技术领域
本发明涉及一种水利水电技术领域，具体涉及一种联合、多任务的水轮机转轮现场加工厂工位和附属设备、设施的设计方法。
背景技术
伴随着我国西部地区水电资源的开发，大型和特大型水电站陆续上马，该类电站多处于高山峡谷地区，交通运输困难，而大型水电机组的关键部件水轮机转轮及发电机下机架中心体，因为超重、超大件，运输尤其困难。整体转轮或下机架中心体无法直接用铁路、公路以及水路进行运输，整体运输风险大、费用高，使其成为制约水电机组发展的瓶颈。为解决这一问题，采取大型转轮或下机架中心体分瓣运输到现场加工的方式，已逐渐成为目前水电行业内的一种常用且通行的解决办法。但由于现场施工场地紧张及条件所限，重大件现场加工厂需要统筹考虑。尤其是机组台数多，供货机组厂家多个，要协调各厂不同的工艺方案、交叉的交货进度、差异的配套需求及同时满足转轮和下机架两大件的安装进度等诸多方面的工作，特别是机组重大件加工工序复杂，加工精度要求高，通常需要在现场设置多个转轮加工厂，而多个转轮加工厂不仅受地质地形条件限制布置设计困难，还大大地增加了工程的前期投资。
发明内容
为解决以上问题，本发明提供一种联合、多任务的水轮机转轮现场加工厂设计方法，只需设置一个现场转轮加工厂，通过重大件加工工位、工序、设备配置及附属设施的设计，能联合加工不同转轮，并能多任务地同时满足多台套转轮和下机架中心体的加工；适用于一般大型水电站，能有效保障整体水电站工程水轮发电机组的施工进度及节约工程投资。
本发明采用的技术方案是：一种联合、多任务的水轮机转轮现场加工厂设计方法，其特征在于：所述转轮现场加工厂能同时满足两个以上不同转轮和两类多台套重大件的现场加工进度，具体包括以下步骤：
步骤1：联合、多任务的转轮现场加工厂的工位数量设计
n个机组厂家共用一个转轮现场加工厂加工所有转轮和下机架，并满足年产量要求；n个机组厂家的所有转轮和下机架加工工位共为 6n+3个，其中n为大于等于2的整数，具体布置如下：
工位1-1、工位1-2……工位1-n：均为转轮画线、静平衡工位，转轮画线、静平衡工位用于转轮画线和拼焊使用，共设n个转轮画线、静平衡工位；
工位2-1、工位2-2……工位2-n：均为转轮组装焊接工位，转轮组装焊接工位用于n个转轮同时装配组焊，共设n个转轮组焊工位；
工位3-1、工位3-2……工位3-n：均为转轮焊接工位，转轮焊接工位用于n个转轮同时组焊，共设n个转轮焊节工位；
工位4-1、工位4-2……工位4-n：均为下机架中心体焊接工位，下机架中心体装配焊接工位用于n个下机架中心体同时装配组焊，共设n个下机架中心体焊接工位；
工位5-1、工位5-2……工位5-n：均为下机架装配工位，下机架装配工位用于n个下机架同时装配，共设n个下机架装配工位；
工位6-1、工位6-2……工位6-n：均为机加工工位，共设n个机加工工位；
工位7为转轮翻身工位，转轮翻身时间短，设一个转轮翻身工位；
工位8为退火工位，设一个退火工位；
工位9为喷砂工位，设一个喷砂工位；
步骤2：联合、多任务的转轮现场加工厂的加工工位、工序布置设计
1)、双通道的转轮现场加工厂工位、工序设计
转轮现场加工厂具备双通道条件时，公用的转轮翻身工位7、退火工位8和喷砂工位9布置在中间；其余工位中，一半工位布置在一侧，一侧转轮及下机架散件由该侧通道进厂加工；另一半工位镜像布置在另一侧，另一侧转轮及下机架散件由另一侧通道进厂加工；转轮及下机架可错开公用工位的时间同步两头依次进行加工；
2)、单通道的转轮现场加工厂工位、工序设计
对于地质地形条件差，仅具备单侧开门的转轮现场加工厂，公用的喷砂工位9和退火工位8布置在最里侧，余下工位以公用的转轮翻身工位7镜像依次布置；转轮及下机架散件全部先后由一侧的通道进厂加工，错开公用工位的时间同步分区进行加工；
步骤3：联合、多任务的转轮现场加工厂的设备配置
1)由业主配备的设备
配备1台桥式起重机，用于转轮翻身、大部件及整体吊装；
2)机组制造厂家配备的设备
转轮现场加工厂内的设备、设施及工具均由机组制造厂家自行配备；
步骤4：联合、多任务的转轮现场加工厂的附属设施
附属设施包括变压配电室、压缩空气室、办公休息室、工具室、临时仓储室、磨刀室、氧气-乙炔室、储藏室和卫生间；附属设施由机组制造厂家根据主厂房的总体规划就近设置，所有附属设施由机组制造厂家配备；
作为优选，步骤2中，机组厂家数量n为偶数，转轮现场加工厂具备双通道条件时，公用的转轮翻身工位7、退火工位8和喷砂工位9布置在中间；其余工位中，工位[1-1～6-1]、[1-2～6-2]……[1- n/2～6-n/2]布置在一侧，工位[1-n～6-n]、[1-(n-1)～6-(n-1)]……[1-(n/2-1)～6-(n/2-1)]镜像布置在另一侧；
仅具备单侧开门的转轮现场加工厂时，退火工位8和喷砂工位9 布置在最里侧，后面依次布置工位[4-n～5-n]……[4-n/2～5-n/2]，工位[6-n,3-n～1-n]……[6-n/2,3-n/2～1-n/2]，转轮翻身工位7，工位[6-1,3-1～1-1]……[6-(n/2-1),3-(n/2-1)～1-(n/2-1)]，工位[4-1～5-1]……[4-(n/2-1)～5-(n/2-1)]。
作为优选，步骤2中，机组厂家数量n为奇数，转轮现场加工厂具备双通道条件时，公用的转轮翻身工位7、退火工位8和喷砂工位9布置在中间；其余工位中，工位1-(n+1)/2～6-(n+1)/2布置在一侧，工位1-(n-1/2)～6-(n-1/2)镜像布置在另一侧；
仅具备单侧开门的转轮现场加工厂时，退火工位8和喷砂工位9 布置在最里侧，后面依次布置工位[4-(n+1)/2～5-(n+1)/2]，工位 [6-(n+1)/2,3-(n+1)/2～1-(n+1)/2]，转轮翻身工位7，工位[6- (n-1)/2,3-(n-1)/2～1-(n-1)/2]，工位[4-(n-1)/2～5-(n-1)/2]。
作为优选，步骤3中，机组制造厂家配备的设备，具体包括：指定的一家厂家配备1台套退火炉，另“n-1”个厂家租用；焊接设备、预热设备和焊接用消辅材料，n个厂家分别配套；指定的一家厂家配备1台套翻身装置，另“n-1”个厂家租用；静平衡设备工装2台套；下机架钻床设备2台；指定的一家厂家配备1台套下机架喷砂设备，另“n-1”个厂家租用；机加工设备2台；压缩空气机2台套和储气罐2个。
作为优选，步骤4中，现场备有的附属设施具体包括：变压配电室1个，n家共用；压缩空气室1个，n家共用；工具材料室2个；混合气体室1个，n家共用；电焊条仓库2个；丙烷室2个；氧气室 2个；各类办公、休息场地；堆放场地。
本发明取得的有益效果是：本发明只需设置一个现场转轮加工厂，通过重大件加工工位、工序、设备配置及附属设施的设计，能联合加工不同转轮，并能多任务地同时满足多台套转轮和下机架中心体的加工，解决上述需要布置多个现场加工厂的难题。此外，联合、多任务的转轮现场加工厂除了可以共用一个加工厂，还可以共用桥机、使用率不高的加工工位以及变压配电室、压缩空气室、办公休息室、工具室、临时仓储室、卫生间等附属设施，大大地节约了工程投资。
附图说明
图1为双通道联合、多任务的转轮现场加工厂工位布置图；
图2为单通道联合、多任务的转轮现场加工厂工位布置图；
图3为联合、多任务的转轮现场加工厂工序图；
附图标记：1-1、静平衡工位；1-2、静平衡工位；2-1、焊接工位；2-2、焊接工位；3-1、焊接工位；3-2、焊接工位；4-1、下机架工位；4-2、下机架工位；5-1、下机架装配工位；5-2、下机架装配工位；6-1、加工工位；6-2、加工工位；7、焊接、翻身工位；8、退火工位；9、喷砂工位；10、通道。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作更进一步的说明。
如图1-3所示，本发明的一种联合、多任务的水轮机转轮现场加工厂设计方法，其特殊之处在于，所述的转轮现场加工厂仅设置一个就能同时满足两个及以上不同转轮和两类多台套重大件的现场加工进度。本发明的技术方案为：一种联合、多任务的水轮机转轮现场加工厂工位、工序和附属设备、设施的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：联合、多任务的转轮现场加工厂的工位数量
以独立的转轮加工厂房为基础，对使用率较低的重复工位进行简化。n个(n＝2,3,4,5……)机组厂家共用一个厂房加工电站所有转轮和下机架并满足年产量要求。具体布置如下：
工位1-1、工位1-2……工位1-n：转轮画线、静平衡工位
转轮静平衡虽然由于时间短，仅转轮使用，但静平衡工位也可用于转轮画线和拼焊等使用，不宜共用。共设n个转轮画线、静平衡工位。
工位2-1、工位2-2……工位2-n：转轮组装焊接工位
转轮组装焊接工位不考虑共用，以方便n个转轮同时装配组焊。共设n个转轮组焊工位。
工位3-1、工位3-2……工位3-n：转轮焊接工位
转轮焊接工位不考虑共用，以方便n个转轮同时组焊。共设n个转轮焊节工位。
工位4-1、工位4-2……工位4-n：下机架中心体焊接
下机架中心体装配焊接工位不考虑共用，以方便n个下机架中心体同时装配组焊。
工位5-1、工位5-2……工位5-n：下机架装配
下机架装配工位不考虑共用，以方便n个下机架同时装配。
工位6-1、工位6-2……工位6-n：机加工工位
工位7：转轮翻身工位
转轮翻身时间短，因此翻身工位使用一个，若转轮重量过大，需采用带有基础的翻身装置翻身。
工位8：退火工位
由于大型机组转轮和下机架退火时间一般在25天左右，退火炉使用率不高，联合、多任务厂房可只采用一套，但不同供货商之间需要协调好生产；同时要求退火炉统一采用可拆式退火炉，加热方式采用电加热方式，以安全可靠、方便操作、相互共用。
工位9：喷砂工位
喷砂间由于仅下机架使用，使用率不高，因此喷砂采用一个工位。
因此，n个厂家的两大件加工工位共为6n+3个。加工设备可考虑在原有1台设备的基础上，另增加1台机加工设备，以满足交货进度或n个厂家分别用各自的设备加工转轮和下机架。
步骤2：联合、多任务的转轮现场加工厂的加工工位、工序布置设计
(1)双通道的联合转轮现场加工厂工位、工序设计
联合转轮现场加工厂具备双通道(即工厂两侧开门)条件时，公用的工位7、工位8、工位9布置在中间，一半转轮和下机架工位 [1-1～6-1]，[1-2～6-2]……[1-n/2～6-n/2](若n为奇数，则为[1- (n+1)/2～6-(n+1)/2])布置在左侧，左侧转轮及下机架散件由左边通道进厂加工。另一半转轮和下机架工位[1-n～6-n]， [1-(n-1)～6-(n-1)]……[1-(n/2-1)～6-(n/2-1)](若n为奇数，则为[1-(n-1/2)～6-(n-1/2)])镜像布置在右侧，右侧转轮及下机架散件由右边通道进厂加工。
n套x(x＝1,2,3……)台转轮及下机架可错开公用工位的时间同步两头依次进行加工，干扰少，桥机及其他公用附属设施利用率高。
(2)单通道的联合转轮现场加工厂工位、工序设计
对于地质地形条件差，仅具备单侧开门的联合转轮现场加工厂。公用的工位9、工位8使用时间短，使用率不高布置在最里侧，剩下的工位以公用的转轮翻身工位7镜像依次布置转轮工位、下机架工位。具体公用的工位9、工位8后面为依次布置一半下机架工位[4-n～5- n]……[4-n/2～5-n/2](若n为奇数，则为[4-(n+1)/2～5-(n+1)/2]) 和转轮工位[6-n,3-n～1-n]……[6-n/2,3-n/2～1-n/2](若n 为奇数，则为[6-(n+1)/2,3-(n+1)/2～1-(n+1)/2])，再布置公用的转轮翻身工位7，接着布置另一半转轮工位[6-1,3-1 ～1-1]……[6-(n/2-1),3-(n/2-1)～1-(n/2-1)](若n为奇数，则为[6-(n-1)/2,3-(n-1)/2～1-(n-1)/2])和下机架工位[4-1 ～5-1]……[4-(n/2-1)～5-(n/2-1)](若n为奇数，则为[4-(n-1)/2～5-(n-1)/2])。
n套x(x＝1,2,3……)台转轮及下机架散件全部先后由右边通道进厂加工，错开公用工位的时间同步分区进行加工，干扰少，桥机及其他公用附属设施利用率高。
步骤3：联合、多任务的转轮现场加工厂的设备配置
1)由业主配备的设备
厂房共配备1台桥式起重机，用于转轮翻身、大部件及整体吊装。还可配置1台小吨位桥机，主要完成小部件的吊运和转轮部件、下机架部件拼装等。
2)机组制造厂家配备的设备
转轮加工厂内的设备、设施及工具均由机组制造厂家自行配备，以下设备为参考的主要设备配备方式：
●可拆式退火炉1台(规定厂家配套，另“n-1”个厂家租用)；
退火炉在现场组装成整体，转轮、下机架的热处理采用电加热的方法。
●焊接设备、预热设备、焊接用消辅材料等(n个厂家分别配套)；
●翻身装置1台套(规定厂家配套，另“n-1”个厂家租用)；
●静平衡设备工装2台套(n个厂家分别配套)；
●下机架钻床设备2台(n个厂家分别配套)；
●下机架喷砂设备1台套(规定厂家配套，另“n-1”个厂家租用)；
●机加工设备2台(n个厂家分别配套)；
●压缩空气机2台套、储气罐2个(n个厂家分别配套)。
步骤4：联合、多任务的转轮现场加工厂的附属设施
现场备有附属设施包括变压配电室、压缩空气室、办公休息室、工具室、临时仓储室、磨刀室、氧气-乙炔室、储藏室、卫生间等。附属设施由机组制造厂家根据主厂房的总体规划就近设置。所有附属设施由机组制造厂家自带。
●变压配电室1个(n家共用，最好一个供货商配套，另“n-1”个供货商租用)；
●压缩空气室1个(n家共用，最好一个供货商配套，另“n-1”个供货商租)；
●工具材料室：2个；
●混合气体室：1个；(n家共用，最好一个供货商配套，另“n-1”个供货商租)；
●电焊条仓库：2个；
●丙烷室：2个(n家共用，最好一个供货商配套，另“n-1”个供货商租)；
●氧气室：2个(n家共用，最好一个供货商配套，另“n-1”个供货商租)；
●各类办公、休息场地；
●堆放场地。
某大型电站有A、B共2个机组厂家供货，各需要加工3台套水轮机转轮和下机架，一种联合、多任务的水轮机转轮现场加工厂设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：联合、多任务的转轮现场加工厂的工位数量
工位1-1、工位1-2：转轮画线、静平衡工位(不共用)
转轮静平衡虽然由于时间短，仅转轮使用，但静平衡工位也可用于转轮画线和拼焊等使用，不宜共用。共设2个转轮画线、静平衡工位。
工位2-1、工位2-2：转轮组装焊接工位(不共用)
转轮组装焊接工位不考虑共用，以方便2个转轮同时装配组焊。同时为了满足进度要求，共设4个转轮组焊工位。
工位3-1、工位3-2：转轮焊接工位(不共用)
转轮焊接工位不考虑共用，以方便2个转轮同时组焊。同时为了满足进度要求，共设4个转轮焊节工位。
工位4-1、工位4-2：下机架中心体焊接(不共用)
下机架中心体装配焊接工位不考虑共用，以方便2个下机架中心体同时装配组焊。
工位5-1、工位5-2：下机架装配(不共用)
下机架装配工位不考虑共用，以方便2个下机架同时装配。
工位6-1、工位6-2：机加工工位(不共用)
工位7：转轮翻身工位(共用)
转轮翻身时间短，因此翻身工位使用一个，若转轮重量过大，需采用带有基础的翻身装置翻身。
工位8：退火工位(共用)
由于大型机组转轮和下机架退火时间一般在25天左右，退火炉使用率不高，联合、多任务厂房可只采用一套，但不同供货商之间需要协调好生产；同时要求退火炉统一采用可拆式退火炉，加热方式采用电加热方式，以安全可靠、方便操作、相互共用。
工位9：喷砂工位(共用)
喷砂间由于仅下机架使用，使用率不高，因此喷砂采用一个工位。
因此，2个厂家的两大件加工工位共为15个。
步骤2：联合、多任务的转轮现场加工厂的加工工位、工序布置设计
(1)双通道的联合转轮现场加工厂工位、工序设计
联合转轮现场加工厂具备双通道(即工厂两侧开门)条件时，加工工位布置如图1所示。公用的工位7、工位8、工位9布置在中间，一套转轮和下机架工位[1-1～6-1]布置在左侧，左侧转轮及下机架散件由左边通道进厂加工。另一套转轮和下机架工位[1-2～6-2]镜像布置在右侧，右侧转轮及下机架散件由右边通道进厂加工。
2套各3台转轮及下机架可错开公用工位的时间同步两头依次进行加工，干扰少，桥机及其他公用附属设施利用率高，2套各3台转轮及下机架的工序如图3所示。
(2)单通道的联合转轮现场加工厂工位、工序设计
对于地质地形条件差，仅具备单侧开门的联合转轮现场加工厂，加工工位布置如图2所示。公用的工位9、工位8使用时间短，使用率不高布置在最里侧，剩下的工位以公用的转轮翻身工位7镜像依次布置转轮工位、下机架工位。具体公用的工位9,8后面为依次布置一套下机架工位[4-2～5-2]和转轮工位[6-2,3-2～1-2]，再布置公用的转轮翻身工位7，接着布置剩下另一套转轮工位[6-1,3-1～1-1]和下机架工位[4-1～5-1]。
2套各3台转轮及下机架散件全部先后由右边通道进厂加工，错开公用工位的时间同步分区进行加工，干扰少，桥机及其他公用附属设施利用率高，2套各3台转轮及下机架的工序如图3所示。
步骤3：联合、多任务的转轮现场加工厂的设备配置
1)由业主配备的设备
厂房共配备1台桥式起重机，用于转轮翻身、大部件及整体吊装。还可配置1台小吨位桥机，主要完成小部件的吊运和转轮部件、下机架部件拼装等。
2)机组制造厂家配备的设备
转轮加工厂内的设备、设施及工具均由机组制造厂家自行配备，以下设备为参考的主要设备配备方式：
●可拆式退火炉1台(规定厂家配套，另一厂家租用)；
●焊接设备、预热设备、焊接用消辅材料等(两厂家分别配套)；
●翻身装置1台套(规定厂家配套，另一厂家租用)；
●静平衡设备工装2台套(两厂家分别配套)；
●下机架钻床设备2台(两厂家分别配套)；
●下机架喷砂设备1台套(规定厂家配套，另一厂家租用)；
●机加工设备2台(两厂家分别配套)；
●压缩空气机2台套、储气罐2个(两厂家分别配套)。
步骤4：联合、多任务的转轮现场加工厂的附属设施
现场备有附属设施包括变压配电室、压缩空气室、办公休息室、工具室、临时仓储室、磨刀室、氧气-乙炔室、储藏室、卫生间等。附属设施由机组制造厂家根据主厂房的总体规划就近设置。所有附属设施由机组制造厂家自带。
●变压配电室1个(二家共用，一个供货商配套，另一供货商租用)；
●压缩空气室1个(二家共用，一个供货商配套，另一供货商租)；
●工具材料室：2个；
●混合气体室：1个；(二家共用，一个供货商配套，另一供货商租)；
●电焊条仓库：2个；
●丙烷室：2个(二家共用，一个供货商配套，另一供货商租)；
●氧气室：2个(二家共用，一个供货商配套，另一供货商租)；
●各类办公、休息场地；
●堆放场地。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要结构特征。本发明不受上述实例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
机译： 用于加工厂的现场设备和提供该现场设备的方法
机译： 用于加工厂的现场设备和提供该现场设备的方法
机译： 用于加工厂的现场设备和提供该现场设备的方法
