一种大型水轮机叶片组芯用工装及其组芯方法与流程

本发明涉及大型铸钢件的砂芯制造技术领域，特别涉及一种大型水轮机叶片组芯用工装。

背景技术：

如图1所示，传统的铸造造型方法都是通过实体模样制作铸型的，但是由于水轮机叶片铸件具有大曲率的特点，常用的造型方法为组芯造型，此造型过程中不制作实体模样，只制作芯盒，通过将砂芯对撞组合后使用螺杆把合形成铸型，既确保叶片的型线尺寸，又降低造型难度。

传统的组芯过程，主要是通过天车2吊运，操作人员指挥天车将一侧的移动砂芯1缓慢靠近另一侧的固定砂芯3，对接完成后用螺杆把合。该组芯过程存在的弊端，主要表现为组芯操作占用大量天车资源，造成其余吊运操作暂停，影响生产进度；天车吊运组芯操作困难，吊运过程中不容易精确控制砂芯位置，容易导致组芯过程砂芯发生碰撞，出现损坏现象。同时采用天车吊运组芯时，操作过程中对于小范围的精度调节困难，存在对接精度小的不足，组芯效率也低。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中大型水轮机叶片组芯方法的缺点，提供一种大型水轮机叶片组芯用工装，以提高组砂效率，降低操作难度并有效避免砂芯在组装过程中碰撞损坏。

本发明的目的是这样实现的，一种大型水轮机叶片组芯用工装，包括水平设置的支撑底板,所述支撑底板长度方向的一端设有固定支撑平台，另一端设有液压固定端,所述固定支撑平台和液压固定端之间设有两条或两条以上平行的支撑导轨，所述支撑导轨上配合设有与固定支撑平台的支撑面同高度的移动支撑平台，所述移动支撑平台底侧与各支撑导轨对应的方向设有两个或两个以上的与支撑导轨配合的导向轮，所述移动支撑平台对应液压固定端的一侧设有两只同步动作的液压缸，所述液压缸的活塞杆伸出端与移动支撑平台的对应端连接，所述液压缸的缸底与液压固定端连接，所述支撑底板长度方向的侧向设有便于砂芯安装时抵靠的定位基板，所述定位基板的高度高于固定支撑平台的支撑面高度。

本发明的组芯工装，设置固定支撑平台和移动支撑平台，组芯时，固定支撑平台用于放置固定砂芯，移动支撑平台用于放置移动砂芯，并通过液压缸驱动移动支撑平台，实现移动砂芯与固定砂芯的对接，不但可以提高对接效率，缩短吊具的使用时间，提高砂芯组合对装的精度，而且可以防止大型砂芯对接时碰撞损坏砂芯。

进一步地，所述固定支撑平台包括若干横向和纵向平行的型钢焊接而成的格栅状支架，所述格栅状支架的上表面形成支撑表面，所述格栅支架的底部通过若干同高的支撑柱与支撑底板固定，所述固定支撑平台的外侧设有便于挂装的定位柱。

进一步地，所述移动支撑平台包括支撑钢板，所述支撑钢板底部与支撑导轨对应的位置固定有方钢，所述导向轮与方钢安装连接。

为便于控制移动支撑平台相对固定支撑平台的最近距离，所述固定支撑平台的格栅状支架对应移动支撑平台的一侧沿与支撑导轨平行的方向设有四个伸出端， 所述伸出端为格栅状支架相应的格栅杆件向外侧的延伸端，其中，最外侧的两伸出端的伸出长度大于中间的两伸出端的长度，所述移动支撑平台沿与支撑导轨垂直的宽度方向的尺寸与两长伸出端的内档尺寸相同，并且移动支撑平台可滑动至两长伸出端之间的内部，所述移动支撑平台对应固定支撑平台的两短端伸出端部位配合设有便于短伸出端插入的插口槽，所述插口槽用于限位移动支撑平台向固定支撑平台移动的限极位置。

本发明还提供一种采用上述组芯用工装进行大型水轮机叶片的组芯方法，待组装的大型水轮机叶片的砂芯分固定砂芯和移动砂芯，所述固定砂芯和移动砂芯对接后形成水轮机叶片的型腔，所述装芯方法包括下述过程：第一步，将工装平置在组芯平台上，并使工装的移动支撑平台处于与固定支撑平台距离最大处，根据待组装砂芯的尺寸，在固定支撑平台上划线标定用于摆放固定砂芯位置的标线，所述标线用于砂芯外侧底缘在固定支撑平台上摆放位置的参考，所述定位基板作为固定砂芯和移动砂芯侧向的定位基准；第二步，将固定砂芯吊运到固定支撑平台上，并按第一步标定的标线，使固定砂芯底侧外缘与标线对齐，对应的侧向抵靠在定位基板侧向；第三步，将移动砂芯吊运到移动支撑平台上，并使对应的侧向抵靠在定位基板的侧向；第四步，开启液压缸驱动移动支撑平台带动移动砂芯平稳地向固定砂芯方向靠近，直至移动支撑平台的插口槽与固定支撑平台的短伸出端完全插接到底，此时移动砂芯和固定砂芯正好对接到位，；第五步，将两砂芯之间对应的预留螺孔位置贯穿拉接螺杆，并通过螺母和垫片锁紧固定，完成水轮机叶片砂芯的组装。

所述固定砂芯的外侧预留有挂耳，所述挂耳与固定支撑平台外侧的定位柱之间设有长度可调的螺杆组件，当螺杆组件拉紧后用于防止固定砂芯倾倒。

附图说明

图1为本现有技术中大型水轮机叶片的组芯方法示意图。

图2为本发明的大型水轮机叶片组芯用工装的结构示意图。

图3为本发明的组芯方法示意图。

图4为组芯完成状态的示意图。

其中，1 固定砂芯；2天车；3移支砂芯；4支撑底板；5液压固定端；6支撑导轨；7移动支撑平台；7A插口槽；8固定支撑平台；8A长伸出端；8B短伸出端；8C支撑柱；9定位基准；10导向轮；11液压缸；12定位柱；13螺杆组件。

具体实施方式

实施例1

如图2所示，为本发明的大型水轮机叶片组芯用工装，包括水平设置的支撑底板4,支撑底板3长度方向的一端设有固定支撑平台8，另一端设有液压固定端5,固定支撑平台8和液压固定端5之间设有两条或两条以上平行的支撑导轨6，支撑导轨6上配合设有与固定支撑平台8的支撑面同高度的移动支撑平台7，移动支撑平台7底侧与各支撑导轨6对应的方向设有两个或两个以上的与支撑导轨6配合的导向轮10，移动支撑平台对应液压固定端5的一侧设有两只同步动作的液压缸11，液压缸11的活塞杆伸出端与移动支撑平台7的对应端连接，液压缸11的缸底与液压固定端5连接，支撑底板4长度方向的侧向设有便于砂芯安装时抵靠的定位基板9，定位基板9的高度高于固定支撑平台8的支撑面高度，同样也高于移支撑平台支撑面的高度。

本发明的固定支撑平台8包括若干横向和纵向平行的型钢焊接而成的格栅状支架，可以采用满足支撑强度要求的方钢、槽钢等结构的型钢作为格栅杆件；该格栅状支架的上表面形成支撑表面，格栅支架的底部通过若干同高的支撑柱8C与支撑底板4固定，固定支撑平台8的外侧设有便于挂装的定位柱12。该定位柱12用于挂装从固定砂芯连接面来的螺栓组件，用于防止固定砂芯倾倒。

本发明的移动支撑平台包括支撑钢板，该支撑钢板为一厚钢板制成，支撑钢板的底部与支撑导轨6对应的位置固定有支撑用的方钢，导向轮与方钢安装连接。

为便于控制移动支撑平台7相对固定支撑平台8的最近距离，固定支撑平台8的格栅状支架对应移动支撑平台7的一侧沿与支撑导轨6平行的方向设有四个伸出端， 伸出端为格栅状支架相应的格栅杆件向外侧的延伸端，其中，最外侧的两伸出端的伸出长度大于中间的两伸出端的长度，移动支撑平台7沿与支撑导轨6垂直的宽度方向的尺寸与两长伸出端8A的内档尺寸相同，并且移动支撑平台7可滑动至两长伸出端8A之间的内部，移动支撑平台7对应固定支撑平台的两短端伸出端8B部位配合设有便于短伸出端8B插入的插口槽7A，插口槽7A用于限位移动支撑平台7向固定支撑平台8移动的限极位置，从而防止移动砂芯与固定砂芯之间的距离过近而撞伤砂芯对接部件。

本发明的组芯工装，设置固定支撑平台8和移动支撑平台7，组芯时，固定支撑平台8用于放置固定砂芯，移动支撑平台7用于放置移动砂芯，并通过液压缸11驱动移动支撑平台7，实现移动砂芯与固定砂芯的对接，不但可以提高对接效率，缩短天车吊具的使用时间，提高砂芯组合对装的精度，而且可以防止大型砂芯对接时碰撞损坏砂芯。

实施例2

本实施例如图3和图4所示，为采用上述实施例的组芯工装进行大型水轮机叶片的组芯方法，待组装的大型水轮机叶片的砂芯分固定砂芯3和移动砂芯1，固定砂芯3和移动砂芯1对接后形成水轮机叶片的型腔，装芯方法包括下述过程：第一步，将工装平置在组芯平台上，并使工装的移动支撑平台7处于与固定支撑平台8距离最大处，此时，液压缸11处于收缩状态，根据待组装砂芯的尺寸，在固定支撑平台7上划线标定用于摆放固定砂芯3位置的标线，该标线用于砂芯外侧底缘在固定支撑平台8上摆放位置的参考，定位基板9作为固定砂芯3和移动砂芯1侧向的定位基准；第二步，将固定砂芯3吊运到固定支撑平台8上，并按第一步标定的标线，使固定砂芯3底侧外缘与标线对齐，对应的侧向抵靠在定位基板9的侧向；为防止固定砂芯3倾倒，固定砂芯3的外侧预留有挂耳，挂耳与固定支撑平台8外侧的定位柱12之间设有长度可调的螺杆组件13，当螺杆组件13拉紧后用于防止固定砂芯倾倒。第三步，将移动砂芯1吊运到移动支撑平台7上，并使对应的侧向抵靠在定位基板9的侧向；第四步，开启液压缸11驱动移动支撑平台7带动移动砂芯1平稳地向固定砂芯3方向靠近，直至移动支撑平台7的插口槽7A与固定支撑平台8的短伸出端8B完全插接到底，此时移动砂芯1和固定砂芯3正好对接到位，；第五步，将两砂芯之间对应的预留螺孔位置贯穿拉接螺杆，并通过螺母和垫片锁紧固定，完成水轮机叶片砂芯的组装。

采用本发明的上述组芯方法，通过预设定位基准，组芯精准度提高，一次组芯到位，组砂效率也随之提高，并明显降低操作难度。