CN220060200U - 一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，包括从上至下依次同轴一体设置的球面顶部、圆锥台过渡段、圆柱扳拧段、螺纹收尾段和螺纹段；球面顶部、圆锥台过渡段和圆柱扳拧段形成螺钉头；收尾段和螺纹段形成螺钉杆；圆柱扳拧段上径向贯通设置有两层扳拧孔，分别为第一层扳拧孔和第二层板拧孔。本实用新型的安装调整专用螺钉通过减小螺钉头部顶面与安装猫爪接触面的摩擦力来大幅度减小扳拧力矩。本实用新型的安装调整专用螺钉通过改变螺钉的扳拧结构来大幅度减小扳拧操作占用空间。本实用新型的安装调整专用螺钉通过改变螺纹的类型来适当提高调整精度。

Description

一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉

技术领域

本实用新型属于汽轮机技术领域，涉及上猫爪，具体涉及一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉。

背景技术

汽轮机是把高温高压水蒸汽的热量转换成以高速旋转形式输出动能的一种重型动力机械。每台汽轮机都是由静子件和转子件两部分构成的。所有的静子件由水平中分面分成上、下两部分，他们共同由猫爪安装在支架上。

猫爪是一种向外伸出的起支撑作用的悬臂式静子件的组合体。猫爪分成上猫爪和下猫爪两种类型，其中，上猫爪由支撑猫爪和安装猫爪组合而成。支撑猫爪位于水平中分面之上，在所有静子件完成正式安装之后为它们提供支撑；安装猫爪则位于水平中分面之下，在所有静子件完成正式安装之前为它们提供支撑。

为了满足汽轮机的安装要求，每个安装猫爪下底面与支架之间设有一个垂直安装的螺钉，螺钉的螺纹端拧在支架的螺纹孔里，螺钉的头部顶着安装猫爪下底面；螺钉在静子件安装过程中起到调整高度和提供支撑的作用，待所有静子件完成正式安装并由支撑猫爪开始有效支撑以后，把螺钉反向拧松退出工作。

此螺钉的工作条件有3个特点：①螺钉头部承受载荷力巨大，大约从几吨到几十吨不等，扳拧力矩十分巨大。②螺钉外围结构空间狭窄，扳拧操作空间十分有限。③高度调整精度要求较高，普通粗牙螺纹则精度较差，调整操作技术难度较大。

目前此螺钉采用的是:普通粗牙六角头螺钉，标准号：GB/T5782,具体规格因支撑载荷而变，常见的有螺钉M20×80-8.8等。现有技术中的螺钉的缺陷如下：

①螺钉(GB/T5782)头部顶面与安装猫爪的接触面较很大；接触面是模锻面，未精加工，且打印标记字号造成凹凸不平，表面很粗糙；这两个情况导致接触面摩擦力矩巨大，扳拧十分困难。实际工作中除扳拧力矩过大外还时常发生接触面因摩擦应力过大而破坏的情况。

②螺钉(GB/T5782)是外六角结构扳拧结构，允许的扳拧空间角度不小于60°；扳拧操作只能采用标准扳手，比如QB/T3003、JIS B4651或者活动扳手等，扳手头部外形尺寸较大，所需的扳拧空间也较大。实际工作中时常不能满足操作要求或操作难度大。

③螺钉(GB/T5782)的普通粗牙螺纹由于螺距与螺纹直径的比例偏小，轴向微调精度较差，即较小的扳拧角度就发生超过精度预期的轴向行程。实际工作中调整操作技术难度较大。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于，提供一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，解决现有技术中的螺钉难以精准地适用于猫爪安装调整的技术问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案予以实现：

一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，包括从上至下依次同轴一体设置的球面顶部、圆锥台过渡段、圆柱扳拧段、螺纹收尾段和螺纹段。

所述的球面顶部、圆锥台过渡段和圆柱扳拧段形成螺钉头。

所述的收尾段和螺纹段形成螺钉杆。

所述的圆柱扳拧段上径向贯通设置有两层扳拧孔，分别为第一层扳拧孔和第二层板拧孔。

本实用新型还具有如下技术特征：

所述的第一层扳拧孔的中心轴线与第二层板拧孔的中心轴线在径向平面内的投影不重合。

所述的第一层扳拧孔包括第一层第一扳拧孔和第一层第二扳拧孔，第一层第一扳拧孔的中心轴线和第一层第二扳拧孔的中心轴线相交于同一个径向平面内。

所述的第二层扳拧孔包括第二层第一扳拧孔和第二层第二扳拧孔，第二层第一扳拧孔的中心轴线和第二层第二扳拧孔的中心轴线相交于同一个径向平面内。

所述的第一层第一扳拧孔的中心轴线和第一层第二扳拧孔的中心轴线的夹角为90°。

所述的第二层第一扳拧孔的中心轴线和第二层第二扳拧孔的中心轴线的夹角为90°。

所述的第一层第一扳拧孔的中心轴线与所述的第二层第一扳拧孔的中心轴线在径向平面内的投影之间的夹角为45°。

本实用新型与现有技术相比，具有如下技术效果：

(Ⅰ)本实用新型的安装调整专用螺钉通过减小螺钉头部顶面与安装猫爪接触面的摩擦力来大幅度减小扳拧力矩。

(Ⅱ)本实用新型的安装调整专用螺钉通过改变螺钉的扳拧结构来大幅度减小扳拧操作占用空间。

(Ⅲ)本实用新型的安装调整专用螺钉通过改变螺纹的类型来适当提高调整精度。

(Ⅳ)本实用新型的安装调整专用螺钉考虑到汽轮机上猫爪安装调整螺钉要求力学结构和加工工艺要科学合理，操作使用要省力、灵活、精确，目前尚无可替代方案。

附图说明

图1为汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉的正视结构示意图。

图2为图1中的A-A截面结构示意图。

图3为图1中的B-B截面结构示意图。

图4为安装调整专用螺钉的使用状态示意图。

图中各个标号的含义为：1-球面顶部，2-圆锥台过渡段，3-圆柱扳拧段，4-螺纹收尾段，5-螺纹段，6-第一层扳拧孔，7-第二层板拧孔，8-支撑猫爪，9-安装猫爪，10-紧固螺钉，11-压块，12-支架，13-横向滑键，14-横向滑槽，15-安装螺纹孔，16-垫片，17-安装调整专用螺钉。

601-第一层第一扳拧孔，602-第一层第二扳拧孔。

701-第二层第一扳拧孔，702-第二层第二扳拧孔。

以下结合实施例对本实用新型的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

需要说明的是，本实用新型中的所有的零部件，如无特殊说明，全部均采用现有技术中已知的零部件。

以下给出本实用新型的具体实施例，需要说明的是本实用新型并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本实用新型的保护范围。

实施例：

本实施例给出一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，如图1所示，包括从上至下依次同轴一体设置的球面顶部1、圆锥台过渡段2、圆柱扳拧段3、螺纹收尾段4和螺纹段5。

球面顶部1、圆锥台过渡段2和圆柱扳拧段3形成螺钉头。

收尾段4和螺纹段5形成螺钉杆。

圆柱扳拧段3上径向贯通设置有两层扳拧孔，分别为第一层扳拧孔6和第二层板拧孔7。

作为本实施例的一种优选方案，第一层扳拧孔6的中心轴线与第二层板拧孔7的中心轴线在径向平面内的投影不重合。

进一步优选的，如图2所示，第一层扳拧孔6包括第一层第一扳拧孔601和第一层第二扳拧孔602，第一层第一扳拧孔601的中心轴线和第一层第二扳拧孔602的中心轴线相交于同一个径向平面内。

进一步优选的，如图3所示，第二层扳拧孔7包括第二层第一扳拧孔701和第二层第二扳拧孔702，第二层第一扳拧孔701的中心轴线和第二层第二扳拧孔702的中心轴线相交于同一个径向平面内。

更优选的，第一层第一扳拧孔601的中心轴线和第一层第二扳拧孔602的中心轴线的夹角为90°。

更优选的，第二层第一扳拧孔701的中心轴线和第二层第二扳拧孔702的中心轴线的夹角为90°。

更优选的，第一层第一扳拧孔601的中心轴线与第二层第一扳拧孔701的中心轴线在在径向平面内的投影之间的夹角为45°。

本实施例中，球面顶部1的底部与等径的圆锥台过渡段2的顶部一体固定相连，圆锥台过渡段2的底部与等径的圆柱扳拧段3的顶部一体固定相连，圆柱扳拧段3的底部与螺纹收尾段4的顶部相连，圆柱扳拧段3的外径大于螺纹收尾段4的外径。

本实用新型的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉在使用时，如图4所示，上猫爪由支撑猫爪8和安装猫爪9组合而成，支撑猫爪8通过带有紧固螺钉10的压块11固定安装在支架12上，支架12上设置有横向滑键13，横向滑键13与安装猫爪9靠近内侧的底部设置的横向滑槽14相配合，支架12上靠近外侧的位置设置有安装螺纹孔15，专用螺钉的螺纹段5安装在安装螺纹孔15内。支撑猫爪8与支架12之间设置有垫片16，安装调整专用螺钉17的球面顶部1顶在安装猫爪9靠近外侧的底部，通过转动安装调整专用螺钉17实现安装调整。

本实施例中，球面顶部1是光滑的精加工球面构型，工作时与安装猫爪9的下底面形成极小面积的圆点状接触。

本实施例中，圆锥台过渡段2在球面顶部1与圆柱扳拧段3之间形成完美的力学结构过渡，工作时不参与具体操作过程。

本实施例中，圆柱扳拧段3是一段较粗的圆柱形结构，工作时使用适当长度的圆柱型扳手插入扳拧孔，然后切向施力即可完成此螺钉的扳拧操作，每次扳拧操作不小于45°，同时圆柱型扳手不占用额外的空间。

本实施例中，螺纹收尾段4是为了螺纹段加工螺纹的工艺需要而设置的过渡段，工作时无实际意义。

本实施例中，螺纹段5上加工有符合标准GB/T197的普通细牙螺纹，工作时此螺纹段5是旋入安装在支架12对应的安装螺纹孔15中，通过扳拧操作就可以实现螺钉的球面顶部1及安装猫爪9高度的调整。

本实用新型的安装调整专用螺钉17具有光滑的精加工球面构型的球面顶部结构形式。

本实用新型的安装调整专用螺钉17具有双层圆孔扳拧结构，每层钻有两个90°交叉的圆形通孔，两层通孔之间交错45°，两层平行。

本实用新型的安装调整专用螺钉17大幅度减小了螺钉扳拧力矩，使得汽轮机静子件安装调整工作更省力。逻辑说明如下：M＝G×D×μ，(M：扳拧力矩，G:该处猫爪的载荷，D:螺钉头部顶面与安装猫爪接触面的当量直径，μ：摩擦系数，接触面越粗糙该系数越大)。在猫爪载荷G不变的情况下,本发明螺钉使得螺钉头部顶面与安装猫爪接触面由原来较大尺寸的正六边形变成很小尺寸的圆点形状，即当量直径D值明显大幅度减小；同时，本专利螺钉顶部是光滑的精加工球面，其粗糙度远小于原来螺钉(GB/T5782)的模锻后未精加工并打印字号的表面粗糙度，即摩擦系数μ值明显大幅度减小。由上式M＝G×D×μ可得知，扳拧力矩M值得到了大幅度的减小。

本实用新型的安装调整专用螺钉17大幅度减小了螺钉扳拧操作空间，使得汽轮机静子件安装调整工作更灵活。逻辑说明如下：以规格为M20的螺钉为例，原来GB/T5782六角头螺钉M20×80-8.8扳拧空间:每次扳拧角度不小于60°，扳手占用尺寸是φ70mm；对于本专利螺钉，由前述工作原理可知：每次扳拧操作不小于45°，圆柱型扳手不占用额外的空间。对比两种螺钉的扳拧角度和扳手占用空间可得知：螺钉扳拧操作空间得到了大幅度减小。

本实用新型的安装调整专用螺钉17适当提高了螺纹调整的精度，使得汽轮机静子件安装调整工作更精确。逻辑说明如下：同样以规格为M20的螺钉为例，原来GB/T5782普通粗牙六角头螺钉M20×80-8.8，其螺距是2.5mm,即把螺钉每扳拧一圈调整高度是2.5mm；而本实用新型螺钉采用了普通细牙螺纹M20×1.5后，其螺距是1.5mm，即把螺钉每扳拧一圈调整高度是1.5mm；由此可得知本实用新型的此规格螺钉调整精度提高了40％，计算公式：

(2.5-1.5)/2.5×100％＝40％。

Claims (7)

1.一种汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，包括从上至下依次同轴一体设置的球面顶部(1)、圆锥台过渡段(2)、圆柱扳拧段(3)、螺纹收尾段(4)和螺纹段(5)；

所述的球面顶部(1)、圆锥台过渡段(2)和圆柱扳拧段(3)形成螺钉头；

所述的收尾段(4)和螺纹段(5)形成螺钉杆；

所述的圆柱扳拧段(3)上径向贯通设置有两层扳拧孔，分别为第一层扳拧孔(6)和第二层扳拧孔(7)。

2.如权利要求1所述的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，所述的第一层扳拧孔(6)的中心轴线与第二层扳拧孔(7)的中心轴线在径向平面内的投影不重合。

3.如权利要求2所述的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，所述的第一层扳拧孔(6)包括第一层第一扳拧孔(601)和第一层第二扳拧孔(602)，第一层第一扳拧孔(601)的中心轴线和第一层第二扳拧孔(602)的中心轴线相交于同一个径向平面内。

4.如权利要求3所述的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，所述的第二层扳拧孔(7)包括第二层第一扳拧孔(701)和第二层第二扳拧孔(702)，第二层第一扳拧孔(701)的中心轴线和第二层第二扳拧孔(702)的中心轴线相交于同一个径向平面内。

5.如权利要求4所述的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，所述的第一层第一扳拧孔(601)的中心轴线和第一层第二扳拧孔(602)的中心轴线的夹角为90°。

6.如权利要求5所述的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，所述的第二层第一扳拧孔(701)的中心轴线和第二层第二扳拧孔(702)的中心轴线的夹角为90°。

7.如权利要求6所述的汽轮机上猫爪安装调整专用螺钉，其特征在于，所述的第一层第一扳拧孔(601)的中心轴线与所述的第二层第一扳拧孔(701)的中心轴线在径向平面内的投影之间的夹角为45°。