CN114012342A - 基于一种楔形辅助装置的水轮机转轮定位装焊方法 - Google Patents

基于一种楔形辅助装置的水轮机转轮定位装焊方法 Download PDF

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CN114012342A CN202111507599.4A CN202111507599A CN114012342A CN 114012342 A CN114012342 A CN 114012342A CN 202111507599 A CN202111507599 A CN 202111507599A CN 114012342 A CN114012342 A CN 114012342A
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Abstract

本发明涉及水泵水轮机转轮分盘装焊精准定位技术领域，尤其涉及基于一种楔形辅助装置的水轮机转轮定位装焊方法，采用倒装序进行转轮的定位装焊，通过数控机床设定统一的加工基准，加工上冠叶盘、内环叶盘和外环叶盘；若干楔形辅助装置，沿上冠叶盘的周向间隔布设并安装于上冠叶盘的流道中；将上冠叶盘调在装配平台上行找正固定；依次放置并调节内环叶盘和外环叶盘按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却。本技术方案基于转轮精准装配和缩短装配周期两个出发点，在保证装配精确定位和通用性的同时，一定程度上降低劳动强度、缩短装配周期、降低生产成本。

Description

基于一种楔形辅助装置的水轮机转轮定位装焊方法
技术领域
本发明涉及水泵水轮机转轮分盘装焊精准定位技术领域，尤其涉及基于一种楔形辅助装置的水轮机转轮定位装焊方法。
背景技术
抽水蓄能电站在我国电力系统中发挥重要作用，其机组使用有水泵和水轮机两种工况，承担调峰填谷、季节性调蓄等功能。超高水头水泵水轮机具有高水头、高转速、大容量、运行工况复杂等特点。因此，水泵水轮机转轮装焊尺寸偏差控制极为严格，尤其是控制转轮的开档尺寸，这样才能保证机组稳定高效运行。
传统的水泵水轮机转轮装配定位方法是将下环分割为内、外环，采用倒装序，先装配上冠，再依次装配叶片，最后装配下环的内环、外环，此装配工艺方案存在以下问题：
1）转轮按划线基准装配、定位精度差：转轮叶片在上冠、下环上的定位方式是使单个叶片上的角点与其在转轮水平投影中的位置重合，叶片角点在转轮上冠、下环的投影点由钳工划线确定，装配误差、划线误差等误差累积导致转轮装配精度差。
2）转轮开档尺寸无法精确控制：为保证转轮开口和开档尺寸，装配过程中需反复调整叶片在上冠的位置。传统的调整工艺方案为：在水泵水轮机转轮上冠焊接定位块，在定位块上面增加螺纹拉紧器（类似于电线杆的拉索），一端焊在上冠，一端接转轮吊耳，通过调整叶片位置，来控制转轮的开档尺寸，整个装配微调效率较低下且无法精确控制公差。
3）下环装配可视性差、不能精确定位：目前大部分水泵水轮机转轮制造都考虑焊接工艺性，将下环分割为内、外环，上冠与叶片装配后，再进行下环外环段装配，装配工在进行叶片角点与下环内环、外环装配时，受装配工位、空间、视角等因素影响，无法保证精确定位。
4）装配周期长、需反复调整，劳动强度大：受上冠、下环、叶片的加工精度、装配团队的熟练度、叶片的结构性等因素的影响，上冠、叶片和下环的装配存在误差，需要多人长时间协作，多次调整才能完成，严重影响装配精度及周期。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术方案的不足，解决现有水泵水轮机转轮由于装配、定位精度差带来制造技术瓶颈问题，基于转轮精准装配和缩短装配周期两个出发点，提出一种楔形辅助装置的水轮机转轮定位装焊方法，在保证装配精确定位和通用性的同时，一定程度上降低劳动强度、缩短装配周期、降低生产成本。
具体通过以下技术方案实现：
所述构件加工：通过数控机床设定统一的加工基准，在该加工基准下加工转轮的所有组成构件，组成构件包括上冠叶盘、内环叶盘和外环叶盘；在各组成构件的加工过程中，在上冠叶盘上加工若干装配用的销孔，在内环叶盘和外环叶盘上加工定位销，并通过做标识记录或打钢印编号的方式，使销孔与定位销一一对应；
所述安装楔形辅助装置：准备若干楔形辅助装置，沿上冠叶盘的周向间隔布设并安装于上冠叶盘的流道中；
所述构件定位：将上冠叶盘调运至装配平台上，并在装配平台上对上冠叶盘进行找正固定；
所述构件装配包括以下步骤：
a．将内环叶盘调运至上冠叶盘的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘的销孔与上冠叶盘上相应的定位销对应后，将内环叶盘放置于上冠叶盘上，以确定内环叶盘与上冠叶盘的径向相对位置关系；
b．通过调节楔形辅助装置调节内环叶盘的高度以及内环叶盘与上冠叶盘的径向平行度；待满足开档高度以及平行度要求后，对内环叶盘与上冠叶盘进行定位焊接；
c．将外环叶盘调运至上冠叶盘和内环叶盘的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘的销孔与上冠叶盘上相应的定位销对应后，将外环叶盘放置于上冠叶盘上，以确定外环叶盘与上冠叶盘的径向相对位置关系；
d．通过调节楔形辅助装置调节外环叶盘的开档高度以及内环叶盘与上冠叶盘的径向平行度，待满足开档高度以及平行度要求后，对外环叶盘与上冠叶盘进行定位焊接；
e．按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却；
f．采用人工将楔形辅助装置从上冠叶盘上拆卸下来，即完成整个转轮的定位装焊，即完成整个转轮的定位装焊。
优选的，所述楔形辅助装置包括楔形底座、楔形滑块和双向调节螺杆，楔形底座顶部的一端设置有限位连接板；楔形滑块设置于楔形滑块顶部，并与楔形底座楔形配合；双向调节螺杆包括“工”字连接件，“工”字连接件贯穿限位连接板，并与限位连接板周向活动连接；“工”字连接件的一端设置有操作杆，“工”字连接件的另一端设置有螺纹杆，双向调节螺杆通过螺纹杆与楔形滑块螺旋活动连接。
优选的，所述构件加工的过程中，加工上冠叶盘时，在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程在流道中预留用于安装楔形辅助装置的凸台结构。
优选的，所述凸台结构包括用于调节内环叶盘的内环凸台和用于调节外环叶盘的外环凸台。
优选的，所述楔形底座的底部设置有用于与凸台结构配合的定位槽，楔形底座的两侧分别设置有与定位槽相通的螺纹孔，螺旋孔中设置有用于使楔形辅助装置与凸台结构相对固定的紧固螺栓。
优选的，所述安装楔形辅助装置是上冠叶盘加工完成后，在上冠叶盘的加工工位上进行的，待楔形辅助装置完成安装后，利用数控机床基于加工基准对楔形辅助装置的上表面进行平面度精准加工。
优选的，所述凸台结构的轴心处设置有定位插槽；所述定位槽的轴心处设置有贯穿楔形底座的定位插孔，所述楔形滑块上垂向贯穿设置有限位孔，且限位孔的横截面呈椭圆形。
优选的，所述构件定位的过程中，待完成上官叶盘的找正固定后，还包括在所有楔形辅助装置中插入台阶销，台阶销依次穿过限位槽和插孔后，插入到插槽中。
优选的，所述楔形底座和楔形滑块的斜面倾斜角度为10°~20°。
优选的，所述构建定位的过程中，将上冠叶盘调运至装配平台上之前，还需要清理装配平台，即采用毛刷和/或抹布清楚装配平台上的粉尘、杂质和油污。
优选的，所述构建定位的过程中，是采用百分表对上冠叶盘进行找正，找正后的上冠叶盘，其平面度在0.05mm以内。
本技术方案带来的有益效果：
1）本技术方案采用了创新的转轮分叶盘制造技术，直接沿转轮流道将转轮分割为上冠叶盘、内环叶盘和外环叶盘，取代了传统的转轮分上冠、叶片、下环的制造技术，突破了装配可视性和焊接可达性的瓶颈；相对于投影定位，本技术方案采用销孔与定位销配合定位的方式，省去了画线流程，且所有的组成构件以及装配所需的辅助结构（具体指销孔和定位销）都是在同一个加工基准下被加工成型。综上所述，本技术方案不仅简化了装配工艺，还最大限度减小装配误差，确保了装配精度。
2）在本技术方案中，水轮机转轮的所有组成构件基于同一加工基准下被加工成形，为后期高精度定位装焊打下了可靠的基础；进一步的，本技术方案采用先固定上冠叶盘，再依次装配内环叶盘和外环叶盘的倒装序进行转轮的定位装焊，并采用楔形辅助装置做调节，可轻松调节并精确控制组成构件的开档尺寸，即，不仅提高了调节效率，且可精确控制公差；另外，基于楔形辅助装置的支撑作用下，可有效补偿焊接收缩量，大大提高了水轮机转轮的装焊精度。
3）本技术方案针在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程在流道中预留用于安装楔形辅助装置的凸台结构，确定了辅助装置的布设位置，为辅助装置的安装提供了便利；进一步的，针对内环叶盘和外环叶盘设置了内环凸台结构和外环凸台结构，避免内环叶盘的装配工作和外环叶盘的装配工作相互影响。
4）本技术方案使用的楔形辅助装置，安装简单，通过调节两个紧固螺栓便能快速实现稳定安装，调节轻松方便，采用双向调节螺杆实现调节，一个人便可操作，无需多人长时间协作多次调整，可大大减少转轮装配过程中反复微调的冗余工作，很大程度上降低程度上降低劳动强度，从而提高了装配效率，缩短装配周期，并节约人工和装配成本。
附图说明
本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚，其中：
图1为一种上冠叶盘找正固定后的俯视结构示意图；
图2为一种内环叶盘装配后结构示意图；
图3为一种外环叶盘装配后的结构示意图；
图4为一种楔形辅助装置的俯视结构示意图；
图5为插入台阶销后的楔形辅助装置正面剖视结构示意图；
图中：
1、上冠叶盘；2、内环叶盘；3、外环叶盘；4、楔形辅助装置；4.1、楔形底座；4.1.1、定位槽；4.1.2、定位插孔；4.2、楔形滑块；4.2.1、限位孔；4.3、双向调节螺杆；4.3.1、“工”字连接件；4.3.2、操作杆；4.3.3、螺纹杆；4.4、限位连接板；4.5、紧固螺栓；5、凸台结构；5.1、内环凸台；5.2、外环凸台；6、定位插槽；7、台阶销。
具体实施方式
为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付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。
实施例1
本实施例公开了基于一种楔形辅助装置4的水轮机转轮定位装焊方法，作为本发明一种基本的实施方案，是采用倒装序进行转轮的定位装焊，包括构件加工、安装楔形辅助装置4、构件定位和构件装配。
所述构件加工：通过数控机床设定统一的加工基准，在该加工基准下加工转轮的所有组成构件，组成构件包括上冠叶盘1、内环叶盘2和外环叶盘3；在各组成构件的加工过程中，在上冠叶盘1上加工若干装配用的销孔，在内环叶盘2和外环叶盘3上加工定位销，并通过做标识记录或打钢印编号的方式，使销孔与定位销一一对应。即，所有的组成构件以及装配所需的辅助结构（具体指销孔和定位销）都是在同一个加工基准下被加工成型，确保了各组成构件之间的相对精度，为后期高精度定位装焊打下了可靠的基础。
所述安装楔形辅助装置4：准备若干楔形辅助装置4，沿上冠叶盘1的周向间隔布设并安装于上冠叶盘1的流道中。其中，所述找正具体是通过水平仪找平即可。
所述构件定位：将上冠叶盘1调运至装配平台上，并在装配平台上对上冠叶盘1进行找正固定。
所述构件装配包括以下步骤：
a．将内环叶盘2调运至上冠叶盘1的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘2的销孔与上冠叶盘1上相应的定位销对应后，将内环叶盘2放置于上冠叶盘1上，以确定内环叶盘2与上冠叶盘1的径向相对位置关系；
b．通过调节楔形辅助装置4调节内环叶盘2的高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度；待满足开档高度以及平行度要求后，对内环叶盘2与上冠叶盘1进行定位焊接；具体的，可利用塞尺检测内环叶盘2与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内；
c．将外环叶盘3调运至上冠叶盘1和内环叶盘2的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘2的销孔与上冠叶盘1上相应的定位销对应后，将外环叶盘3放置于上冠叶盘1上，以确定外环叶盘3与上冠叶盘1的径向相对位置关系；
d．通过调节楔形辅助装置4调节外环叶盘3的开档高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度，待满足开档高度以及平行度要求后，对外环叶盘3与上冠叶盘1进行定位焊接；具体的，可利用塞尺检测外环叶盘3与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内；
e．按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却；
f．采用人工将楔形辅助装置4从上冠叶盘1上拆卸下来，即完成整个转轮的定位装焊，即完成整个转轮的定位装焊。
本技术方案采用了创新的转轮分叶盘制造技术，直接沿转轮流道将转轮分割为上冠叶盘1、内环叶盘2和外环叶盘3，取代了传统的转轮分上冠、叶片、下环的制造技术，突破了装配可视性和焊接可达性的瓶颈；相对于投影定位，本技术方案采用销孔与定位销配合定位的方式，省去了画线流程，且所有的组成构件以及装配所需的辅助结构（具体指销孔和定位销）都是在同一个加工基准下被加工成型。综上所述，本技术方案不仅简化了装配工艺，还最大限度减小装配误差，确保了装配精度。
本技术方案采用先固定上冠叶盘1，再依次装配内环叶盘2和外环叶盘3的倒装序进行转轮的定位装焊，并采用楔形辅助装置4做调节，可轻松调节并精确控制组成构件的开档尺寸，即，不仅提高了调节效率，且可精确控制公差；另外，基于楔形辅助装置4的支撑作用下，可有效补偿焊接收缩量，大大提高了水轮机转轮的装焊精度。
实施例2
本实施例公开了基于一种楔形辅助装置4的水轮机转轮定位装焊方法，作为本发明一种优选的实施方案，采用倒装序进行转轮的定位装焊，包括构件加工、安装楔形辅助装置4、构件定位和构件装配。
构件加工：通过数控机床设定统一的加工基准，在该加工基准下加工转轮的所有组成构件，组成构件包括上冠叶盘1、内环叶盘2和外环叶盘3；在各组成构件的加工过程中，在上冠叶盘1上加工若干装配用的销孔，在内环叶盘2和外环叶盘3上加工定位销，并通过做标识记录或打钢印编号的方式，使销孔与定位销一一对应。
安装楔形辅助装置4：准备若干楔形辅助装置4，加工上冠叶盘1时，在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程在流道中预留用于安装楔形辅助装置4的凸台结构5，凸台结构5的数量与楔形辅助装置4对应，根据楔形辅助装置4的布设要求，所有凸台结构5沿上冠叶盘1的周向间隔在上冠叶盘1的流道中。然后在所有凸台结构5上一一安装楔形辅助装置4，为确保后期的装配定位基准面的平面度，在上冠叶盘1及流道数控加工工步中，加入楔形辅助装置4上表面加工工步，利用数控机床基于加工基准对楔形辅助装置4的上表面进行平面度精准加工。
进一步的，凸台结构5包括内环凸台5.1和外环凸台5.2，内环凸台5.1与外环凸台5.2是相对存在的；所谓内环凸台5.1，即用于调节内环叶盘2的的凸台结构5，处于一个以上冠叶盘1的轴心为圆心的内圆上，该内圆的半径小于内环叶盘2的半径，内圆上间隔设置有若干个内环凸台5.1，以满足对内环叶盘2的稳定支撑需求；所谓外环凸台5.2，即用于调节外环叶盘3的凸台结构5，处于一个与以上冠叶盘1的轴心为圆心的外圆上，该内圆的半径大于内环叶盘2的半径，小于外环叶盘3的半径，外圆上间隔设置有若干个外环凸台5.2，以满足对内环叶盘2的稳定支撑需求。
构件定位：将上冠叶盘1调运至装配平台上，并在装配平台上对上冠叶盘1进行找正固定。
构件装配包括以下步骤：
a．将内环叶盘2调运至上冠叶盘1的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘2的销孔与上冠叶盘1上相应的定位销对应后，将内环叶盘2放置于上冠叶盘1上，以确定内环叶盘2与上冠叶盘1的径向相对位置关系；
b．通过调节楔形辅助装置4调节内环叶盘2的高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度；待满足开档高度以及平行度要求后，对内环叶盘2与上冠叶盘1进行定位焊接；具体的，可利用塞尺检测内环叶盘2与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内；
c．将外环叶盘3调运至上冠叶盘1和内环叶盘2的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘2的销孔与上冠叶盘1上相应的定位销对应后，将外环叶盘3放置于上冠叶盘1上，以确定外环叶盘3与上冠叶盘1的径向相对位置关系；
d．通过调节楔形辅助装置4调节外环叶盘3的开档高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度，待满足开档高度以及平行度要求后，对外环叶盘3与上冠叶盘1进行定位焊接；具体的，可利用塞尺检测外环叶盘3与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内；
e．按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却；
f．采用人工沿上冠叶盘1的流道曲面打磨凸台结构5，以将凸台结构5和楔形辅助装置4一同从上冠叶盘1上拆卸下来，即完成整个转轮的定位装焊。
本技术方案针在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程在流道中预留用于安装楔形辅助装置4的凸台结构5，确定了辅助装置的布设位置，为辅助装置的安装提供了便利；进一步的，针对内环叶盘2和外环叶盘3设置了内环凸台5.1结构5和外环凸台5.2结构5，避免内环叶盘2的装配工作和外环叶盘3的装配工作相互影响。
实施例3
本实施例公开了基于一种楔形辅助装置4的水轮机转轮定位装焊方法，作为本发明一种优选的实施方案，采用倒装序进行转轮的定位装焊，包括构件加工、安装楔形辅助装置4、构件定位和构件装配。
所述构件加工：通过数控机床设定统一的加工基准，在该加工基准下加工转轮的所有组成构件，包括上冠叶盘1、内环叶盘2和外环叶盘3；在加工上冠叶盘1期间，在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程，在上冠叶盘1上加工若干装配用的销孔，以及在流道中预留用于安装楔形辅助装置4的凸台结构5；根据楔形辅助装置4的布设要求，所有凸台结构5沿上冠叶盘1的周向间隔在上冠叶盘1的流道中；在内环叶盘2和外环叶盘3上加工定位销，并通过做标识记录或打钢印编号的方式，使销孔与定位销一一对应。
安装楔形辅助装置4：准备若干楔形辅助装置4。其中楔形辅助装置4包括楔形底座4.1、楔形滑块4.2和双向调节螺杆4.3，楔形底座4.1顶部的一端设置有限位连接板4.4；楔形滑块4.2设置于楔形滑块4.2顶部，并与楔形底座4.1楔形配合；双向调节螺杆4.3包括“工”字连接件4.3.1，“工”字连接件4.3.1贯穿限位连接板4.4，并与限位连接板4.4周向活动连接；“工”字连接件4.3.1的一端设置有操作杆4.3.2，“工”字连接件4.3.1的另一端设置有螺纹杆4.3.3，双向调节螺杆4.3通过螺纹杆4.3.3与楔形滑块4.2螺旋活动连接。将所有楔形辅助装置4一一对应安装于凸台结构5上，具体的，可采用焊接等方式进行安装。优选的，楔形底座4.1的底部设置有用于与凸台结构5配合的定位槽4.1.1，楔形底座4.1的两侧分别设置有与定位槽4.1.1相通的螺纹孔，螺旋孔中设置有用于使楔形辅助装置4与凸台结构5相对固定的紧固螺栓4.5。在安装楔形辅助装置4时，通过定位槽4.1.1将楔形底座4.1套设于凸台结构5的顶部，然后旋转紧固螺栓4.5，使两个紧固螺栓4.5相互配合对凸台结构5相互挤压，以实现将楔形辅助装置4固定于凸台结构5上。
所述构件定位：采用毛刷和/或抹布清楚装配平台上的粉尘、杂质和油污，将上冠叶盘1调运至装配平台上，采用百分表对上冠叶盘1进行找正，找正后的上冠叶盘1，其平面度在0.05mm以内，然后通过装配平台对上冠叶盘1进行固定。
所述构件装配包括以下步骤：
a．将内环叶盘2调运至上冠叶盘1的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘2的销孔与上冠叶盘1上相应的定位销对应后，将内环叶盘2放置于上冠叶盘1上，以确定内环叶盘2与上冠叶盘1的径向相对位置关系。
b．通过调节楔形辅助装置4调节内环叶盘2的高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度；待满足开档高度以及平行度要求后，对内环叶盘2与上冠叶盘1进行定位焊接；。具体的，通过操作杆4.3.2旋转双向调节螺杆4.3，使楔形滑块4.2在楔形底座4.1的斜面上移动，楔形辅助装置4的整体高度随之改变，在此期间，楔形滑块4.2与内环叶盘2的底部接触，随着楔形滑块4.2的移动，实现对内环叶盘2的调节与支撑，其中，为确保楔形辅助装置4的调节精度，楔形底座4.1和楔形滑块4.2的斜面倾斜角度为10°~20°。然后用塞尺检测内环叶盘2与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内。
c．将外环叶盘3调运至上冠叶盘1和内环叶盘2的上方，在确定内环叶盘2与上冠叶盘1的径向相对位置关系后，将外环叶盘3放置于上冠叶盘1上。
d．通过调节楔形辅助装置4调节外环叶盘3的开档高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度，待满足开档高度以及平行度要求后，对外环叶盘3与上冠叶盘1进行定位焊接；具体的，依然是通过操作杆4.3.2旋转双向调节螺杆4.3，调节楔形辅助装置4的整体高度，以实现对外环叶盘3的调节与支撑。然后用塞尺检测外环叶盘3与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内。
e．按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却，在焊料冷却的过程中，在楔形辅助装置4的支撑作用下，解决了焊料收缩造成的精度问题，即实现了焊接收缩量的补偿。
f．采用人工沿上冠叶盘1的流道曲面打磨凸台结构5，以将凸台结构5和楔形辅助装置4一同从上冠叶盘1上拆卸下来，即完成整个转轮的定位装焊。
本技术方案使用的楔形辅助装置4，安装简单，通过调节两个紧固螺栓4.5便能快速实现稳定安装，调节轻松方便，采用双向调节螺杆4.3实现调节，一个人便可操作，无需多人长时间协作多次调整，可大大减少转轮装配过程中反复微调的冗余工作，很大程度上降低程度上降低劳动强度，从而提高了装配效率，缩短装配周期，并节约人工和装配成本。
实施例4
本实施例公开了基于一种楔形辅助装置4的水轮机转轮定位装焊方法，作为本发明一种优选的实施方案，采用倒装序进行转轮的定位装焊，包括构件加工、安装楔形辅助装置4、构件定位和构件装配。
所述构件加工：通过数控机床设定统一的加工基准，在该加工基准下加工转轮的所有组成构件，包括上冠叶盘1、内环叶盘2和外环叶盘3；在加工上冠叶盘1期间，在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程，在上冠叶盘1上加工若干装配用的销孔，以及在流道中预留用于安装楔形辅助装置4的凸台结构5；根据楔形辅助装置4的布设要求，所有凸台结构5沿上冠叶盘1的周向间隔在上冠叶盘1的流道中；在内环叶盘2和外环叶盘3上加工定位销，并通过做标识记录或打钢印编号的方式，使销孔与定位销一一对应。
所述安装楔形辅助装置4：准备若干楔形辅助装置4。其中楔形辅助装置4包括楔形底座4.1、楔形滑块4.2和双向调节螺杆4.3，楔形底座4.1顶部的一端设置有限位连接板4.4；楔形滑块4.2设置于楔形滑块4.2顶部，并与楔形底座4.1楔形配合；双向调节螺杆4.3包括“工”字连接件4.3.1，“工”字连接件4.3.1贯穿限位连接板4.4，并与限位连接板4.4周向活动连接；“工”字连接件4.3.1的一端设置有操作杆4.3.2，“工”字连接件4.3.1的另一端设置有螺纹杆4.3.3，双向调节螺杆4.3通过螺纹杆4.3.3与楔形滑块4.2螺旋活动连接。将所有楔形辅助装置4一一对应安装于凸台结构5上，具体的，可采用焊接等方式进行安装。优选的，楔形底座4.1的底部设置有用于与凸台结构5配合的定位槽4.1.1，定位槽4.1.1的轴心处设置有贯穿楔形底座4.1的定位插孔4.1.2，楔形滑块4.2上垂向贯穿设置有限位孔4.2.1，且限位孔4.2.1的横截面呈椭圆形；楔形底座4.1的两侧分别设置有与定位槽4.1.1相通的螺纹孔，螺旋孔中设置有用于使楔形辅助装置4与凸台结构5相对固定的紧固螺栓4.5。在安装楔形辅助装置4时，通过定位槽4.1.1将楔形底座4.1套设于凸台结构5的顶部，然后旋转紧固螺栓4.5，使两个紧固螺栓4.5相互配合对凸台结构5相互挤压，以实现将楔形辅助装置4固定于凸台结构5上。
所述构件定位：采用毛刷和/或抹布清楚装配平台上的粉尘、杂质和油污，将上冠叶盘1调运至装配平台上，采用百分表对上冠叶盘1进行找正，找正后的上冠叶盘1，其平面度在0.05mm以内，然后通过装配平台对上冠叶盘1进行找定。待完成上官叶盘的找正固定后，在所有楔形辅助装置4中插入台阶销7，台阶销7依次穿过限位槽和插孔后，插入到插槽中。所谓台阶销7，其包括插孔和卡位两个部分，插孔部分依次穿过限位孔4.2.1、定位插孔4.1.2后，与凸台结构5的定位插槽6间隙配合，卡位则卡在楔形滑块4.2的上表面。
所述构件装配包括以下步骤：
a．将内环叶盘2调运至上冠叶盘1的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘2的销孔与上冠叶盘1上相应的定位销对应后，将内环叶盘2放置于上冠叶盘1上，以确定内环叶盘2与上冠叶盘1的径向相对位置关系。
b．通过调节楔形辅助装置4调节内环叶盘2的高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度；待满足开档高度以及平行度要求后，对内环叶盘2与上冠叶盘1进行定位焊接；。具体的，使楔形滑块4.2在楔形底座4.1的斜面上移动，楔形辅助装置4的整体高度随之改变，以实现对内环叶盘2的调节与支撑；然后用塞尺检测内环叶盘2与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内。
c．将外环叶盘3调运至上冠叶盘1和内环叶盘2的上方，在确定内环叶盘2与上冠叶盘1的径向相对位置关系后，将外环叶盘3放置于上冠叶盘1上。
d．通过调节楔形辅助装置4调节外环叶盘3的开档高度以及内环叶盘2与上冠叶盘1的径向平行度，待满足开档高度以及平行度要求后，对外环叶盘3与上冠叶盘1进行定位焊接；具体的，通过操作杆4.3.2旋转双向调节螺杆4.3，使楔形滑块4.2在楔形底座4.1的斜面上移动，楔形辅助装置4的整体高度随之改变，以实现对外环叶盘3的调节与支撑；然后用塞尺检测外环叶盘3与上冠叶盘1各流道的配合间隙，来测量开档高度和平行度，保证间隙均匀，误差在0.1mm以内。
e．按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却，在焊料冷却的过程中，在楔形辅助装置4的支撑作用下，解决了焊料收缩造成的精度问题，即实现了焊接收缩量的补偿。
f．采用人工沿上冠叶盘1的流道曲面打磨凸台结构5，以将凸台结构5和楔形辅助装置4一同从上冠叶盘1上拆卸下来，即完成整个转轮的定位装焊。

Claims (11)

1.基于一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：采用倒装序进行转轮的定位装焊，包括构件加工、安装楔形辅助装置（4）、构件定位和构件装配；
所述构件加工：通过数控机床设定统一的加工基准，在该加工基准下加工转轮的所有组成构件，组成构件包括上冠叶盘（1）、内环叶盘（2）和外环叶盘（3）；在各组成构件的加工过程中，在上冠叶盘（1）上加工若干装配用的销孔，在内环叶盘（2）和外环叶盘（3）上加工定位销，并通过做标识记录或打钢印编号的方式，使销孔与定位销一一对应；
所述安装楔形辅助装置（4）：准备若干楔形辅助装置（4），沿上冠叶盘（1）的周向间隔布设并安装于上冠叶盘（1）的流道中；
所述构件定位：将上冠叶盘（1）调运至装配平台上，并在装配平台上对上冠叶盘（1）进行找正固定；
所述构件装配包括以下步骤：
a．将内环叶盘（2）调运至上冠叶盘（1）的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘（2）的销孔与上冠叶盘（1）上相应的定位销对应后，将内环叶盘（2）放置于上冠叶盘（1）上，以确定内环叶盘（2）与上冠叶盘（1）的径向相对位置关系；
b．通过调节楔形辅助装置（4）调节内环叶盘（2）的高度以及内环叶盘（2）与上冠叶盘（1）的径向平行度；待满足开档高度以及平行度要求后，对内环叶盘（2）与上冠叶盘（1）进行定位焊接；
c．将外环叶盘（3）调运至上冠叶盘（1）和内环叶盘（2）的上方，根据标识记录或钢印编号使内环叶盘（2）的销孔与上冠叶盘（1）上相应的定位销对应后，将外环叶盘（3）放置于上冠叶盘（1）上，以确定外环叶盘（3）与上冠叶盘（1）的径向相对位置关系；
d．通过调节楔形辅助装置（4）调节外环叶盘（3）的开档高度以及内环叶盘（2）与上冠叶盘（1）的径向平行度，待满足开档高度以及平行度要求后，对外环叶盘（3）与上冠叶盘（1）进行定位焊接；
e．按照转轮的结构要求对各装配构件进行焊接，并等待焊料冷却；
f．采用人工将楔形辅助装置（4）从上冠叶盘（1）上拆卸下来，即完成整个转轮的定位装焊，即完成整个转轮的定位装焊。
2.如权利要求1所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述楔形辅助装置（4）包括楔形底座（4.1）、楔形滑块（4.2）和双向调节螺杆（4.3），楔形底座（4.1）顶部的一端设置有限位连接板（4.4）；楔形滑块（4.2）设置于楔形滑块（4.2）顶部，并与楔形底座（4.1）楔形配合；双向调节螺杆（4.3）包括“工”字连接件（4.3.1），“工”字连接件（4.3.1）贯穿限位连接板（4.4），并与限位连接板（4.4）周向活动连接；“工”字连接件（4.3.1）的一端设置有操作杆（4.3.2），“工”字连接件（4.3.1）的另一端设置有螺纹杆（4.3.3），双向调节螺杆（4.3）通过螺纹杆（4.3.3）与楔形滑块（4.2）螺旋活动连接。
3.如权利要求2所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述构件加工的过程中，加工上冠叶盘（1）时，在上管叶盘的流道加工工序中，通过三维造型和数控编程在流道中预留用于安装楔形辅助装置（4）的凸台结构（5）。
4.如权利要求3所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述凸台结构（5）包括用于调节内环叶盘（2）的内环凸台（5.1）和用于调节外环叶盘（3）的外环凸台（5.2）。
5.如权利要求3所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述楔形底座（4.1）的底部设置有用于与凸台结构（5）配合的定位槽（4.1.1），楔形底座（4.1）的两侧分别设置有与定位槽（4.1.1）相通的螺纹孔，螺旋孔中设置有用于使楔形辅助装置（4）与凸台结构（5）相对固定的紧固螺栓（4.5）。
6.如权利要求2所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述安装楔形辅助装置（4）是上冠叶盘（1）加工完成后，在上冠叶盘（1）的加工工位上进行的，待楔形辅助装置（4）完成安装后，利用数控机床基于加工基准对楔形辅助装置（4）的上表面进行平面度精准加工。
7.如权利要求2所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述凸台结构（5）的轴心处设置有定位插槽（6）；所述定位槽（4.1.1）的轴心处设置有贯穿楔形底座（4.1）的定位插孔（4.1.2），所述楔形滑块（4.2）上垂向贯穿设置有限位孔（4.2.1），且限位孔（4.2.1）的横截面呈椭圆形。
8.如权利要求7所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述构件定位的过程中，待完成上官叶盘的找正固定后，还包括在所有楔形辅助装置（4）中插入台阶销（7），台阶销（7）依次穿过限位槽和插孔后，插入到插槽中。
9.如权利要求2所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述楔形底座（4.1）和楔形滑块（4.2）的斜面倾斜角度为10°~20°。
10.如权利要求1所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述构建定位的过程中，将上冠叶盘（1）调运至装配平台上之前，还需要清理装配平台，即采用毛刷和/或抹布清楚装配平台上的粉尘、杂质和油污。
11.如权利要求1所述一种楔形辅助装置（4）的水轮机转轮定位装焊方法，其特征在于：所述构建定位的过程中，是采用百分表对上冠叶盘（1）进行找正，找正后的上冠叶盘（1），其平面度在0.05mm以内。
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