CN111098149B - 燃气轮机叶片层式流水线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气轮机叶片层式流水线，其包括用于预组对叶轮与叶片的胎具总成(20)、双层设置的机架总成(1)、设置在机架总成(1)一端的外衔接装置(2)、以及设置在机架总成(1)另一端的中间衔接装置(11)；在机架总成(1)底层处，从外衔接装置(2)输入端到中间衔接装置(11)输入端依次分布有用于对组对好叶片与叶轮对接处进行点焊的点焊工位(3)、对点焊处进行清渣处理的第一清渣工位(4)、对叶片与叶轮进行连续焊接的焊接工位(5)、对连续焊接进行清渣的第二清渣工位(6)、对叶片与叶轮振动去应力的焊后振动工位(7)；本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

燃气轮机叶片层式流水线

技术领域

本发明涉及燃气轮机叶片层式流水线。

背景技术

燃气轮机广泛应用于飞机、船舶等领域，通常工作在高温、高压、高载荷、高腐蚀以及工况状态变化剧烈的极端条件下，极易产生疲劳失效。而叶片为燃气轮机的核心部件，其表面完整性控制对其工作性能与寿命有重要影响。通过燃气轮机叶片类典型复杂结构件进行精密磨削等加工工艺，从而提高磨削加工后燃气轮机叶片的抗疲劳性能。燃气轮机叶片加工有焊接成型或铸造成型，而焊接成型由于其节约原料，避免铸造缺陷，可以对叶片进行强化处理，而受到广泛使用，针对叶轮叶片，现有加工工艺采用流水线工艺，其占地面积大，辅助工序多，周转时间长，效率低下。

发明内容

本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种燃气轮机叶片层式流水线。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

燃气轮机叶片层式流水线，包括用于预组对叶轮与叶片的胎具总成实现对组对工件的预安装、双层设置的机架总成为支撑、设置在机架总成一端的外衔接装置实现胎具与其他工序的衔接、以及设置在机架总成另一端的中间衔接装置，实现上下层之间的工序衔接；

在机架总成底层处，从外衔接装置输入端到中间衔接装置输入端依次分布有用于对组对好的叶片与叶轮对接处进行点焊的点焊工位实现对工件组件的预固定、对点焊处进行清渣处理的第一清渣工位对焊渣进行清理、对叶片与叶轮进行连续焊接的焊接工位实现连续焊接，通过二次焊接，减少焊接变形，对连续焊接进行清渣的第二清渣工位进行清渣处理、对叶片与叶轮振动去应力的焊后振动工位检测焊后强度，对焊渣进行清理、对焊接处进行探伤检测的探伤工位实现对焊缝内部进行检测，避免虚焊、过烧等缺陷，及时补救，对叶片与叶轮的工件整体进行抛丸强化处理的抛丸工位使得工件释放焊接应力，提高工件强度、以及对抛丸强度硬度进行检测的第一检测工位，通过人工观察或常规仪器检测，完成热加工；

本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。

附图说明

图1是本发明整体的结构示意图。

图2是本发明爆炸的结构示意图。

图3是本发明局部一的结构示意图。

图4是本发明局部二的结构示意图。

图5是本发明胎具的结构示意图。

图6是本发明局部三的结构示意图。

其中：1、机架总成；2、外衔接装置；3、点焊工位；4、第一清渣工位；5、焊接工位；6、第二清渣工位；7、焊后振动工位；8、探伤工位；9、抛丸工位；10、第一检测工位；11、中间衔接装置；12、中间推送工位；13、加工工位；14、检测工位；15、磨削内孔工位；16、磨削端面工位；17、仿形磨削扇叶工位；18、平衡试验工位；19、输出推送工位；20、胎具总成；21、通风管道；22、切屑输出管路；23、加工机头；24、夹持机械手；25、纵向导槽；26、静压导轨；27、纵向导轨；28、中间驱动链轮；29、中间旋转轴；30、中间从动链条；31、中间链咬合座；32、中间导向立柱；33、中间升降架；34、中间检测器；35、中间前挡杆；36、胎具座；37、胎具滑轨；38、胎具插孔；39、胎具导轮；40、胎具定位镂空板；41、推出驱动链轮；42、推出旋转轴；43、推出传送链条；44、推出弹性顶头；45、推出中间支撑链轮；46、送入驱动轮轴；47、送入驱动链条；48、送入卡座；49、送入顶头；50、中间推送链条；51、中间推送旋转轴；52、中间推送齿轮；53、中间推送L端；54、中间纵向移动齿条；55、中间推送导轨。

具体实施方式

如图1-6所示，本实施例的燃气轮机叶片层式流水线，包括用于预组对叶轮与叶片的胎具总成20实现对组对工件的预安装、双层设置的机架总成1为支撑、设置在机架总成1一端的外衔接装置2实现胎具与其他工序的衔接、以及设置在机架总成1另一端的中间衔接装置11，实现上下层之间的工序衔接；

在机架总成1底层处，从外衔接装置2输入端到中间衔接装置11输入端依次分布有用于的对组对好叶片与叶轮对接处进行点焊的点焊工位3实现对工件组件的预固定、对点焊处进行清渣处理的第一清渣工位4对焊渣进行清理、对叶片与叶轮进行连续焊接的焊接工位5实现连续焊接，通过二次焊接，减少焊接变形，对连续焊接进行清渣的第二清渣工位6进行清渣处理、对叶片与叶轮振动去应力的焊后振动工位7检测焊后强度，对焊渣进行清理、对焊接处进行探伤检测的探伤工位8实现对焊缝内部进行检测，避免虚焊、过烧等缺陷，及时补救，对叶片与叶轮的工件整体进行抛丸强化处理的抛丸工位9使得工件释放焊接应力，提高工件强度、以及对抛丸强度硬度进行检测的第一检测工位10，通过人工观察或常规仪器检测，完成热加工；

在机架总成1上层处，从中间衔接装置11输出端到外衔接装置2输出端依次分布有将工件纵向推送的中间推送工位12、对工件进行冷加工的加工工位13、对工件加工尺寸与形位公差进行检测的检测工位14、对工件主轴孔磨削的磨削内孔工位15、对工件端面磨削的磨削端面工位16、对叶片表面进行磨削的仿形磨削扇叶工位17、对工件进行旋转动平衡试验的平衡试验工位18、以及将工件送出的输出推送工位19；从而完成对工件的冷加工工序，与平衡试验，可以辅助机械手等常规辅助装置。

胎具总成20从外衔接装置2输入端送入、依次经过点焊工位3、第一清渣工位4、焊接工位5、第二清渣工位6、焊后振动工位7、探伤工位8、抛丸工位9、第一检测工位10、中间衔接装置11、中间推送工位12、加工工位13、检测工位14、磨削内孔工位15、磨削端面工位16、仿形磨削扇叶工位17、平衡试验工位18、以及输出推送工位19，从外衔接装置2输出端送出；从而实现各个通过工序的衔接。

在点焊工位3、第一清渣工位4、焊接工位5、第二清渣工位6、焊后振动工位7、探伤工位8、抛丸工位9、第一检测工位10、中间衔接装置11、中间推送工位12、加工工位13、检测工位14、磨削内孔工位15、磨削端面工位16、仿形磨削扇叶工位17、平衡试验工位18、和/或输出推送工位19分别设置有用于吹风对工件冷却的通风管道21；从而实现各个工序的衔接。

通风管道21通过三通阀门分别连接空压机与抽风机，从而实现抽风吸尘，通风进行清理。

在点焊工位3、第一清渣工位4、焊接工位5、第二清渣工位6、抛丸工位9、加工工位13、检测工位14、磨削内孔工位15、磨削端面工位16、和/或仿形磨削扇叶工位17分别设置有用于收集切屑的切屑输出管路22；从而辅助上述 工位进行作业。

在点焊工位3、第一清渣工位4、焊接工位5、第二清渣工位6、焊后振动工位7、探伤工位8、抛丸工位9、第一检测工位10、中间衔接装置11、中间推送工位12、加工工位13、检测工位14、磨削内孔工位15、磨削端面工位16、仿形磨削扇叶工位17、平衡试验工位18、和/或输出推送工位19分别设置根部安装在机架总成1上的加工机头23；

其中，在点焊工位3与焊接工位5分别设置有焊接机械人，在第一清渣工位4与第二清渣工位6分别设置有敲击机器人与喷丸机器人，在焊后振动工位7设置有振动器，在探伤工位8设置有探伤仪，抛丸工位9设置有抛丸机，在第一检测工位10设置有检查站，在加工工位13设置有对焊接后的轮机叶片进行冷加工的冷加工机头，在检测工位14设置有检查站，在磨削内孔工位15设置有内孔磨头，在磨削端面工位16设置有端面磨，在仿形磨削扇叶工位17设置有数控磨床或仿形磨床，在平衡试验工位18设置有动平衡测试器。从而实现各个工序的加工。

在机架总成1上纵向设置有纵向导槽25与纵向导轨27，在纵向导槽25一侧设置有静压导轨26，在机架总成1上设置有位于加工机头23一侧且用于夹持工件的夹持机械手24；从而辅助完成工件的工位变化与配合加工作业。

胎具总成20包括胎具座36、设置在胎具座36上且用于在纵向导槽25中滑动的胎具滑轨37、设置在胎具座36上且用于插入机械臂或叉子的胎具插孔38、设置在胎具座36上表面与纵向导轨27下表面滚动接触的胎具导轮39、设置在胎具座36上且用于组卡安装或电磁安装工件的胎具定位镂空板40。其实现对工件叶片叶轮的预组对，通过静压导轨减少前行阻力，方便胎具之间的推送。镂空板方便卡具的组装。

中间衔接装置11包括竖直设置在机架总成1上的中间导向立柱32、升降在中间导向立柱32上且用于承载胎具总成20的中间升降架33、设置在机架总成1上的中间驱动链轮28、与中间驱动链轮28传动连接的中间旋转轴29、升降传送且与中间旋转轴29输出链轮传动连接的中间从动链条30、设置在中间从动链条30上且与中间升降架33连接的中间链咬合座31、设置在中间升降架33上且用于检测胎具总成20是否在中间升降架33上的中间检测器34、以及设置在中间升降架33上的中间前挡杆35；通过链条实现中间升降架33带动胎具升降。

在中间推送工位12设置有中间推送链条50，中间推送链条50传动连接有中间推送旋转轴51，设置在中间推送旋转轴51上的中间推送齿轮52，在机架总成1上纵向移动设置有与中间推送齿轮52啮合的中间纵向移动齿条54，在中间纵向移动齿条54上设置有用于推送胎具总成20的中间推送L端53，在机架总成1上纵向移动设置有中间推送导轨55，在中间纵向移动齿条54上设置有中间推送导轨55滚动接触的滚轮；通过链条传动驱动齿轮旋转 ，从而带动齿条纵向移动，中间推送L端53将胎具推送出，利用齿条实现长距离传送，从而方便胎具的上升；

外衔接装置2与中间衔接装置11结构相同，都是采用链条控制升降。

在输出推送工位19设置有推出驱动链轮41，推出驱动链轮41传动连接有推出旋转轴42，推出旋转轴42传动连接有推出传送链条43，在推出传送链条43上设置有将胎具总成20推出输出推送工位19的推出弹性顶头44，在输出推送工位19设置有与推出传送链条43啮合的推出中间支撑链轮45；通过推出弹性顶头44推送，从而使得胎具彻底离开输出推送工位19进入外衔接装置2所在工位，从而实现工序输出，方便后续的胎具上升，而不挡碍。

在外衔接装置2的外衔接升降架上设置有送入驱动轮轴46，送入驱动轮轴46传动连接有送入驱动链条47，在送入驱动链条47设置有送入卡座48，在送入卡座48上设置有用于将胎具总成20推出的送入顶头49；从而通过链条驱动送入顶头49将顶升的胎具纵向送出，从而送入底层的点焊工位；同时由于胎具纵向排列，后续的胎具将前方的胎具进行同步前行推送，节约动力。本发明将冷加工与热加工柔和，节约空间，实现工序的C型路线传送。

本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。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实施例技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种燃气轮机叶片层式流水线，其特征在于：包括用于预组对叶轮与叶片的胎具总成（20）、双层设置的机架总成（1）、设置在机架总成（1）一端的外衔接装置（2）、以及设置在机架总成（1）另一端的中间衔接装置（11）；

在机架总成（1）底层处，从外衔接装置（2）输入端到中间衔接装置（11）输入端依次分布有用于对组对好的叶片与叶轮对接处进行点焊的点焊工位（3）、对点焊处进行清渣处理的第一清渣工位（4）、对叶片与叶轮进行连续焊接的焊接工位（5）、对连续焊接进行清渣的第二清渣工位（6）、对叶片与叶轮振动去应力的焊后振动工位（7）、对焊接处进行探伤检测的探伤工位（8）、对叶片与叶轮的工件整体进行抛丸强化处理的抛丸工位（9）、以及对抛丸强度硬度进行检测的第一检测工位（10）；在机架总成（1）上层处，从中间衔接装置（11）输出端到外衔接装置（2）输出端依次分布有将工件纵向推送的中间推送工位（12）、对工件进行冷加工的加工工位（13）、对工件加工尺寸与形位公差进行检测的检测工位（14）、对工件主轴孔磨削的磨削内孔工位（15）、对工件端面磨削的磨削端面工位（16）、对叶片表面进行磨削的仿形磨削扇叶工位（17）、对工件进行旋转动平衡试验的平衡试验工位（18）、以及将工件送出的输出推送工位（19），

胎具总成（20）从外衔接装置（2）输入端送入、依次经过点焊工位（3）、第一清渣工位（4）、焊接工位（5）、第二清渣工位（6）、焊后振动工位（7）、探伤工位（8）、抛丸工位（9）、第一检测工位（10）、中间衔接装置（11）、中间推送工位（12）、加工工位（13）、检测工位（14）、磨削内孔工位（15）、磨削端面工位（16）、仿形磨削扇叶工位（17）、平衡试验工位（18）、以及输出推送工位（19），从外衔接装置（2）输出端送出；

在点焊工位（3）、第一清渣工位（4）、焊接工位（5）、第二清渣工位（6）、焊后振动工位（7）、探伤工位（8）、抛丸工位（9）、第一检测工位（10）、中间衔接装置（11）、中间推送工位（12）、加工工位（13）、检测工位（14）、磨削内孔工位（15）、磨削端面工位（16）、仿形磨削扇叶工位（17）、平衡试验工位（18）、和/或输出推送工位（19）分别设置有用于吹风对工件冷却的通风管道（21）；

通风管道（21）通过三通阀门分别连接空压机与抽风机。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机叶片层式流水线，其特征在于: 在点焊工位（3）、第一清渣工位（4）、焊接工位（5）、第二清渣工位（6）、抛丸工位（9）、加工工位（13）、检测工位（14）、磨削内孔工位（15）、磨削端面工位（16）、和/或仿形磨削扇叶工位（17）分别设置有用于收集切屑的切屑输出管路（22）；

在点焊工位（3）、第一清渣工位（4）、焊接工位（5）、第二清渣工位（6）、焊后振动工位（7）、探伤工位（8）、抛丸工位（9）、第一检测工位（10）、中间衔接装置（11）、中间推送工位（12）、加工工位（13）、检测工位（14）、磨削内孔工位（15）、磨削端面工位（16）、仿形磨削扇叶工位（17）、平衡试验工位（18）、和/或输出推送工位（19）分别设置根部安装在机架总成（1）上的加工机头（23）；

其中，在点焊工位（3）与焊接工位（5）分别设置有焊接机械人，在第一清渣工位（4）与第二清渣工位（6）分别设置有敲击机器人与喷丸机器人，在焊后振动工位（7）设置有振动器，在探伤工位（8）设置有探伤仪，抛丸工位（9）设置有抛丸机，在第一检测工位（10）设置有检查站，在加工工位（13）设置有对焊接后的轮机叶片进行冷加工的冷加工机头，在检测工位（14）设置有检查站，在磨削内孔工位（15）设置有内孔磨头，在磨削端面工位（16）设置有端面磨，在仿形磨削扇叶工位（17）设置有数控磨床或仿形磨床，在平衡试验工位（18）设置有动平衡测试器。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机叶片层式流水线，其特征在于: 在机架总成（1）上纵向设置有纵向导槽（25）与纵向导轨（27），在纵向导槽（25）一侧设置有静压导轨（26），在机架总成（1）上设置有位于加工机头（23）一侧且用于夹持工件的夹持机械手（24）；

胎具总成（20）包括胎具座（36）、设置在胎具座（36）上且用于在纵向导槽（25）中滑动的胎具滑轨（37）、设置在胎具座（36）上且用于插入机械臂或叉子的胎具插孔（38）、设置在胎具座（36）上表面与纵向导轨（27）下表面滚动接触的胎具导轮（39）、设置在胎具座（36）上且用于组卡安装或电磁安装工件的胎具定位镂空板（40）。

4.根据权利要求3所述的燃气轮机叶片层式流水线，其特征在于:

中间衔接装置（11）包括竖直设置在机架总成（1）上的中间导向立柱（32）、升降在中间导向立柱（32）上且用于承载胎具总成（20）的中间升降架（33）、设置在机架总成（1）上的中间驱动链轮（28）、与中间驱动链轮（28）传动连接的中间旋转轴（29）、升降传送且与中间旋转轴（29）输出链轮传动连接的中间从动链条（30）、设置在中间从动链条（30）上且与中间升降架（33）连接的中间链咬合座（31）、设置在中间升降架（33）上且用于检测胎具总成（20）是否在中间升降架（33）上的中间检测器（34）、以及设置在中间升降架（33）上的中间前挡杆（35）；

在中间推送工位（12）设置有中间推送链条（50），中间推送链条（50）传动连接有中间推送旋转轴（51），设置在中间推送旋转轴（51）上的中间推送齿轮（52），在机架总成（1）上纵向移动设置有与中间推送齿轮（52）啮合的中间纵向移动齿条（54），在中间纵向移动齿条（54）上设置有用于推送胎具总成（20）的中间推送L端（53），在机架总成（1）上纵向移动设置有中间推送导轨（55），在中间纵向移动齿条（54）上设置有中间推送导轨（55）滚动接触的滚轮；

在输出推送工位（19）设置有推出驱动链轮（41），推出驱动链轮（41）传动连接有推出旋转轴（42），推出旋转轴（42）传动连接有推出传送链条（43），在推出传送链条（43）上设置有将胎具总成（20）推出输出推送工位（19）的推出弹性顶头（44），在输出推送工位（19）设置有与推出传送链条（43）啮合的推出中间支撑链轮（45）；

外衔接装置（2）与中间衔接装置（11）结构相同；

在外衔接装置（2）的外衔接升降架上设置有送入驱动轮轴（46），送入驱动轮轴（46）传动连接有送入驱动链轮（47），在送入驱动链轮（47）设置有送入卡座（48），在送入卡座（48）上设置有用于将胎具总成（20）推出的送入顶头（49）。

Images