CN114851047B - 一种风机叶轮修复方法及复型检测工装 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种风机叶轮修复方法及复型检测工装，其中，修复方法包括：一，对导流锥的弧形区靠模取样制作截面样板；二，根据截面样板制作标准模板，在标准模板上径向增加间隙区制作钳修打磨模板；三，对叶轮叶片腐蚀磨损减薄区进行切除清理打磨、增材复型；四，将叶轮进行基准加工，加工叶轮入口端及出口端的外圆及其端面；五，对叶片的叶身二侧进行钳修复粗打磨成型；六，转动钳修打磨模板，对每个叶片的三维弧形外圆进行钳修打磨成型，确保钳修打磨模板的弧形与叶片的外圆弧重合；七，将钳修打磨模板更换为标准模板，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标。本发明可以提高叶轮修复效率，且修复方法简单、方便。

Description

一种风机叶轮修复方法及复型检测工装
技术领域
本发明涉及设备修复技术领域，特别涉及一种风机叶轮修复方法及复型检测工装。
背景技术
风机主要应用在化肥、石化、冶金和冶炼等行业。风机的叶轮采用全开、三维背弯式设计，使得风机效率提高，寿命也增加，叶轮的寿命决定整机的可靠性。增加叶轮的叶片厚度是提高叶轮寿命的有效途径，叶轮的叶片在实际运行中受到腐蚀和磨损的共同作用，叶片变薄和腐蚀，使得叶片与导流锥侧壁之间的间隙值超标，叶片变薄后的高度最严重可低于标准高度几十毫米，影响风量和风压要求。
现有技术中，解决叶片变薄和腐蚀的方法，采用离线修复方法，将风机转子整体拆卸至维修厂家进行修复。由于转子叶轮的特殊结构，无法获知叶轮三维背弯式的曲线数据，叶轮的叶片修复时必须要把与之配套的导流锥一起送至维修厂家，作为叶片对研的母版，叶轮每次与导流锥对研，必须多人操作、检测数据复杂，造成工期延长，质量也不可控；导流锥一般情况下不能长时间停留在修复厂家，生产厂家需要安装备用机进行生产，甚至就不能离开生产厂家给修复厂家进行修复。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种风机叶轮修复方法，以提高叶轮修复效率，且修复方法简单、方便。
本发明的第二个目的在于提出一种复型检测工装，对修复叶轮进行检测，以提高检测效率。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种风机叶轮修复方法，包括以下步骤：
一，对导流锥与叶轮配合的圆弧区域进行尺寸测绘，包括叶轮与导流锥之间的间隙值，并对导流锥的弧形区进行靠模取样，取一个轴向截面的截面样板；
二，根据截面样板按照线型采用线切割方式制作标准模板，标准模板具有与截面样板匹配的弧形段，在标准模板入口端上沿弧形段径向增加间隙区，间隙区由入口端至出口端的径向间隙值逐渐减小，间隙区入口端的径向间隙值X为标准叶轮与导流锥之间的间隙值，弧形段出口端不增加径向间隙值，以此线型进行线切割制作成钳修打磨模板；
三，对叶轮叶片腐蚀磨损减薄区进行切除清理打磨，打磨至金属本体颜色；采用激光增材再制造技术对叶片腐蚀磨损减薄区进行增材复型；
四，将叶轮置于机床进行基准加工，加工叶轮入口端及出口端的外圆及其端面；
五，将叶片的叶身二侧进行钳修复粗打磨成型；
六，调节钳修打磨模板以使其出口端与叶轮的出口端接触，转动钳修打磨模板，对每个叶片的三维弧形外圆进行钳修打磨成型，确保钳修打磨模板的弧形与叶片的外圆弧重合；
七，将钳修打磨模板更换为标准模板，将标准模板沿叶轮的轴向方向移动间隙值X，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标，如不达标则继续钳修打磨，直到径向间隙值X达标。
根据本发明实施例的一种风机叶轮修复方法，在修复叶轮叶片时，只需将风机转子至维修厂家进行修复，无需将叶轮配套的导流锥一起送至维修厂家，即不耽误厂家设备的正常运行，同时又解决叶轮修复与导流锥对研的问题，且修复方法简单、方便。
另外，根据本发明上述实施例提出的一种风机叶轮修复方法，还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，还包括利用石英砂对叶轮流道和叶片背部进行吹砂处理。
可选地，将叶片的叶身二侧进行钳修复粗打磨成型后进行PT检测。
可选地，步骤三中，光纤激光器与机器人联合进行激光增材制造，激光功率2800-3800W，扫描速度1000-2200mm/min，光斑直径3-4mm，采用同轴送粉方式，氩气保护；熔覆粉末的组分及重量百分比含量是：C 0.04～0.12％，Si 0.8～1.4％，Cr 16～19％，Mn 0.2～0.6％，Ni 9～12％，Mo 1.5～2.5％，B 0.6～1.2％，Fe余量。
可选地，步骤七中，通过复型检测工装进行检测，检测工装包括可安装在叶轮的内孔中的主轴、可转动设置在主轴上且纵向位置可调的横梁、设置在横梁一端且横向位置可调的标准模板、设置在横梁另一端且横向位置可调的检测元件；调节标准模板横向位置及纵向位置，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标；检测元件对叶轮叶片径向尺寸进行检测，超出部分进行继续打磨。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种复型检测工装，包括：
主轴，所述主轴用于安装在叶轮的内孔中；
横梁，所述横梁可转动设置在所述主轴上，且所述横梁的纵向位置可调；
标准模板，所述标准模板设置在所述横梁的一端，所述标准模板的横向位置可调；
检测元件，所述检测元件设置在所述横梁的另一端，所述检测元件的横向位置可调。
根据发明实施例的一种复型检测工装，在检测修复叶轮叶片时，将主轴安装在叶轮的内孔中，调节标准模板横向位置及纵向位置，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标，同时，检测元件对叶轮叶片径向尺寸进行检测，超出部分进行继续打磨。所述复型检测工装检测方便，且检测效率高。
另外，根据本发明上述实施例提出的一种复型检测工装，还可以具有如下附加的技术特征：
可选地，所述横梁上设有轴承，所述主轴上设有可相对于主轴滑动的内衬套，所述轴承套接在所述内衬套上，所述轴承上下端分别设有固定件。
可选地，所述横梁一端上设有装配槽，所述装配槽中设置夹持套，所述夹持套可在所述装配槽中横向滑行，所述夹持套中安装所述标准模板；所述横梁上设有连通所述装配槽的横向通孔，所述横向通孔中设置与所述夹持套连接的丝杆，所述丝杆露出所述横向通孔部分设有调整螺母。
可选地，所述横梁另一端上滑动套设有移动框架，所述移动框架与所述横梁之间设有锁紧件，所述移动框架与连接杆连接，所述连接杆上安装所述检测元件。
可选地，所述检测元件为百分表、记号笔或画针。
附图说明
图1为本发明实施例的导流锥与叶轮装配示意图；
图2为本发明实施例的截面样板制作示意图；
图3为本发明实施例的标准模板制作示意图；
图4为本发明实施例的打磨模板制作示意图；
图5为本发明实施例的打磨模板与叶轮配合示意图；
图6为本发明实施例的标准模板与叶轮配合示意图；
图7为本发明实施例的复型检测工装示意图；
图8为本发明实施例的横梁与主轴装配示意图；
图9为本发明实施例的标准模板装配示意图；
图10为本发明实施例的标准模板装配侧视图；
图11为本发明实施例的检测单元装配示意图；
图12为本发明实施例的横梁俯视图；
图13为本发明实施例的主轴示意图。
标号说明
叶轮10、导流锥20、截面样板30、标准模板40、弧形段401、入口端402、出口端403、间隙区404、打磨模板50；主轴1、横梁2、装配槽21、横向通孔22、移动框架23、锁紧件24、连接杆25、检测元件3、轴承4、内衬套5、夹持套6、丝杆7、调整螺母8。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
如图1至图13所示，本发明实施例的一种风机叶轮修复方法，包括以下步骤：
一，对导流锥20与叶轮10配合的圆弧区域进行尺寸测绘，如图1所示，包括叶轮10与导流锥20之间的间隙值，并对导流锥20的弧形区进行靠模取样，如图2所示，取一个轴向截面的截面样板30。
二，根据截面样板30按照线型采用线切割方式制作标准模板40，标准模板40具有与截面样板30匹配的弧形段401，弧形段401具有入口端402及出口端403，如图3所示；在标准模板40入口端上沿弧形段401径向增加间隙区404，间隙区404由入口端402至出口端403的径向间隙值逐渐减小，间隙区404入口端的径向间隙值X为标准叶轮10与导流锥20之间的间隙值，弧形段401出口端不增加径向间隙值，以此线型进行线切割制作成钳修打磨模板50，如图4所示。
三，对叶轮10叶片腐蚀磨损减薄区进行切除清理打磨，打磨至金属本体颜色；采用激光增材再制造技术对叶片腐蚀磨损减薄区进行增材复型。光纤激光器与机器人联合进行激光增材制造，激光功率2800-3800W，扫描速度1000-2200mm/min，光斑直径3-4mm，采用同轴送粉方式，氩气保护；熔覆粉末的组分及重量百分比含量是：C 0.04～0.12％，Si 0.8～1.4％，Cr 16～19％，Mn 0.2～0.6％，Ni 9～12％，Mo 1.5～2.5％，B 0.6～1.2％，Fe余量。
四，将叶轮10置于机床进行基准加工，加工叶轮10入口端及出口端的外圆及其端面。
五，将叶轮10叶片的叶身二侧进行钳修复粗打磨成型，进行PT检测。
六，调节钳修打磨模板50以使其出口端与叶轮10的出口端接触，即钳修打磨模板50的出口端与叶片出口顶点重合，转动钳修打磨模板50，对每个叶片的三维弧形外圆进行钳修打磨成型，确保钳修打磨模板50的弧形与叶片的外圆弧重合，如图5所示。
七，将钳修打磨模板50更换为标准模板40，将标准模板40沿叶轮10的轴向方向移动间隙值X，测量叶轮10外圆与标准模板40之间的径向间隙值X是否达标，如不达标则继续钳修打磨，直到径向间隙值X达标，如图6所示。
测量叶轮10外圆与标准模板40之间的径向间隙值X是否达标时，通过复型检测工装进行检测，如图7所示，检测工装包括可安装在叶轮10的内孔中的主轴1、可转动设置在主轴1上且纵向位置可调的横梁2、设置在横梁2一端且横向位置可调的标准模板40、设置在横梁另一端且横向位置可调的检测元件3；调节标准模板40横向位置及纵向位置，测量叶轮10外圆与标准模板40之间的径向间隙值X是否达标；检测元件3对叶轮叶片径向尺寸进行检测，超出部分进行继续打磨。检测元件3为百分表、记号笔或画针。
八，利用石英砂对叶轮10流道和叶片背部进行吹砂处理。
采用上述风机叶轮修复方法，在修复叶轮叶片时，只需将风机转子至维修厂家进行修复，无需将叶轮配套的导流锥一起送至维修厂家，即不耽误厂家设备的正常运行，同时又解决叶轮修复与导流锥对研的问题，且修复方法简单、方便。
如图1至图13所示，本发明实施例的一种复型检测工装，包括主轴1、横梁2、标准模板40及检测元件3。
主轴1用于安装在叶轮10的内孔中，如图7所示。
横梁2可转动设置在主轴1上，且横梁2的纵向位置可调。可选地，横梁2上设有轴承4，主轴1上设有可相对于主轴1滑动的内衬套5，轴承4套接在内衬套5上，轴承4上下端分别设有固定件，固定件为锁紧螺母与垫圈配合，通过调节轴承4上下端固定件的位置，即可调节横梁2纵向方向的位置。
标准模板40设置在横梁2的一端，标准模板40的横向位置可调。可选地，横梁2一端上设有装配槽21，如图12所示，装配槽21中设置夹持套6，夹持套6可在装配槽21中横向滑行，夹持套6中安装标准模板40；横梁2上设有连通装配槽21的横向通孔22，横向通孔22中设置与夹持套6连接的丝杆7，丝杆7露出横向通孔22部分设有调整螺母8，通过转动调整螺母8即可使丝杆7横向移动，从而带动夹持套6横向移动，夹持套6连带标准模板40横向移动，从而调节标准模板40横向位置，而标准模板40的纵向位置通过调节轴承4上下端固定件的位置进行调节。
检测元件3设置在横梁2的另一端，检测元件3的横向位置可调，检测元件3可以为百分表、记号笔或画针。可选地，横梁2另一端上滑动套设有移动框架23，移动框架23与横梁2之间设有锁紧件24，移动框架23与连接杆25连接，连接杆25上安装检测元件3。移动框架23沿横梁2移动即可调节检测元件3的横向位置，同样，检测元件3的纵向位置通过调节轴承4上下端固定件的位置进行调节。
在检测修复叶轮10叶片时，将主轴1安装在叶轮10的内孔中，调节标准模板40横向位置及纵向位置，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标，同时，检测元件对叶轮叶片径向尺寸进行检测，超出部分进行继续打磨。所述复型检测工装检测方便，且检测效率高。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种风机叶轮修复方法，其特征在于，包括以下步骤：
一，对导流锥与叶轮配合的圆弧区域进行尺寸测绘，包括叶轮与导流锥之间的间隙值，并对导流锥的弧形区进行靠模取样，取一个轴向截面的截面样板；
二，根据截面样板按照线型采用线切割方式制作标准模板，标准模板具有与截面样板匹配的弧形段，在标准模板入口端上沿弧形段径向增加间隙区，间隙区由入口端至出口端的径向间隙值逐渐减小，间隙区入口端的径向间隙值X为标准叶轮与导流锥之间的间隙值，弧形段出口端不增加径向间隙值，以此线型进行线切割制作成钳修打磨模板；
三，对叶轮叶片腐蚀磨损减薄区进行切除清理打磨，打磨至金属本体颜色；采用激光增材再制造技术对叶片腐蚀磨损减薄区进行增材复型；
四，将叶轮置于机床进行基准加工，加工叶轮入口端及出口端的外圆及其端面；
五，将叶片的叶身二侧进行钳修复粗打磨成型；
六，调节钳修打磨模板以使其出口端与叶轮的出口端接触，转动钳修打磨模板，对每个叶片的三维弧形外圆进行钳修打磨成型，确保钳修打磨模板的弧形与叶片的外圆弧重合；
七，将钳修打磨模板更换为标准模板，将标准模板沿叶轮的轴向方向移动间隙值X，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标，如不达标则继续钳修打磨，直到径向间隙值X达标。
2.如权利要求1所述的一种风机叶轮修复方法，其特征在于，还包括利用石英砂对叶轮流道和叶片背部进行吹砂处理。
3.如权利要求1所述的一种风机叶轮修复方法，其特征在于，将叶片的叶身二侧进行钳修复粗打磨成型后进行PT检测。
4.如权利要求1所述的一种风机叶轮修复方法，其特征在于，步骤三中，光纤激光器与机器人联合进行激光增材制造，激光功率2800-3800W，扫描速度1000-2200mm/min，光斑直径3-4mm，采用同轴送粉方式，氩气保护；熔覆粉末的组分及重量百分比含量是：C0.04～0.12％，Si 0.8～1.4％，Cr 16～19％，Mn 0.2～0.6％，Ni 9～12％，Mo 1.5～2.5％，B 0.6～1.2％，Fe余量。
5.如权利要求1所述的一种风机叶轮修复方法，其特征在于，步骤七中，通过复型检测工装进行检测，检测工装包括可安装在叶轮的内孔中的主轴、可转动设置在主轴上且纵向位置可调的横梁、设置在横梁一端且横向位置可调的标准模板、设置在横梁另一端且横向位置可调的检测元件；调节标准模板横向位置及纵向位置，测量叶轮外圆与标准模板之间的径向间隙值X是否达标；检测元件对叶轮叶片径向尺寸进行检测，超出部分进行继续打磨。
6.一种复型检测工装，其特征在于，包括：
主轴，所述主轴用于安装在叶轮的内孔中；
横梁，所述横梁可转动设置在所述主轴上，且所述横梁的纵向位置可调；
标准模板，所述标准模板设置在所述横梁的一端，所述标准模板的横向位置可调；所述标准模板由以下方式制作：对导流锥与叶轮配合的圆弧区域进行尺寸测绘，包括叶轮与导流锥之间的间隙值，并对导流锥的弧形区进行靠模取样，取一个轴向截面的截面样板；根据截面样板按照线型采用线切割方式制作标准模板，标准模板具有与截面样板匹配的弧形段；
检测元件，所述检测元件设置在所述横梁的另一端，所述检测元件的横向位置可调。
7.如权利要求6所述的一种复型检测工装，其特征在于，所述横梁上设有轴承，所述主轴上设有可相对于主轴滑动的内衬套，所述轴承套接在所述内衬套上，所述轴承上下端分别设有固定件。
8.如权利要求6所述的一种复型检测工装，其特征在于，所述横梁一端上设有装配槽，所述装配槽中设置夹持套，所述夹持套可在所述装配槽中横向滑行，所述夹持套中安装所述标准模板；所述横梁上设有连通所述装配槽的横向通孔，所述横向通孔中设置与所述夹持套连接的丝杆，所述丝杆露出所述横向通孔部分设有调整螺母。
9.如权利要求6所述的一种复型检测工装，其特征在于，所述横梁另一端上滑动套设有移动框架，所述移动框架与所述横梁之间设有锁紧件，所述移动框架与连接杆连接，所述连接杆上安装所述检测元件。
10.如权利要求6所述的一种复型检测工装，其特征在于，所述检测元件为百分表、记号笔或画针。
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