专利名称：水轮机转轮叶片装配测圆架及其检测方法
技术领域：
本发明涉及到水轮机转轮叶片装配用工夹具及其使用方法，特别涉及到一种水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法。
背景技术：
转轮是水轮发电机组的重要核心部件，其质量将直接影响机组的发电效率及整个机组的寿命。因此，在生产制造过程中对质量有严格的要求。
混流式转轮通常包括上冠、叶片和下环，叶片焊装于上冠和下环之间。在其装配过程中需要测圆工具来保证叶片焊接位置的精确性。通常，先将所有叶片装焊于下环上，再与上冠装焊。
现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架通常包括头部定位夹1、机座2、支架3、转轴 4、挡快5、分度臂6、定位杆7和插销8 (参见附图1、2)。其基本检测过程和原理为，将转轮下环定位于机座的凹止口中，下环中心与机座中心保持一致，在将分度臂6定位于机座的中心孔中(此孔与定位转轮下环的凹止口同心)，据此，分度臂6与下环同心。根据叶片的数量在机座上大于下环的分度圆上钻相同数量的定位孔(圆周上均布)，分度臂6在机座上旋转到某一个叶片位置，通过定位杆7和插销8将其固定。在分度臂6上用螺栓连接有一挡块 5，挡块5的表面与叶片焊接位置的端面相同且与叶片焊接位置端面贴合；在叶片的另一端设置有根据叶片断面尺寸设计的头部定位夹I并用其将叶片夹牢，叶片的定位依赖于挡块 5和头部定位夹。在叶片的两端都定位准确并固定后，开始进彳丁焊接；焊接完一块叶片后， 旋转分度臂6，重新定位和固定下一叶片，再进行下一叶片的焊接，依此类推，直至将所有的叶片与转轮下环焊完后，再与转轮上冠进行焊接。现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在以下问题1、叶片的定位不仅依赖于头部定位夹和定位块的加工质量，还依赖于两者的配合精度，定位不易控制；2、头部定位夹和挡块都需要加工曲面，加工的要求高、难度大和周期长；3、整个测圆架加工周期长，且无无通用性； 4、每套测圆架消耗上吨钢材，增加了生产制造成本。显然，现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在着定位精度不易控制、加工困难、加工周期长和耗材较大等问题。发明内容
为克服现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在的定位精度不易控制、加工困难、加工周期长和耗材较大等问题，本发明提出一种水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法。本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架，包括垫块、定位法兰、底座、旋转筒、支墩和测量臂，其中，定位法兰的外缘与转轮上冠的尾锥孔相匹配且与尾锥孔同心，底座的外圆与定位法兰的内圆相匹配且与定位法兰同心，旋转筒焊接于底座上且与底座同心，底座与定位法兰采用螺栓连接，测量臂安装在旋转筒上，支敦支撑转轮下环，垫块支撑转轮上冠；支墩的高度和垫块的高度与转轮上冠和下环的高度尺寸相匹配，即将支敦支撑在转轮下环、 将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相符合。
进一步的，本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架的垫块、支墩的高度尺寸可以调 节。
本发明水轮机转轮叶片装配检测方法，采用本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架 对其装配过程进行监测，将所有叶片点焊于转轮上冠和下环之间，再完全焊接，包括以下步 骤
S1:根据转轮上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸选择或制备高度与 上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块；所述高度与上冠与 下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块是指将支敦支撑在转轮下 环、将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相符合；
S2:将定位法兰安装与转轮上冠的尾锥孔中，并将底座及旋转筒安装在定位法兰 上并用螺栓固定，并点焊于转轮上冠；
S3:将测量臂安装在旋转筒上，旋转测量臂将转轮下环与上冠检校同心后，将转轮 上冠和下环用压板固定；
S4:采用测量臂测定各个叶片与转轮上冠和下环的定位点，每一叶片分别在转轮 上冠和下环上测定二个定位点；
S5 :将叶片吊入上冠和下环之间，对准定位点并点焊牢；依此类推，直至所有叶片 点焊完毕；
S6:采用测量臂对各个叶片位置进行测量，进一步确定叶片位置并对有误差的叶 片位置进行校正；
S7:对每一叶片进行完全焊接，并再次采用测量臂对各个叶片位置进行测量，直至 满足设计要求，转轮叶片装配完毕。
本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法的有益技术效果是以测量臂 定位转轮叶片位置，使其在整个装配过程中均可随时进行监测，操作更简单且保证了测量 精度。测圆架的大部分零部件均可通用，减少了加工难度和加工成本，还节约了资源。
附图1是现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架的俯视结构示意附图2是附图1的左视结构剖视示意附图3是本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架的正视结构示意图。
下面结合附图和具体实施例对本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方 法做进一步说明。
具体实施方式
附图3是本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架的正视结构示意图，图中，I为垫 块、2为定位法兰，3为底座，4为旋转筒，5为支敦、6为测量臂。由图可知，本发明水轮机转 轮叶片装配用测圆架，包括垫块1、定位法兰2、底座3、旋转筒4、支墩5和测量臂6，其中， 定位法兰2的外缘与转轮上冠的尾锥孔相匹配且与尾锥孔同心，底座3的外圆与定位法兰 2的内圆相匹配且与定位法兰2同心，旋转筒4焊接于底座3上且与底座3同心，底座3与 定位法兰2采用螺栓连接，测量臂6安装在旋转筒4上，支敦5支撑转轮下环，垫块I支撑转轮上冠；支墩5的高度和垫块I的高度与转轮上冠和下环的高度尺寸相匹配，即将支敦 5支撑在转轮下环、将垫块I支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间 距相符合。为节约资源、减少加工，本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架的垫块、支墩可设 计为调节式，即垫块、支墩的高度尺寸可以调节。
本发明水轮机转轮叶片装配检测方法，采用本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架 对其装配过程进行监测，将所有叶片点焊于转轮上冠和下环之间，再完全焊接，包括以下步 骤
S1:根据转轮上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸选择或制备高度与 上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块；所述高度与上冠与 下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块是指将支敦支撑在转轮下 环、将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相同；
S2:将定位法兰安装与转轮上冠的尾锥孔中，并将底座及旋转筒安装在定位法兰 上并用螺栓固定，并点焊于转轮上冠；
S3:将测量臂安装在旋转筒上，旋转测量臂将转轮下环与上冠检校同心后，将转轮 上冠和下环用压板固定；
S4:采用测量臂测定各个叶片与转轮上冠和下环的定位点，每一叶片分别在转轮 上冠和下环上测定二个定位点；
S5 :将叶片吊入上冠和下环之间，对准定位点并点焊牢；依此类推，直至所有叶片 点焊完毕；
S6:采用测量臂对各个叶片位置进行测量，进一步确定叶片位置并对有误差的叶 片位置进行校正；
S7 :对每一叶片进行完全焊接，并再次采用测量臂对各个叶片位置进行测量，直至 满足设计要求，转轮叶片装配完毕。
本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架有效保证了转轮上冠、定位法兰、旋转筒和 转轮下环的圆心在同一轴线上，保证了测量臂的同心度，并且在转轮叶片装配过程中，多 次、反复进行测量，保证了装配转轮叶片的定位准确性。另外，在测量过程中以测量臂定位 转轮叶片位置，操作更简单，测量更加精确。再有，对于不同的混流式转轮叶片的装配，使用 本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架，只需要根据转轮上冠尾锥孔的尺寸重新设计制造定 位法兰，其余的零部件均为通用件，不仅缩短了生产周期，还降低了生产成本。
显然，本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法的有益技术效果是以测 量臂定位转轮叶片位置，使其在整个装配过程中均可随时进行监测，操作更简单且保证了 测量精度。测圆架的大部分零部件均可通用，减少了加工难度和加工成本，还节约了资源。
权利要求
1.一种水轮机转轮叶片装配用测圆架，其特征在于该测圆架包括垫块、定位法兰、底座、旋转筒、支墩和测量臂，其中，定位法兰的外缘与转轮上冠的尾锥孔相匹配且与尾锥孔同心，底座的外圆与定位法兰的内圆相匹配且与定位法兰同心，旋转筒焊接于底座上且与底座同心，底座与定位法兰采用螺栓连接，测量臂安装在旋转筒上，支敦支撑转轮下环，垫块支撑转轮上冠；支墩的高度和垫块的高度与转轮上冠和下环的高度尺寸相匹配，即将支敦支撑在转轮下环、将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相符合。
2.根据权利要求1所述水轮机转轮叶片装配用测圆架，其特征在于垫块、支墩的高度尺寸可以调节。
3.—种水轮机转轮叶片装配检测方法，其特征在于采用权利要求1所述水轮机转轮叶片装配用测圆架对其装配过程进行监测，将所有叶片点焊于转轮上冠和下环之间，再完全焊接，包括以下步骤·51:根据转轮上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸选择或制备高度与上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块；所述高度与上冠与下环之间的高度间距以及上冠的高度尺寸相匹配的支敦和垫块是指将支敦支撑在转轮下环、将垫块支撑在转轮上冠后，转轮上冠与下环之间的高度间距与设计间距相符合；·52:将定位法兰安装与转轮上冠的尾锥孔中，并将底座及旋转筒安装在定位法兰上并用螺栓固定，并点焊于转轮上冠；·53:将测量臂安装在旋转筒上，旋转测量臂将转轮下环与上冠检校同心后，将转轮上冠和下环用压板固定；·54:采用测量臂测定各个叶片与转轮上冠和下环的定位点，每一叶片分别在转轮上冠和下环上测定二个定位点；·55:将叶片吊入上冠和下环之间，对准定位点并点焊牢；依此类推，直至所有叶片点焊完毕；·56:采用测量臂对各个叶片位置进行测量，进一步确定叶片位置并对有误差的叶片位置进行校正；·57:对每一叶片进行完全焊接，并再次采用测量臂对各个叶片位置进行测量，直至满足设计要求，转轮叶片装配完毕。
全文摘要
为克服现有技术水轮机转轮叶片装配测圆架存在的定位精度不易控制、加工困难、加工周期长和耗材较大等问题，本发明提出一种水轮机转轮叶片装配用测圆架及其检测方法。本发明水轮机转轮叶片装配用测圆架，包括垫块、定位法兰、底座、旋转筒、支墩和测量臂，其中，定位法兰的外缘与转轮上冠的尾锥孔相匹配且与尾锥孔同心，底座的外圆与定位法兰的内圆相匹配且与定位法兰同心，旋转筒焊接于底座上且与底座同心，底座与定位法兰采用螺栓连接，测量臂安装在旋转筒上，支敦支撑转轮下环，垫块支撑转轮上冠。本发明的有益技术效果是以测量臂定位转轮叶片位置，使其在整个装配过程中均可随时进行监测，操作更简单且保证了测量精度。
文档编号B23K37/00GK103033117SQ20121056631
公开日2013年4月10日 申请日期2012年12月24日 优先权日2012年12月24日
发明者彭举红 申请人:重庆水轮机厂有限责任公司