汽輪機(jī)預(yù)扭動(dòng)葉新型裝配工具設(shè)計(jì)

王嘉鈺 王耀民 王佳茂

【摘 要】針對(duì)汽輪機(jī)預(yù)扭動(dòng)葉裝配問題展開研究，基于SolidWorks特征建模技術(shù)，結(jié)合動(dòng)葉裝配關(guān)鍵工藝，設(shè)計(jì)了一套新型裝配輔助工具，將填隙條打緊工具與葉根打緊工具合二為一，并由平衡系統(tǒng)輔助操作節(jié)省人力，可以有效提高轉(zhuǎn)子動(dòng)葉裝配效率和企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。

【關(guān)鍵字】汽輪機(jī);預(yù)扭動(dòng)葉;裝配工具

中圖分類號(hào)： TK266 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2019）03-0022-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.006

Design of New Assembly Tool for Pre-twisted Blade of Steam Turbine

WANG Jia-yu1 WANG Yao-min2 WANG Jia-mao3

（1.College of Foreign Languages， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China;

2.Business School， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China;

3.School of Mechanical Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

【Abstract】Aiming at the assembly problem of pre-twisted blade of steam turbine， based on SolidWorks feature modeling technology and combined with the key assembly process of the rotor blade， a new type of assembly assistant tool is designed， which combines the filling strip strike tool with the blade root strike tool， and saves manpower by assistant operation of the balancing system. It can effectively improve the assembly efficiency of the rotor blade and the product quality of the enterprise.

【Key words】Steam turbine;Pre twisted blade;Assembly tool

0 引言

隨著我國工業(yè)的快速發(fā)展，以及當(dāng)前對(duì)火力發(fā)電的依賴，使得汽輪機(jī)產(chǎn)業(yè)也在不斷的更新和進(jìn)步，朝著工作效率更高、設(shè)備質(zhì)量更可靠的方向發(fā)展[1]。當(dāng)前T型根動(dòng)葉片在汽輪機(jī)中已廣泛使用，該型動(dòng)葉片需安裝在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的葉槽中，裝配完成并檢驗(yàn)合格后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子才可以正常使用。

當(dāng)前對(duì)于動(dòng)葉片的裝配工作，幾乎全部由工人手持相應(yīng)的裝配工具，通過人工操作完成裝配。裝配過程中工具更換頻率較高，耗費(fèi)時(shí)間和人力，繼而拉低生產(chǎn)效率，限制了生產(chǎn)速度。因此開發(fā)一種能夠更加高效進(jìn)行裝配的工具十分必要。

現(xiàn)階段已有很多科研人員在動(dòng)葉裝配領(lǐng)域的多個(gè)方面展開研究工作，如申如國等人對(duì)汽輪機(jī)整體圍帶式預(yù)扭動(dòng)葉的全流程裝配工藝進(jìn)行了研究，并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了裝配質(zhì)量的可靠性[2];吳春冬等人對(duì)動(dòng)葉扭轉(zhuǎn)量測(cè)量進(jìn)行了相關(guān)研究，經(jīng)過方案對(duì)比和系統(tǒng)搭建，完成了扭轉(zhuǎn)量檢測(cè)工作[3]。本文在充分掌握當(dāng)前預(yù)扭動(dòng)葉裝配現(xiàn)狀及相關(guān)研究的條件下，設(shè)計(jì)了一套預(yù)扭動(dòng)葉新型裝配輔助工具，可以為動(dòng)葉裝配工作提供更加高效的裝配方式。

1 汽輪機(jī)預(yù)扭動(dòng)葉傳統(tǒng)裝配工藝研究

1.1 關(guān)鍵工藝概述

預(yù)扭動(dòng)葉傳統(tǒng)裝配工藝中，在將動(dòng)葉片放到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉槽后，一般需經(jīng)過兩個(gè)裝配步驟，一是在葉根底面和轉(zhuǎn)子葉根槽底之間打入填隙條，沿轉(zhuǎn)子徑向脹緊葉片，二是錘擊葉片根部，使其側(cè)壁貼合到前一片葉片葉根的側(cè)壁。

1.2 具體操作方式

以某級(jí)高壓預(yù)扭動(dòng)葉裝配為例說明，在工人的車間現(xiàn)場(chǎng)操作中，會(huì)準(zhǔn)備兩個(gè)單獨(dú)的工具，一個(gè)用來傳遞錘擊力以打入填隙條，另一個(gè)用來傳遞錘擊力以打緊葉根。裝配動(dòng)葉片時(shí)，工人先使用填隙條壓緊工具配合專用錘擊工具，將填隙條打入指定位置（即葉根底面和轉(zhuǎn)子葉根槽底之間的空間）脹緊葉片，然后將該工具放下，重新去取葉根壓緊工具，配合專用錘擊工具，實(shí)現(xiàn)葉根的打緊操作，之后繼續(xù)更換工具，進(jìn)行下一片動(dòng)葉片的裝配工作。

2 預(yù)扭動(dòng)葉新型裝配工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.1 工具機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

裝配工具主要組成包括：填隙條壓緊端，傳力桿，錘擊端，葉根壓緊端，懸掛繩，平衡器以及支架。

其中，填隙條壓緊端的工作面是半徑為4mm的半圓，是專為打入填隙條而設(shè)計(jì)的。葉根壓緊端的底面是傾斜的，在豎直放置工具時(shí)，該面與地面成30°夾角，是專為預(yù)扭T型根動(dòng)葉片的葉根設(shè)計(jì)的。

2.2 工作原理及操作方案設(shè)計(jì)

裝配工具經(jīng)懸掛繩與平衡器連接，平衡器經(jīng)懸掛繩支架連接。在進(jìn)行動(dòng)葉片裝配時(shí)，將填隙條放到待打入的位置，工人左手手持圖示裝配工具至工作位置，使填隙條壓緊端與待打入的填隙條接觸，右手持錘擊工具，對(duì)錘擊端進(jìn)行錘擊操作，錘擊力經(jīng)傳力桿的傳遞，最終將填隙條打入指定位置，脹緊葉片;然后將該裝配工具做180°旋轉(zhuǎn)，由于平衡器向上的拉力和裝配工具的重力相抵消，因此旋轉(zhuǎn)操作十分輕松。之后工人左手手持裝配工具至工作位置，使葉根壓緊端與待打緊的葉根處接觸，右手持錘擊工具，對(duì)錘擊端進(jìn)行錘擊操作，錘擊力經(jīng)傳力桿的傳遞，最終將葉根打緊。至此完成一片動(dòng)葉片的裝配工作，重復(fù)上述操作，繼續(xù)下一片動(dòng)葉片的裝配工作。

3 改良工具的創(chuàng)新及裝配工作優(yōu)勢(shì)

本文所設(shè)計(jì)的汽輪機(jī)預(yù)扭動(dòng)葉新型裝配工具，將傳統(tǒng)裝配工作中的填隙條打緊工具與葉根打緊工具進(jìn)行重新組合設(shè)計(jì)，通過合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)和力平衡系統(tǒng)配合，形成使用更加方便、工作效率更高的新型輔助工具，解決了裝配過程反復(fù)更換工具的問題，縮短了裝配時(shí)間，減少了工人體力的耗費(fèi)，減小了裝配工作難度，提高企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊建道，彭澤瑛.上海汽輪機(jī)廠先進(jìn)超超臨界汽輪機(jī)的發(fā)展[J].熱力透平，2018，47（2）：85-91.

[2]申如國，顧劍勇，許雄國等.百萬千瓦超超臨界汽輪機(jī)預(yù)扭動(dòng)葉裝配工藝技術(shù)[J].熱力透平，2017，36（4）：258-260.

[3]吳春冬，張文建，李衍佳等.基于LabVIEW的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)葉扭轉(zhuǎn)量測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].工具技術(shù)，2014，49（3）：82-86.