配卡具的使用示意图。
其中：
1-导叶； 2-配重装配区； 3-导叶出水边；
4-导叶进水边； 5-链条； 6-平衡配重托架；
7-平衡配重压块； 8-平衡配重锁紧装置； 9-导叶轴心；
10-联接销轴； 11-螺栓连接副； 12-导叶平衡配重压块；
13-压紧螺钉； 14-活动铰轴； 15-铰套；
16-托板； 17-紧固座； 18-法兰；
19-压板； 20-挡套； 21-调节挡套；
22-带座法兰
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
图1为导叶工作位置的结构示意图，图2为导叶零件的结构示意图，图3为导叶结构俯视示意图，图4为导叶平衡配重装配卡具结构及使用示意图，图5为导叶平衡配重压块形状示意图，图6为导叶平衡配重托架结构示意图，图7为导叶平衡配重压块结构示意图，图8为导叶平衡配重锁紧结构示意图，图9为导叶平衡配重装配卡具的使用示意图，如图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7，图8与图9所示的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，该装配卡具套设在导叶工作面之上，装配卡具通过螺栓连接副11与导叶1相互连接，包括：平衡配重托架6、平衡配重压块7、导叶平衡配重压块12与平衡配重锁紧装置8，其特征在于：平衡配重托架6由铰套15、托板16、紧固座17与法兰18组成，所述平衡配重托架6设置有两件，每两件平衡配重托架6组成一对，铰套15固定连接在所述平衡配重托架6的一侧，两件平衡配重托架6相互连接，使用铰轴联接，可以适应不同尺寸规格的导叶。
紧固座17设置在托板16的一侧，紧固座17与托板16之间相互固定连接，所述平衡配重压块7设置在一件平衡配重托架6的一侧，所述导叶平衡配重压块12设置在另一个平衡配重托架6的一侧，所述平衡配重压块7与导叶平衡配重压块12均通过高强螺钉实现其与平衡配重托架6的压紧与连接，所述平衡配重锁紧装置8由链条5、联接销轴10与带座法兰22组成，链条5通过联接销轴10与带座法兰22相互联接，所述带座法兰22设置在所述平衡配重托架6的一侧，所述带座法兰22与平衡配重托架6之间通过高强螺栓相互联接。
本实施例的可选方案为，导叶平衡配重压块的一侧与平衡配重压块的一侧均设置有用以实现对配重块压紧的压板，压板与紧固座之间通过压紧螺钉相互连接，以保证工件(导叶)旋转平稳，提高加工质量。
本实施例的可选方案为，压板的下端设置有用以控制配重的位移及压紧量的挡套及设置在挡套下端的调节挡套。
本实施例的可选方案为，紧固座设置有两个，两个紧固座相互平行安装在托板的一侧。
本实施例的可选方案为，导叶的形状为形。
本实施例的可选方案为，导叶上设置有配重装配区。
本实施例的可选方案为，导叶小截面一侧为导叶出水边。
本实施例的可选方案为，铰套的内部设置有活动铰轴，两件平衡配重托架之间通过铰轴相互联接，可以适应不同尺寸规格的导叶。
本实施例的可选方案为，链条通过两个联接销轴与两件带座法兰联接成整体，组成平衡配重锁紧装置。
本实施例的可选方案为，组成平衡配重锁紧装置的带座法兰、联接销轴与链条均为低碳钢材料。
工作方式：本发明提供了一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，本发明的装配步骤为：
1)导叶按其工作位置及作用，其截面呈形(图1、图2、图3)，为保持导叶在机床上进行旋转加工时的转动平稳，必须在导叶出水边的两侧(图2所示标注的配重装配区)设置平衡配重。
2)平衡配重根据导叶的形状及重心偏移量确定其外形尺寸及厚度。
3)使用热切割(数控切割机)、机械加工等方法完成图4、图6、图7、图8中的联接销轴、活动铰轴、铰套、托板、紧固座、法兰、压板、挡套、调节挡套与带座法兰各单个零件的落料、加工等工序内容。
4)加工后的各个零件按其所属的各个结构(图6、图7、图8)完成组装并进行必要的焊接后，以机械加工方法满足各个结构的使用要求及性能。
5)根据导叶进水边适宜部位弧长(图3、图4)按链条节距选取适配的链条，使用两个联接销轴与两件带座法兰联接成整体，组成平衡配重锁紧部分，链条的柔性联接可以使锁紧结构适用于不同的导叶(图8)。
6)两件由铰套、托板、紧固座与法兰组成的平衡配重托架进行相关的焊接及机械加工(工作面、孔及螺孔等)后使用活动铰轴连为一体，采用铰轴联接型式可以保证两件托架与不同规格导叶的两面紧密贴合，紧固座用于实现平衡配重的定位及配重压块的联接(图6)。
7)两件由压板、挡套及调节挡套15、16、17组成的两个配重压块(图7)进行相关的焊接及机械加工(工作面、孔等)后，作为配重压块装配后的压紧及固定使用，调节挡套根据配重块的厚度并参考挡套进行选配。
8)完成上述第5、6、7项内容后，按照图4，使用螺栓联接副(包括双头螺柱、螺母、垫圈等)组成一套多规格导叶平衡配重装配卡具，使用时将卡具套于导叶工作面之上，通过螺栓联接副，调节卡具的卡紧力，每件导叶需要使用两套相同的装配卡具，另一套卡具的使用位置按照导叶平衡配重压块的尺寸确定。
9)将经过计算的平衡配重块按照导叶的装配区域进行装配(图4、图9)，并以压块(图7)进行固定，经过动平衡校核并合格后，便可进行导叶相关部位的旋转加工。
目前机组使用的导叶虽然各不相同，但是该平衡配重装配卡具可在一定的尺寸范围通过调整紧固联接件、调整链条长度、调整卡具的装配角度，可以用于多种规格的导叶的平衡配重的装配、紧固实现了装配卡具的通用性，避免了在每件导叶上逐一进行平衡配重焊接而导致的工效低、原材料浪费等现象。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，该装配卡具套设在导叶工作面之上，装配卡具通过螺栓连接副与导叶相互连接，包括：平衡配重托架、平衡配重压块、导叶平衡配重压块与平衡配重锁紧装置，其特征在于：平衡配重托架由铰套、托板、紧固座与法兰组成，所述平衡配重托架设置有两件，每两件平衡配重托架组成一对，铰套固定连接在所述平衡配重托架的一侧，两件平衡配重托架相互连接，紧固座设置在托板的一侧，紧固座与托板之间相互固定连接，所述平衡配重压块设置在一件平衡配重托架的一侧，所述导叶平衡配重压块设置在另一个平衡配重托架的一侧，所述平衡配重压块与导叶平衡配重压块均通过高强螺钉实现其与平衡配重托架的压紧与连接，所述平衡配重锁紧装置由链条、联接销轴与带座法兰组成，链条通过联接销轴与带座法兰相互联接，所述带座法兰设置在所述平衡配重托架的一侧，所述带座法兰与平衡配重托架之间通过高强螺栓相互联接。
2.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述导叶平衡配重压块的一侧与平衡配重压块的一侧均设置有用以实现对配重块压紧的压板，压板与紧固座之间通过压紧螺钉相互连接。
3.根据权利要求2所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述压板的下端设置有用以控制配重的位移及压紧量的挡套及设置在挡套下端的调节挡套。
4.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述紧固座设置有两个，两个紧固座相互平行安装在托板的一侧。
5.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述导叶的形状为形。
6.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述导叶上设置有配重装配区。
7.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述导叶小截面一侧为导叶出水边。
8.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述铰套的内部设置有活动铰轴，两件平衡配重托架之间通过铰轴相互联接。
9.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述链条通过两个联接销轴与两件带座法兰联接成整体，组成平衡配重锁紧装置。
10.根据权利要求1所述的一种多规格导叶加工使用的平衡配重装配卡具，其特征在于：所述组成平衡配重锁紧装置的带座法兰、联接销轴与链条均为低碳钢材料。
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