一种水电站机组导水机构的导叶轴套检修方法

技术领域

本发明涉及水电站构件检修方法领域，具体地涉及一种水电站机组导水机构的导叶轴套检修方法。

背景技术

导水机构是水轮发电机组中重要组成部分，能够调节过机流量、截断水流，起开停机及调节机组出力的作用，其检修质量对大型水电机组的安全稳定运行具有重要意义。

大型水电站机组导水机构在运行过程中开启、关闭困难，导水机构开启、关闭力矩较大，并对机组调节造成了不利影响。同时机组在长期运行过程中，受水力空化作用及硬质杂物磨损，导叶轴套孔台阶处容易产生气蚀及划痕，对水电机组的安全稳定运行造成了严重危害和隐患；因此在日常检修工作中，需要对导叶轴套孔台阶部位进行加工，扩大其内径；对产生气蚀、划痕等缺陷部位，需要补焊后再进行打磨处理；在目前导叶轴套孔缺陷检修的工作中，采取的方法通常是先人工补焊再人工打磨来修复缺陷，采用此类方法，不仅在工作过程中产生大量的噪音、粉尘和有害烟雾，而且劳动强度大，效率低且修复质量不高。因此需要设计一种水电站机组导水机构的导叶轴套检修方法，用于导叶轴套孔铣削加工。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供一种水电站机组导水机构的导叶轴套检修方法，能够有效提高叶轴套孔检修质量及效率，保证导叶轴套孔与导叶轴颈间隙在设计范围内，进而确保水轮发电机组安全稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种水电站机组导水机构的导叶轴套检修方法，该方法采用了一种铣削加工装置，装置包括座板、固定底座、旋转底座、升降台和支撑板，底座板上端面的四角处安设有固定装置并与导叶下轴套的内壁相抵，底座板下端面的四角处垂直连接有可调节支腿，所述支腿的另一端放置在支撑板上，底座板上端面的中心位置安设有固定底座，所述固定底座上安设有旋转底座，旋转底座由旋转控制系统控制并围绕自身轴心旋转；旋转底座的上端面放置有滑动板，所述滑动板由进刀控制系统控制并沿着径向方向滑动，滑动板的上端面垂直安设有背板，背板的正面与升降台滑动连接，背板的背面固定安设有控制箱，升降台的下端面安设有铣刀，升降台的上端面安设有工作电机；

该方法包括以下步骤：

Step1、将支撑板放置在导叶下轴套下端的支撑环上；

Step2、对每根可调节支腿的长度进行微调，使支撑板保持水平，并使整体误差控制在0.02mm/m范围内；

Step3、拨动固定装置，使固定装置与导叶下轴套的内壁相抵，或直接将固定装置卡接在叶下轴套的上端开口处；

Step4、通过调整升降台的位置来调整铣刀高度；

Step5、通过进刀控制系统调整滑动板的位置，并最终确定铣刀的进刀量；

Step6、铣刀的位置最终确定后，启动工作电机并使铣刀高速旋转进行洗削加工；

Step7、启动旋转控制系统，使铣刀围绕旋转底座的中心旋转并进行环形加工；

Step8、加工完毕后停止旋转控制系统和工作电机，在铣刀上架设百分表检查导叶下轴套台阶轴径加工后的圆度、同心度。

优选的方案中，在Step2中，可调节支腿包括支杆，所述支杆的上端设有螺纹连接柱，支杆的下端设有防滑底座，底座板下端面的四角处对应设置有螺纹连接头，所述螺纹连接柱与螺纹连接头螺纹连接并对可调节支腿的安装长度进行微调。

优选的方案中，固定底座包括有固定板，所述固定板的两侧通过螺栓与底座板可拆卸式连接，固定板的中心位置设有固定环，所述固定环上开设有卡槽，固定环的中心位置设有滚珠轴承；

旋转底座包括有旋转台，所述旋转台的下端面对应设置有卡轨并与卡槽卡接，旋转台的中心位置对应设置有插销并插接在滚珠轴承内，旋转台的下端设置有环形齿板并与旋转控制系统啮合连接。

优选的方案中，在Step7中，旋转控制系统包括有连杆，所述连杆的一端设有锥形齿轮并与环形齿板啮合连接，连杆的另一端连接第一齿轮，第一齿轮的下方设有第二齿轮并通过传动链条相互连接，第二齿轮通过传动轴连接旋转电机，所述旋转电机安设在底座板的下端面。

优选的方案中，在Step5中，进刀控制系统包括有丝杆，所述丝杆安设在旋转底座内，丝杆可围绕自身轴心自由旋转并且一端设有第一把手，丝杆的两侧垂直安设有第二螺杆；

滑动板的两侧对应开设有条形孔并穿过第二螺杆，第二螺杆上设有第二限位螺母并对滑动板的位置锁死固定，滑动板的下端面固定连接有传动组件并套接在丝杆上，丝杆旋转并带动传动组件和滑动板沿着丝杆前后滑动。

优选的方案中，背板的正面处设置有升降齿板，所述升降台卡接在升降齿板上并与升降齿板啮合连接，升降台的侧部设有第二把手并控制升降台沿着背板垂直滑动，升降台的上端面设有工作电机并控制铣刀旋转工作，控制箱内设有电源和控制系统并与工作电机电性连接。

本专利可达到以下有益效果：

1、本装置采用自动化工装对导叶下轴套孔台阶轴径加工，可降低劳动强度，减少噪声、粉尘和有害烟雾的产产生，再提升了现场作业环境的同时也提升了检修效率，进而进一步的缩短了检修工期；

2、本装置各部件之间均为可拆卸式的安装方式，再提高了装置的适配性的同时也方便对其后期进行保养和维修；

3、本装置通过自动化机械代替传统的人工操作，其工作质量要明显高于人工，保证了水电站导叶下轴套孔的加工质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明整体结构示意图（安装方式1）；

图2为本发明可调节支腿和固定装置结构放大示意图；

图3为本发明主体工作部件结构示意图；

图4为本发明主体工作部件结构示意图二；

图5为本发明内部结构爆炸示意图；

图6为本发明内部结构爆炸示意图二；

图7为本发明整体结构示意图（安装方式2）。

图中：底座板1、螺纹连接头101、固定底座2、固定板201、螺栓202、固定环203、卡槽204、滚珠轴承205、可调节支腿3、支杆301、螺纹连接柱302、防滑底座303、导叶下轴套4、支撑环401、支撑板5、固定装置6、固定凸轮601、第一螺杆602、第一限位螺母603、进刀控制系统7、丝杆701、第一把手702、第二螺杆703、第二限位螺母704、传动组件705、升降台8、第二把手801、旋转底座9、旋转台901、卡轨902、插销903、环形齿板904、背板10、升降齿板101、旋转控制系统11、连杆111、第一齿轮112、第二齿轮113、传动链条114、旋转电机115、锥形齿轮116、铣刀12、滑动板13、条形孔131、控制箱14、工作电机15。

具体实施方式

如图1所示，一种水电站机组导水机构的导叶轴套检修方法，该方法采用了一种铣削加工装置，包括有底座板1、固定底座2、旋转底座9、升降台8和支撑板5，支撑板5整体放置在导叶下轴套4下端的支撑环401上，底座板1上端面的四角处安设有固定装置6并与导叶下轴套4的内壁相抵，底座板1下端面的四角处垂直连接有可调节支腿3，所述支腿的另一端放置在支撑板5上，底座板1上端面的中心位置安设有固定底座2，所述固定底座2上安设有旋转底座9，旋转底座9由旋转控制系统11控制并围绕自身轴心旋转；

旋转底座9的上端面放置有滑动板13，所述滑动板13由进刀控制系统7控制并沿着径向方向滑动，滑动板13的上端面垂直安设有背板10，背板10的正面与升降台8滑动连接，背板10的背面固定安设有控制箱14，升降台8的下端面安设有铣刀12；

装置工作时，先将底座板1放置在支撑环401上，底座板1再通过可调节支腿3放置在支撑板5上，通过固定装置6将装置整体进行固定，调节升降台8的高度和滑动板13的位置，使铣刀12调整到合适的位置，最后启动工作电机15和旋转控制系统11，铣刀12围绕导叶下轴套4进行环形铣削加工。

优选的方案如图2所示，可调节支腿3包括支杆301，所述支杆301的上端设有螺纹连接柱302，支杆301的下端设有防滑底座303，底座板1下端面的四角处对应设置有螺纹连接头101，所述螺纹连接柱302与螺纹连接头101螺纹连接并对可调节支腿3的安装长度进行微调；固定装置6包括有第一螺杆602，所述第一螺杆602安设在底座板1上端面的四角处，第一螺杆602上套接有固定凸轮601，第一螺杆602上还设有第一限位螺母603并对固定凸轮601的旋转角度锁死固定；

当放置底座板1时，先通过可调节支腿3放置在支撑板5上，再对四角处的可调节支腿3长度进行微调，使底座板1保持水平，调节完毕后旋转凸轮601并旋紧第一限位螺母603，使凸轮601与导叶下轴套4的内壁相抵，防止装置在进行铣削加工发生移动并影响加工精度。

优选的方案如图3至图6所示，固定底座2包括有固定板201，所述固定板201的两侧通过螺栓202与底座板1可拆卸式连接，固定板201的中心位置设有固定环203，所述固定环203上开设有卡槽204，固定环203的中心位置设有滚珠轴承205；旋转底座9包括有旋转台901，所述旋转台901的下端面对应设置有卡轨902并与卡槽204卡接，旋转台901的中心位置对应设置有插销903并插接在滚珠轴承205内，旋转台901的下端设置有环形齿板904并与旋转控制系统11啮合连接；旋转控制系统11包括有连杆111，所述连杆111的一端设有锥形齿轮116并与环形齿板904啮合连接，连杆111的另一端连接第一齿轮112，第一齿轮112的下方设有第二齿轮113并通过传动链条114相互连接，第二齿轮113通过传动轴连接旋转电机115，所述旋转电机115安设在底座板1的下端面；

装置工作时固定板201和旋转台901相互插接，当开启旋转电机115后，旋转电机115带动第二齿轮113旋转，第二齿轮113通过传动链条114带动第一齿轮112同步旋转，第一齿轮112带动连杆111和锥形齿轮116围绕自身轴心旋转，锥形齿轮116旋转带动环形齿板904和旋转底座9旋转，进而带动背板10和铣刀12围绕旋转底座9的轴心旋转。

优选的方案如图3至图6所示，进刀控制系统7包括有丝杆701，所述丝杆701安设在旋转底座9内，丝杆701可围绕自身轴心自由旋转并且一端设有第一把手702，丝杆701的两侧垂直安设有第二螺杆703；

滑动板13的两侧对应开设有条形孔131并穿过第二螺杆703，第二螺杆703上设有第二限位螺母704并对滑动板13的位置锁死固定，滑动板13的下端面固定连接有传动组件705并套接在丝杆701上，丝杆701旋转并带动传动组件705和滑动板13沿着丝杆701前后滑动；

当需要调整进刀量时，通过旋转第一把手702即可带动丝杆701可围绕自身轴心旋转，丝杆701旋转带动传动组件705和滑动板13沿着丝杆701滑动，进而控制铣刀12的位置并调整最终的铣削量。

优选的方案如图3至图6所示，背板10的正面处设置有升降齿板101，所述升降台8卡接在升降齿板101上并与升降齿板101啮合连接，升降台8的侧部设有第二把手801，通过旋转把手801可带动升降台8内部的传动组件与升降齿板101传动，进而带动升降台8沿着背板10垂直滑动并控制铣刀12的高度，升降台8的上端面设有工作电机15并控制铣刀12旋转工作，控制箱14内设有电源和控制系统并与工作电机15电性连接。

实施例1

Step1、将支撑板5放置在导叶下轴套4下端的支撑环401上；

Step2、对每根可调节支腿3的长度进行微调，使支撑板5保持水平，整体误差控制在0.019mm/m内；

Step3、拨动固定装置6，使固定装置6与导叶下轴套4的内壁相抵，调整支撑板5的位置并使其移动到中心位置，偏差控制在0.015mm内；

Step4、通过调整升降台8的位置来调整铣刀12高度；

Step5、通过进刀控制系统7调整滑动板13的位置，并最终确定铣刀12的进刀量；

Step6、铣刀12的位置最终确定后，启动工作电机15并使铣刀12高速旋转进行洗削加工，铣刀12工作转速设置为5800r/min；

Step7、启动旋转控制系统11，使铣刀12围绕旋转底座9的中心旋转并进行环形加工，旋转底座9的转速控制在2r/min；

Step8、加工完毕后停止旋转控制系统11和工作电机15，在铣刀12上架设百分表检查导叶下轴套4台阶轴径加工后的圆度、同心度。

实施例2

Step1、拨动固定装置6，使固定装置6直接卡接在叶下轴套4的上端开口处，调整支撑板5的位置并使其移动到中心位置，偏差控制在0.02mm内；

Step2、通过调整升降台8的位置来调整铣刀12高度；

Step3、通过进刀控制系统7调整滑动板13的位置，并最终确定铣刀12的进刀量；

Step4、铣刀12的位置最终确定后，启动工作电机15并使铣刀12高速旋转进行洗削加工，铣刀12工作转速设置为6000r/min；

Step5、启动旋转控制系统11，使铣刀12围绕旋转底座9的中心旋转并进行环形加工，旋转底座9的转速控制在3r/min；

Step6、加工完毕后停止旋转控制系统11和工作电机15，在铣刀12上架设百分表检查导叶下轴套4台阶轴径加工后的圆度、同心度。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，在互不冲突的前提下，本发明记载的各项技术特征能够互相组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。