CN117288835A - 一种汽轮机叶片自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽轮机叶片技术领域，具体为一种汽轮机叶片自动检测装置，包括：检测机架、倾角调节组件、自转控制组件和动平衡测轴,检测机架的表面固定安装有超声波检测机头，检测机架的表面滑动安装有托盘组和防护罩，倾角调节组件包括固定座、第一驱动电机和舵台以及转动安装于固定座一侧的传动轴，第一驱动电机固定安装于固定座的一侧且输出端固定连接有输出轮，输出轮与传动轴的端部传动连接，舵台转动安装于固定座的表面。本发明中通过设置动态检测结构，分别由倾角调节组件和自转控制组件实现待检测汽轮机叶片轮的偏转以及自转运动，更换不同的汽轮机叶片轮面向超声波检测机头进行自动扫查，以实现对固定叶型叶片根部的自动无损超声检测。

Description

一种汽轮机叶片自动检测装置

技术领域

本发明涉及汽轮机叶片技术领域，具体为一种汽轮机叶片自动检测装置。

背景技术

汽轮机是核电站常规岛的主要部件，而汽轮机中运行要求最高、工作量最大的部件是汽轮机转子。转子上装有七级叶片，其数量过千。每一个叶片都在极端恶劣的环境下飞速转动，叶片的根部承受着数十上百吨的各种应力，因此在运行过程中容易导致叶片根部裂纹的产生，汽轮机叶片结构的完整性是关系到汽轮机能否安全稳定运行的关键因素，由于检测空间的限制和叶片结构自身复杂的空间结构，目前常用的无损检测方法是手动超声和渗透检测方法。

现有的汽轮机叶片生产用检测方法主要采用X光探伤设备，利用X光照射探伤的方式检测叶片以及叶片根部焊接等连接结构，对内部细微裂纹进行捕捉，并测量裂缝数据，分析对叶片的影响，并剔除废品，该种检测方式仅能针对单一叶片进行检测，无法对汽轮机叶片安装完成后的稳定性以及整体式叶轮叶片进行测试，且叶片装载至叶轮表面后由于高速旋转运动产生大量震颤运动，亦会导致叶片的过早报废。有鉴于此，针对现有的问题予以研究改良，提供一种汽轮机叶片自动检测装置，来解决现有X光探伤检测设备无法进行动态检测的问题，旨在通过该技术，达到解决问题与提高实用价值性的目的。

发明内容

本发明旨在解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明所采用的技术方案为：一种汽轮机叶片自动检测装置，包括：检测机架、倾角调节组件、自转控制组件和动平衡测轴,所述检测机架的表面固定安装有超声波检测机头，所述检测机架的表面滑动安装有托盘组和防护罩，所述倾角调节组件包括固定座、第一驱动电机和舵台以及转动安装于固定座一侧的传动轴，所述第一驱动电机固定安装于固定座的一侧且输出端固定连接有输出轮，所述输出轮与传动轴的端部传动连接，所述舵台转动安装于固定座的表面，且舵台的两端转动安装于固定座表面且与传动轴的表面传动连接；

所述自转控制组件包括固定于舵台表面的第二驱动电机以及转动安装于舵台内侧的蜗轮组、张力调节柄和皮带轮，所述皮带轮的数量为若干且其中一个皮带轮转动安装于张力调节柄的表面，所述皮带轮的表面套接有同步带，所述动平衡测轴包括同步齿和主轴杆以及固定安装于舵台内侧的光电传感器，所述舵台的表面固定安装有套接于主轴杆内侧的振动测杆，所述主轴杆的外侧固定套接有形变套环，且形变套环固定套接于同步齿的内侧，所述同步齿的表面与同步带的表面传动连接。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述检测机架的内部设有用于驱动托盘组和防护罩升降运动的丝杆驱动组件，用于执行托盘组和防护罩的升降运动。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述固定座表面的两端设有套接于舵台两端的套环，所述舵台用于支撑动平衡测轴进行旋转运动，所述主轴杆垂直贯穿舵台的表面，所述同步齿的两端分别设有轴承环且通过轴承环转动安装于舵台的内侧。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述舵台的两端固定安装有舵轮盘，所述舵轮盘的表面与传动轴的表面设有相互传动的皮带，所述舵轮盘与第一驱动电机和第二驱动电机的输出端同轴。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二驱动电机的输出端固定连接有与蜗轮组相啮合传动的蜗杆，所述同步带套接于蜗轮组和皮带轮的表面。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述张力调节柄的表面螺纹套接有调节丝杆，所述调节丝杆的一端活动安装于舵台的表面，所述张力调节柄的表面设有与舵台内侧的转销。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述同步齿的表面固定套接于延伸至光电传感器检测端的光栅盘，所述光电传感器用于根据光栅盘运动判定同步齿的偏转角度。

本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述形变套环为镂空环状注塑件结构，所述形变套环用于弹性支撑主轴杆位于同步齿的圆心内侧。

本发明所取得的有益效果为：

1.本发明中，通过设置动态检测结构，分别由倾角调节组件和自转控制组件实现待检测汽轮机叶片轮的偏转以及自转运动，更换不同的汽轮机叶片轮面向超声波检测机头进行自动扫查，可以实现对固定叶型叶片根部的自动超声检测，进行超声无损检测。

2.本发明中，通过舵台偏转带动汽轮机叶片偏转至各个方向进行不同角度监测以及切换至探测检测模式和动平衡检测模式，对汽轮机叶片动态性能进行检测，以全面反映汽轮机的规格数据和质心分布的数据。

3.本发明中，采用防护罩以及安全停机组件进行动态监测防护，在汽轮机高速转动中，在主轴杆转动过程中，若汽轮机叶片动平衡过度失常，则振动力通过主轴杆的摆动传导至振动测杆，由振动测杆发出电信号控制报警机构以及自动停机，提高该检测装置的安全性能。

附图说明

图1为本发明一个实施例的整体结构示意图；

图2为本发明一个实施例的检测机架表面结构示意图；

图3为本发明一个实施例的倾角调节组件和自转控制组件结构示意图；

图4为本发明一个实施例的倾角调节组件安装结构示意图；

图5为本发明一个实施例的自转控制组件安装结构示意图；

图6为本发明一个实施例的动平衡测轴分解结构示意图。

附图标记：

100、检测机架；110、超声波检测机头；120、托盘组；130、防护罩；

200、倾角调节组件；210、固定座；220、第一驱动电机；230、舵台；240、传动轴；221、输出轮；231、舵轮盘；

300、自转控制组件；310、第二驱动电机；320、蜗轮组；330、张力调节柄；340、皮带轮；350、同步带；331、调节丝杆；

400、动平衡测轴；410、同步齿；420、主轴杆；430、光电传感器；440、振动测杆；411、轴承环；421、形变套环。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面结合附图描述本发明的一些实施例提供的一种汽轮机叶片自动检测装置。

结合图1-图6所示，本发明提供的一种汽轮机叶片自动检测装置，包括：检测机架100、倾角调节组件200、自转控制组件300和动平衡测轴400,检测机架100的表面固定安装有超声波检测机头110，检测机架100的表面滑动安装有托盘组120和防护罩130，倾角调节组件200包括固定座210、第一驱动电机220和舵台230以及转动安装于固定座210一侧的传动轴240，第一驱动电机220固定安装于固定座210的一侧且输出端固定连接有输出轮221，输出轮221与传动轴240的端部传动连接，舵台230转动安装于固定座210的表面，且舵台230的两端转动安装于固定座210表面且与传动轴240的表面传动连接；

自转控制组件300包括固定于舵台230表面的第二驱动电机310以及转动安装于舵台230内侧的蜗轮组320、张力调节柄330和皮带轮340，皮带轮340的数量为若干且其中一个皮带轮340转动安装于张力调节柄330的表面，皮带轮340的表面套接有同步带350，动平衡测轴400包括同步齿410和主轴杆420以及固定安装于舵台230内侧的光电传感器430，舵台230的表面固定安装有套接于主轴杆420内侧的振动测杆440，主轴杆420的外侧固定套接有形变套环421，且形变套环421固定套接于同步齿410的内侧，同步齿410的表面与同步带350的表面传动连接。

在该实施例中，检测机架100的内部设有用于驱动托盘组120和防护罩130升降运动的丝杆驱动组件，用于执行托盘组120和防护罩130的升降运动。

在该实施例中，固定座210表面的两端设有套接于舵台230两端的套环，舵台230用于支撑动平衡测轴400进行旋转运动，主轴杆420垂直贯穿舵台230的表面，同步齿410的两端分别设有轴承环411且通过轴承环411转动安装于舵台230的内侧。

具体的，利用主轴杆420和同步齿410在舵台230的表面转动带动汽轮机叶片进行偏转调节检测角度或进行自转工作。

在该实施例中，舵台230的两端固定安装有舵轮盘231，舵轮盘231的表面与传动轴240的表面设有相互传动的皮带，舵轮盘231与第一驱动电机220和第二驱动电机310的输出端同轴。

具体的，通过舵台230偏转带动汽轮机叶片偏转至各个方向进行不同角度监测以及切换至探测检测模式和动平衡检测模式，对汽轮机叶片动态性能进行检测。

在该实施例中，第二驱动电机310的输出端固定连接有与蜗轮组320相啮合传动的蜗杆，同步带350套接于蜗轮组320和皮带轮340的表面。

进一步的，张力调节柄330的表面螺纹套接有调节丝杆331，调节丝杆331的一端活动安装于舵台230的表面，张力调节柄330的表面设有与舵台230内侧的转销。

具体的，由第二驱动电机310驱动主轴杆420和汽轮机叶片转速提高，进行高速旋转运动，通过调节丝杆331转动牵引张力调节柄330偏转以调节同步带350的张力。

在该实施例中，同步齿410的表面固定套接于延伸至光电传感器430检测端的光栅盘，光电传感器430用于根据光栅盘运动判定同步齿410的偏转角度。

具体的，利用光电传感器430可对主轴杆420的转动量进行精准计量。

在该实施例中，形变套环421为镂空环状注塑件结构，形变套环421用于弹性支撑主轴杆420位于同步齿410的圆心内侧。

具体的，通过形变套环421进行主轴杆420弹性支撑，可在主轴杆420和汽轮机叶片动平衡失常时发生形变，以将碰撞振动测杆440进行振动传导，使振动测杆440检测到振动并触发报警等提示。

本发明的工作原理及使用流程：

在固定座210水平状态下，将待检测汽轮机叶片通过联轴器固定于主轴杆420表面，并保持叶片与主轴杆420同心布置，闭合防护罩130开始进行检测工作，由第一驱动电机220驱动带动传动轴240转动，并通过传动轴240与舵轮盘231的传动连接，实现舵台230的偏转运动，使舵台230在固定座210表面转动，进而实现动平衡测轴400的偏转倾斜，调节至合适角度后，由超声波检测机头110进行叶轮工件表面的超声波探测，获取叶片表面性能数据，并可在该检测阶段，由第二驱动电机310驱动蜗轮组320转动，从而带动同步带350在各个皮带轮340的传导下运动，带动同步齿410和主轴杆420自转运动，使汽轮机叶轮进行全面检测；

在超声波检测机头110检测过程中，通过第一驱动电机220调节固定座210、动平衡测轴400以及表面汽轮机叶片至水平状态后，由第二驱动电机310驱动主轴杆420和汽轮机叶片转速提高，进行高速旋转运动，并在该过程中，利用超声波检测机头110监测汽轮机叶片的跳动情况，以判定该汽轮机叶轮的动平衡效果，且在主轴杆420转动过程中，若汽轮机叶片动平衡过度失常，则振动力通过主轴杆420的摆动传导至振动测杆440，由振动测杆440发出电信号控制报警机构以及自动停机。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，包括：检测机架（100）、倾角调节组件（200）、自转控制组件（300）和动平衡测轴（400）,所述检测机架（100）的表面固定安装有超声波检测机头（110），所述检测机架（100）的表面滑动安装有托盘组（120）和防护罩（130），所述倾角调节组件（200）包括固定座（210）、第一驱动电机（220）和舵台（230）以及转动安装于固定座（210）一侧的传动轴（240），所述第一驱动电机（220）固定安装于固定座（210）的一侧且输出端固定连接有输出轮（221），所述输出轮（221）与传动轴（240）的端部传动连接，所述舵台（230）转动安装于固定座（210）的表面，且舵台（230）的两端转动安装于固定座（210）表面且与传动轴（240）的表面传动连接。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述检测机架（100）的内部设有用于驱动托盘组（120）和防护罩（130）升降运动的丝杆驱动组件，用于执行托盘组（120）和防护罩（130）的升降运动。

3.根据权利要求1所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述自转控制组件（300）包括固定于舵台（230）表面的第二驱动电机（310）以及转动安装于舵台（230）内侧的蜗轮组（320）、张力调节柄（330）和皮带轮（340），所述皮带轮（340）的数量为若干且其中一个皮带轮（340）转动安装于张力调节柄（330）的表面，所述皮带轮（340）的表面套接有同步带（350）。

4.根据权利要求3所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述舵台（230）的两端固定安装有舵轮盘（231），所述舵轮盘（231）的表面与传动轴（240）的表面设有相互传动的皮带，所述舵轮盘（231）与第一驱动电机（220）和第二驱动电机（310）的输出端同轴。

5.根据权利要求3所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述第二驱动电机（310）的输出端固定连接有与蜗轮组（320）相啮合传动的蜗杆，所述同步带（350）套接于蜗轮组（320）和皮带轮（340）的表面。

6.根据权利要求3所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述张力调节柄（330）的表面螺纹套接有调节丝杆（331），所述调节丝杆（331）的一端活动安装于舵台（230）的表面，所述张力调节柄（330）的表面设有与舵台（230）内侧的转销。

7.根据权利要求3所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述动平衡测轴（400）包括同步齿（410）和主轴杆（420）以及固定安装于舵台（230）内侧的光电传感器（430），所述舵台（230）的表面固定安装有套接于主轴杆（420）内侧的振动测杆（440），所述主轴杆（420）的外侧固定套接有形变套环（421），且形变套环（421）固定套接于同步齿（410）的内侧，所述同步齿（410）的表面与同步带（350）的表面传动连接。

8.根据权利要求7所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述固定座（210）表面的两端设有套接于舵台（230）两端的套环，所述舵台（230）用于支撑动平衡测轴（400）进行旋转运动，所述主轴杆（420）垂直贯穿舵台（230）的表面，所述同步齿（410）的两端分别设有轴承环（411）且通过轴承环（411）转动安装于舵台（230）的内侧。

9.根据权利要求7所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述同步齿（410）的表面固定套接于延伸至光电传感器（430）检测端的光栅盘，所述光电传感器（430）用于根据光栅盘运动判定同步齿（410）的偏转角度。

10.根据权利要求7所述的一种汽轮机叶片自动检测装置，其特征在于，所述形变套环（421）为镂空环状注塑件结构，所述形变套环（421）用于弹性支撑主轴杆（420）位于同步齿（410）的圆心内侧。