CN116609503A - 一种汽轮机叶片组表面质量测试设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机叶片技术领域，具体公开一种汽轮机叶片组表面质量测试设备，包括基座、检测盘、滑动齿条、测试仪、齿轮、齿圈和电机。所述检测盘竖向固定在基座上表面上，检测盘的盘面上均布有成辐射状分布的条状通道。滑动齿条包括齿条和“T”形件，齿条的齿分布在其侧壁上，且齿条下端和“T”形件连接成弧形部，每条通道中均安装滑动齿条。测试仪固定在“T”形件上，齿轮转动连接在检测盘背面，该齿轮与滑动齿条侧壁上的齿啮合。上述的齿轮围绕齿圈分布且两者啮合，所述电机与齿圈连接。本发明的测试设备其能够一次性完成汽轮机叶片组整体的毛刺检测，提高检测效率的同时，检测结果更加精确，有助于更好地控制叶片的加工质量。

Description

一种汽轮机叶片组表面质量测试设备

技术领域

本发明涉及汽轮机叶片技术领域，尤其涉及一种汽轮机叶片组表面质量测试设备。

背景技术

本发明背景技术中公开的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，其运行原理是高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上驱动转子旋转，进而对外做功。汽轮机广泛应用于火力发电厂、舰船动力装置等领域。叶片是汽轮机运行的关键零部件，由于叶片要在蒸汽的驱动下高速运转，叶片的运行环境非常苛刻，需要承受高温、高压、高速旋转离心力、蒸汽冲击力、腐蚀、振动等等。因此，叶片的表面质量、运行工况等都会影响汽轮机的运行效率和输出功率，确保叶片质量合格是保证汽轮机安全可靠运行的重要一环。因此，在叶片生产加工后需要对其进行检测，其中叶片表面的加工毛刺是衡量叶片质量的一项重要指标。

目前，汽轮机叶片的制造主要采用熔模铸造、锻造等方式，在制造出毛坯产品后还需要进行打磨和抛光等精加工并且合格后才能投入使用。在上述精加工工序完成后需要对叶片表面的毛刺情况进行检测，以判断叶片表面质量是否合格。由于汽轮机叶片是由若干叶片本体的叶根固定在轮壳上形成的辐射状的叶片组，给叶片本体表面的毛刺检测带来了诸多不便，目前采用工作人员逐片检测的方式存在效率低，而且还容易出现遗漏等方面的不足，容易给叶片的工作带来隐患。

发明内容

针对上述的问题，本发明提供一种汽轮机叶片组表面质量测试设备，其能够一次性完成汽轮机叶片组整体的毛刺检测，提高检测效率的同时，不易出现容易出现遗漏，检测结果更加精确，有助于更好地控制叶片组的加工质量。具体地，本发明的技术方案如下所示。

一种汽轮机叶片组表面质量测试设备，包括：基座、检测盘、滑动齿条、测试仪、齿轮、齿圈和驱动电机。所述检测盘竖向固定在基座的上表面上，所述检测盘的盘面上均布有成辐射状分布的条状通道，且该通道的分布状态、数量与所述叶片组中的叶片相同。所述滑动齿条包括齿条和“T”形件，所述齿条的齿分布在其侧壁上，所述齿条的下端和“T”形件连接形成弧形部，且所述齿条的长、宽度分别不小于通道的长、宽度。每条所述通道中均安装一条滑动齿条，其中：所述“T”形件、齿条分别贴附在检测盘的正、背面，所述弧形部位于通道中的底部，以便滑动齿条沿所述通道滑动。所述测试仪固定在“T”形件上，所述齿轮转动连接在检测盘背面，且每条所述滑动齿条的上端均与一个所述齿轮啮合。上述的齿轮围绕所述齿圈分布且两者啮合，所述驱动电机与齿圈连接，以驱动所述齿圈转动。

进一步地，还包括叶片组支撑机构，其包括支撑板和安装轴。其中：所述安装轴垂直固定在支撑板的前壁面上并与所述检测盘相对，且所述安装轴与检测盘的中心轴线同轴线设置，以便所述测试仪对叶片进行检测。所述支撑板滑动连接在导轨上，以便将待测叶片组输送至检测区。

进一步地，所述检测盘的正面中心具有供所述安装轴插入的插孔。所述检测盘固定在基座的上表面的后部，且所述支撑板运行至与基座的前表面贴合时，所述安装轴插入在插孔中并将所述叶片组的轮壳夹在检测盘的正面与支撑板之间。

进一步地，所述基座的前表面中嵌设电磁铁，以便对所述支撑板进行吸附固定。

进一步地，所述齿圈的中心具有连接环，所述连接环和齿圈之间通过连杆固定连接。所述驱动电机的电机轴与该连接环连接，从而驱动所述齿圈转动。

进一步地，所述驱动电机的电机轴转动连接在检测盘的背面中心处的安装孔中，所述连接环套在驱动电机的电机轴上且两者固定连接。

进一步地，所述测试仪与控制柜连接，且所述控制柜的外壁上具有显示器，每个所述测试仪具有与对应叶片相同编号的编号，当所述测试仪检测到叶片表面毛刺不合格时，所述显示器上提示该测试仪的编号并进行记录，便于工作人员找到相同编号的叶片，对其进一步加工。

进一步地，所述控制柜固定在检测盘的后部，且所述驱动电机水平固定在控制柜的顶面上并与所述齿圈连接。

进一步地，所述弧形部与齿条的下端之间通过紧固件可拆卸连接，以便将所述滑动齿条安装在通道中。

进一步地，所述检测盘的背面转动连接有滚轮，所述滑动齿条位于滚轮和齿轮之间，且所述滑动齿条与滚轮的轮面转动接触。

与现有技术相比，本发明至少具有以下方面的有益技术效果：由于汽轮机叶片是由若干叶片本体的叶根固定在轮壳上形成的辐射状的叶片组，这种构造导致工作人员逐片检测的方式存在效率低，而且还容易出现遗漏等方面的不足。为此，本发明的汽轮机叶片组表面质量测试设备采用了具有特殊结构的检测盘，并在该检测盘上设置能够在检测盘上进行滑动的测试仪，从而可对叶片组中的每一叶片从叶根开始向叶顶逐渐进行检测，一次性即可完成汽轮机叶片组整体的毛刺检测，提高检测效率的同时，减少遗漏，检测结果更加精确，有助于更好地控制叶片组的加工质量。为实现上述的目的，本发明提出由所述检测盘、滑动齿条、测试仪、齿轮和齿圈形成的检测机构，其中：在所述检测盘上开设与叶片组中的叶片的数量、分布状态相同的成辐射状分布的条状通道，从而为一次性完成叶片组整体的毛刺检测提供条件。进一步地，本发明的由齿条和“T”形件形成的滑动齿条不仅能够与条状通道配合携带测试仪对叶片组进行毛刺检测，而且本发明的滑动齿条能够与齿轮和齿圈配合对叶片组进行往复式多次检测，有助于提高检测结果的精确性。进一步地，本发明利用若干个齿轮和一个齿圈形成的结构实现了同步驱动所有的所述滑动齿条，从而可使所有的测试仪同时开始检测，一次完成汽轮机叶片组的整体检测，大幅度提高检测效率。另外，本发明还提供了与所述检测盘对应的滑动式叶片组支撑机构，其不仅能够沿着导轨滑移对叶片组进行运输，而且利用所述基座的限位和吸附固定作用确保了将叶片组准确运输至所述检测盘前方的检测区内，有助于提高检测效率。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1为下列实施例中汽轮机叶片组表面质量测试设备的主视图。

图2为下列实施例中检测盘的主视图。

图3为下列实施例中滑动齿条的结构示意图。

图4为下列实施例中检测盘（不含齿圈）的后视图。

图5为下列实施例中检测盘（含有齿圈）的后视图。

图6为下列实施例中齿圈的主视图。

图7为下列实施例中汽轮机叶片组表面质量测试设备的使用状态示意图。

上述图中标记分别代表：1-基座、2-检测盘、3-滑动齿条、4-测试仪、5-齿轮、6-齿圈、7-驱动电机、8-叶片组、9-支撑板、10-安装轴、11-电磁铁、12-连接环、13-连杆、14-控制柜、15-显示器、16-紧固件、17-导轨、201-通道、202-插孔、203-安装孔、204-滚轮、301-齿条、302 -“T”形件、303-弧形部。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

为了方便叙述，本发明中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅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设备或元件需要具有特定的方位，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。现结合说明书附图和具体实施例进一步说明。

参考图1至图7，示例一种汽轮机叶片组表面质量测试设备，包括：基座1、检测盘2、滑动齿条3、测试仪4、齿轮5、齿圈6和驱动电机7。其中：所述基座1固定在检测区的地面上，所述检测盘2为竖向设置的圆形盘，且所述检测盘2的下部通过焊接或螺栓等紧固件固定在基座1的上表面上。参考图2，所述检测盘2的盘面上均布有成辐射状分布的条状通道201，即所述通道201以检测盘2的中心为基点，均匀向外辐射分布。所述通道201的分布状态、数量均与所述叶片组8中的叶片的分布状态、数量相同，以对每一片所述叶片从叶根向叶顶进行全面检测。

参考图3，所述滑动齿条3包括齿条301和“T”形件302。其中：所述齿条301的齿分布在其侧壁上，即所述图3中的齿条301的前壁面上，或者参考图4和图5，所述齿所在的侧壁垂直于检测盘2的背面，以便于齿条301与连接在所述检测盘2背面的齿轮5啮合，进而驱动滑动齿条3沿着所述通道201的轨迹进行往复式运动。进一步地，所述齿条301的下端和“T”形件302连接形成弧形部303，所述齿条301的长、宽度分别不小于通道201的长、宽度，所述弧形部303的宽度小于通道201的宽度。所述齿条301和“T”形件302之间的间距大于检测盘2的厚度，以便将滑动齿条3卡接在检测盘2上，既保证了所述滑动齿条3能够沿着通道201滑动，又确保了运行的稳定性，进而确保检测的顺利进行和准确性。

参考图4和图5，每条所述通道201中均安装一条所述滑动齿条3。其中：所述齿条301贴附在检测盘2的背面，所述“T”形件302贴附在检测盘2的正面，所述弧形部303位于通道201中的底部，由于所述齿条301的长、宽度分别不小于通道201的长、宽度，可防止所述滑动齿条3从通道201中脱落，所述弧形部303的宽度小于通道201的宽度便于弧形部303在通道201中滑动。所述弧形部303不仅起到连接齿条301和“T”形件302，使齿条301和“T”形件302能够分别分布在检测盘2的背面和正面实现各自的的作用，同时所述弧形部303还起到导向作用，使所述滑动齿条3提供检测所需的运行轨迹。另外，所述弧形部303还起到防止滑动齿条3在运行时从所述通道201的端部（即靠近检测盘2边缘的一端）脱离，造成测试仪4损坏的作用。

参考图3，所述测试仪4固定在“T”形件302的前壁面上且向前伸出，其主要用于进入叶片之间的间隙后沿着其对应的一片叶片表面运动进行检测。应当理解的是，用于检测毛刺的所述测试仪4也可以更换为检测其他技术指标的仪器，其均属于本发明所述测试仪4的等同技术特征。

参考图4和图5，所述齿轮5通过转轴转动连接在检测盘2背面上。具体地，所述转轴的一端通过轴承转动连接在检测盘2背面上的安装孔中，所述齿轮5固定在该转轴上。每条所述滑动齿条3的上端均对应一个所述齿轮5，且该齿轮5与滑动齿条3侧壁上的齿啮合。将所述齿轮5设置在滑动齿条3的上端处或者靠近检测盘2的背面边缘处，便于实现所述滑动齿条3的全轨迹运动，进而确保对叶片进行全面检测。

参考图4和图5，上述各滑动齿条3对应的所述齿轮5形成环形结构，且这些齿轮5围绕一个所述齿圈6分布且两者啮合，所述齿轮5的轮面宽度大于齿条301的齿面宽度，以便齿轮5与齿条301啮合的同时与齿圈6也啮合。具体地，参考图6，所述齿圈6的中心具有连接环12，所述连接环12和齿圈6的内壁之间通过连杆13固定连接。参考图1，所述连接环12套在驱动电机7的电机轴上且两者固定连接，从而驱动所述齿圈6转动，进而驱动上述的齿轮5同时转动。本实施例利用若干个齿轮5和一个齿圈6形成的结构实现了同步驱动所有的所述滑动齿条3，从而可使所有的测试仪4同时开始运行，一次性完成对汽轮机叶片组的整体检测，大幅度提高检测效率。另外，所述滑动齿条3能够对叶片组进行往复式多次检测，有助于提高检测结果的精确性。

在进一步的实施方式中，参考图1，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备还包括叶片组支撑机构。该叶片组支撑机构包括支撑板9和安装轴10。其中：所述安装轴10垂直固定在钢质的支撑板9的前壁面上并与所述检测盘2相对，且所述安装轴10与检测盘2的中心轴线同轴线设置，以便所述测试仪4对叶片组进行检测。所述支撑板9滑动连接在导轨17上，所述导轨17固定在基座1前方的地面上，以便将待测叶片组8输送至基座1前方的检测区。

检测时，参考图7，先将待测的所述叶片组8安装并临时固定在安装轴10上，然后沿着所述导轨17运输至基座1前方的检测区，使所述叶片组8与检测盘2同轴线相对。此时，所述检测盘2上的测试仪4进入叶片之间的间隙中，且每一片叶片均对应一个在其表面的测试仪4。然后启动所述驱动电机7驱动齿轮5转动，进而驱动所述检测盘2上的滑动齿条3同步运动，使所述测试仪4从叶片的叶根开始向叶顶逐渐进行检测，一次性即可完成汽轮机叶片组整体的毛刺检测，提高检测效率的同时，检测结果更加精确。另外，还可以通过所述驱动电机7的正反转实现滑动齿条3的往复运动，使所述测试仪4对各自的叶片进行重复检测，进一步提高检测结果的准确性，所述测试仪4将检测结果反馈给工作人员。通过对每个所述测试仪4设置唯一编号，检测时将该编号与相同编号的叶片对应，从而可根据所述测试仪4反馈的检测结果快速找出对应的叶片对其进行再次加工直至检测合格，可有效提高监测效率。

在进一步的实施方式中，参考图1和图7，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备中，所述基座1的前表面中嵌设有电磁铁11。当上述的叶片组支撑机构运行至所述支撑板9与基座1的前壁面接触后停止，然后启动所述电磁铁11将所述支撑板9临时吸附固定在基座1上。在本实施例中，所述基座1的限位和吸附固定作用确保了将待测的叶片组8准确运输至所述检测盘2前方的检测区内，便于快速、准确地和所述检测盘2上的测试仪4对接，有助于提高检测效率。

在进一步的实施方式中，参考图1、图2和图7，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备中，所述检测盘2的正面中心具有供所述安装轴10的端部插入的插孔202。所述检测盘2固定在基座1的上表面的后部，且所述支撑板9运行至与基座1的前表面贴合时，所述安装轴10插入在插孔202中并将所述叶片组8的轮壳夹紧在所述检测盘2的正面与支撑板9之间，从而既利用所述支撑板9和基座1之间的配合实现叶片组8的准确定位，同时还便于利用所述检测盘2容纳凸出的安装轴10。这是由于为了确保所述叶片组8在安装轴10上的稳定性，所述安装轴10的长度一般大于叶片组8的轮壳长度，因此所述插孔202可容纳凸出的安装轴10，使所述叶片组8能够更好地与测试仪4对接。作为示例性说明，将所述叶片组8安装固定在安装轴10上的一种方式为：先将所述叶片组8的轮壳套在安装轴10上，然后在所述安装轴10的端部拧上盖体将所述轮壳挤紧到支撑板9上即可，所述盖体与安装轴10之间螺纹连接。也可以采用其他任意适合的方式将所述叶片组8安装固定在安装轴10上，本实施不再详述。

在进一步的实施方式中，参考图1、图4、图5和图7，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备中，所述驱动电机7的电机轴的端部通过轴承转动连接在检测盘2的背面中心处的安装孔203中，从而进一步对所述齿圈6形成支撑，提高齿圈6的运行稳定性。

在进一步的实施方式中，参考图1和图7，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备中，所述测试仪 4与控制柜14连接，且所述控制柜14的外壁上具有显示器15。当所述测试仪检测到叶片表面毛刺不合格时，所述显示器15上提示该测试仪4的编号并进行记录，便于工作人员找到相同编号的叶片，对其进一步加工。所述控制柜14固定在检测盘2的后部，且所述驱动电机7水平固定在控制柜14的顶面上并与所述齿圈6连接。

在进一步的实施方式中，参考图3，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备中，所述弧形部303与齿条301的下端前表面之间通过紧固件16可拆卸连接，所述弧形部303与“T”形件302之间一体化连接，以便将所述滑动齿条3安装在通道201中或进行拆卸维修、更换等工作。

在进一步的实施方式中，参考图3，上述实施例示例的所述汽轮机叶片组表面质量测试设备中，所述检测盘2的背面通过转轴转动连接有滚轮204，所述转轴的一端固定在检测盘2的背面，所述滚轮204转动连接在转轴的另一端。所述滑动齿条3位于滚轮204和齿轮5之间，且所述滑动齿条3与滚轮204的轮面转动接触，且所述滑动齿条3与滚轮204接触的一面为凸出的弧形面。所述滚轮204与齿轮5配合既能够更好地确保所述滑动齿条3的稳定性，同时确保了滑动齿条3的滑动运行。

最后，需要说明的是，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：该测试设备包括：基座、检测盘，所述检测盘竖向固定在基座的上表面上，所述检测盘的盘面上均布有成辐射状分布的条状通道，且该通道的分布状态、数量与所述叶片组中的叶片相同；滑动齿条，所述滑动齿条包括齿条和“T”形件，所述齿条的齿分布在其侧壁上，且所述齿条的下端和“T”形件连接形成弧形部，所述齿条的长、宽度分别不小于通道的长、宽度；每条所述通道中均安装一条滑动齿条，所述“T”形件、齿条分别贴附在检测盘的正、背面，所述弧形部位于通道中的底部，且所述“T”形件上固定连接有测试仪；齿轮，所述齿轮转动连接在检测盘背面，且每条所述滑动齿条的上端均与一个所述齿轮啮合；以及齿圈，上述齿轮围绕所述齿圈分布且两者啮合，所述齿圈与驱动电机连接。

2.根据权利要求1所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述检测盘的背面转动连接有滚轮，所述滑动齿条位于滚轮和齿轮之间，且所述滑动齿条与滚轮的轮面转动接触。

3.根据权利要求1所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：还包括叶片组支撑机构，其包括支撑板和安装轴；其中：所述安装轴垂直固定在支撑板的前壁面上并与所述检测盘相对，且所述安装轴与检测盘的中心轴线同轴线设置；所述支撑板滑动连接在导轨上。

4.根据权利要求3所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述检测盘的正面中心具有供所述安装轴插入的插孔；所述检测盘固定在基座的上表面的后部，且所述支撑板运行至与基座的前表面贴合时，所述安装轴插入在插孔中并将所述叶片组的轮壳夹在检测盘的正面与支撑板之间。

5.根据权利要求4所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述基座的前表面中嵌设电磁铁。

6.根据权利要求1所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述齿圈的中心具有连接环，所述连接环和齿圈之间通过连杆固定连接；所述驱动电机的电机轴与该连接环连接。

7.根据权利要求6所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述驱动电机的电机轴转动连接在检测盘的背面中心处的安装孔中，所述连接环套在驱动电机的电机轴上且两者固定连接。

8.根据权利要求1所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述弧形部与齿条的下端之间通过紧固件可拆卸连接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述测试仪与控制柜连接，且所述控制柜的外壁上具有显示器，每个所述测试仪具有与对应叶片相同编号的编号。

10.根据权利要求9所述的汽轮机叶片组表面质量测试设备，其特征在于：所述控制柜固定在检测盘的后部，且所述驱动电机水平固定在控制柜的顶面上并与所述齿圈连接。