一种转轮叶片修型转台及水轮机转轮叶片修型设备

摘要

本实用新型公开了一种转轮叶片修型转台及水轮机转轮叶片修型设备，涉及水轮机技术领域，包括底座、支撑座和定位销，所述支撑座同轴连接于底座，所述支撑座能以轴线为转轴相对底座转动，所述底座/支撑座上设有与转轮叶片数量匹配的定位孔，所述支撑座/底座边部设有定位销，所述定位销一端连接于支撑座/底座，另一端与定位孔匹配。本实用新型提供的转轮叶片修型转台及水轮机转轮叶片修型设备，可提前在电站现场安装调试好机械臂，通过修型转台的转动对同一转轮的叶片进行分组修型，修型的周期大幅压缩，能够满足电站检修需求。

说明书

技术领域

本实用新型涉及水轮机技术领域，具体涉及一种转轮叶片修型转台及水轮机转轮叶片修型设备。

背景技术

水轮机和水泵水轮机转轮长期运行后，需要进行检修，检修主要任务是缺陷修复或优化修型，均需对转轮叶片进行修型处理。转轮叶片为三维复杂曲面且受转轮结构限制，叶片修型空间非常狭小，同时电站检修工期一般较短，存在转轮叶片修型难度大、周期短、质量要求高的特点。目前对转轮叶片进行修型主要采用如下三种方案：1)将转轮运输至加工厂，采用“数控机床铣削+人工铲磨”工艺完成转轮叶片修型，受修型空间限制，数控机床只能完成部分修型区域，多数区域需要人工铲磨，局部还需要采用吹刨工艺完成。周期方面，需要考虑运输周期，修型周期很长，一般无法满足电站检修周期需要；质量方面，数控机床铣削区域较少，质量控制难度较大；成本方面，受转轮运输成本的影响，成本较高。2)将数控机床运输至电站安装后修型(针对转轮无法运输至加工厂情况)与方案1类似，但考虑数控机床的运输、安装和调试。虽然周期上有所缩短，但成本会大幅增加。3)在电站现场人工修型，人工修型一般采用“吹刨+铲磨”的方案，质量难以控制，修型周期更长。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，为统筹解决转轮修型周期、质量和成本问题，本实用新型提供一种转轮叶片修型转台及水轮机转轮叶片修型设备，可提前在电站现场安装调试好机械臂，通过修型转台的转动对同一转轮的叶片进行分组修型，修型的周期大幅压缩，能够满足电站检修需求。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种转轮叶片修型转台，包括底座、支撑座和定位销，所述支撑座同轴连接于底座，所述支撑座能以轴线为转轴相对底座转动，所述底座/支撑座上设有与转轮叶片数量匹配的定位孔，所述支撑座/底座边部设有定位销，所述定位销一端连接于支撑座/底座，另一端与定位孔匹配。

由于采用了上述技术方案，通过定位孔和定位销相互配合限制支撑座相对底座静止，此时可对转轮叶片进行修型，完成一组叶片的修型后，取消定位销对支撑座的限制，使支撑座相对底座转动至下一组叶片来到修型位，再次通过定位销限制支撑座，进行下一组叶片的修型，有效缩短了转轮叶片修型的工期，及转轮叶片修型的成本。

进一步地，所述底座的轴心处向支撑座延伸有装配转轴/装配部，所述支撑座的轴心处向底座延伸有装配部/装配转轴，所述装配部套设于装配转轴；所述装配部内壁与装配转轴之间设有滑动轴套，所述装配部端部通过滑动平板与装配转轴转动连接。

进一步地，所述滑动平板和滑动轴套采用铸铝青铜或特铜材质制成。

进一步地，进一步地，所述定位孔均布于底座/支撑座边部。

一种水轮机转轮叶片修型设备，包括修型转台、可对修型转台上的转轮叶片进行视觉测量的图像采集装置、控制装置和机械臂，所述修型转台包括底座、支撑座和定位销，所述支撑座同轴连接于底座，所述支撑座能以轴线为转轴相对底座转动，所述底座/支撑座上设有与转轮叶片数量匹配的定位孔，所述支撑座/底座边部设有定位销，所述定位销一端连接于支撑座/底座，另一端与定位孔匹配；所述图像采集装置信号连接于控制装置，所述机械臂信号连接并受控于控制装置。

由于采用了上述技术方案，将转轮叶片安装于修型转台后，转动转台，通过人工快速示教方式，完成视觉测量，对坐标系进行标定，控制系统可依据视觉测量结果控制机械臂对转轮叶片进行修型；机械臂的柔性要高于数控机床，其修型面积更大，修型后转轮叶片的型线质量更好；可提前在电站现场安装调试好机械臂，修型的周期大幅压缩，能够满足电站检修需求。

进一步地，所述支撑座上可安装转轮叶片，所述机械臂上设有修型刀具，所述修型刀具可作用于转轮叶片的表面。

进一步地，所述修型刀具为铣刀。

进一步地，所述铣刀的直径小于等于Φ30。

进一步地，所述修型刀具的主轴转速为3000r/min～5000r/min，背吃刀量为0.5mm～1mm，进给速度为30mm/s～50mm/s

进一步地，所述图像采集装置安装于机械臂，所述图像采集装置与控制装置之间传递有转轮叶片的点云数据。

由于采用了上述技术方案，控制装置将接收到的点云数据与理论模型进行匹配，通过特征分布情况确定加工基准，进而向机械臂传递控制指令，控制机械臂完成修型工作。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型可提前在电站现场安装调试好机械臂，大幅压缩修型的周期，能够满足电站检修需求。

2、本实用新型通过修型转台的转动对同一转轮的叶片进行分组修型，修型效率高。

3、本实用新型相比传统的数控机床，修型面积更大，修型后转轮叶片的型线质量更好。

4、本实用新型综合成本要比传统的修型工艺更经济。

5、本实用新型修型转台可精准调整转轮位置，辅助机械臂完成铣削作业。

附图说明

图1是本实用新型转轮叶片修型转台的三维图；

图2是本实用新型转轮叶片修型转台的结构示意图；

图3是本实用新型关于图2B-B的剖视图；

图4是本实用新型水轮机转轮叶片修型设备的结构示意图；

图5是本实用新型修型刀具的结构示意图。

图中标记：1-定位销，2-底座，3-支撑座，4-滑动平板，5-滑动轴套，6-定位孔，7-装配转轴，8-装配部，9-图像采集装置，10-机械臂，11-转轮叶片，12-修型刀具。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

一种转轮叶片修型转台，如图1-3所示，包括底座2、支撑座3和定位销1，所述支撑座3同轴连接于底座2，所述支撑座3能以轴线为转轴相对底座2转动，所述底座2上设有与转轮叶片11数量匹配的定位孔6，所述支撑座3边部设有定位销1，所述定位销1一端连接于支撑座3，另一端与定位孔6匹配。具体地说，通过定位孔6和定位销1相互配合限制支撑座3相对底座2静止，此时可对转轮叶片11进行修型，完成一组转轮叶片11的修型后，取消定位销1对支撑座3的限制，使支撑座3相对底座2转动至下一组叶片来到修型位，再次通过定位销1限制支撑座3，进行下一组转轮叶片11的修型，有效缩短了转轮叶片11修型的工期，及转轮叶片11修型的成本。

所述底座2的轴心处向支撑座3延伸有装配转轴7，所述支撑座3的轴心处向底座2延伸有装配部8，所述装配部8套设于装配转轴7；所述装配部8内壁与装配转轴7之间设有滑动轴套5，所述装配部8端部通过滑动平板4与装配转轴7转动连接。

所述滑动平板4和滑动轴套5采用铸铝青铜或特铜材质制成。

具体地说所述定位孔6均布于底座2边部。

实施例2

一种水轮机转轮叶片修型设备，如图1-5所示，包括修型转台、可对修型转台上的转轮叶片11进行视觉测量的图像采集装置9、控制装置和机械臂10，所述修型转台包括底座2、支撑座3和定位销1，所述支撑座3同轴连接于底座2，所述支撑座3能以轴线为转轴相对底座2转动，所述底座2上设有与转轮叶片11数量匹配的定位孔6，所述支撑座3边部设有定位销1，所述定位销1一端连接于支撑座3，另一端与定位孔6匹配；所述图像采集装置9信号连接于控制装置，所述机械臂10信号连接并受控于控制装置。具体地说，将转轮叶片11安装于修型转台后，转动修型转台，通过人工快速示教方式，完成视觉测量，对坐标系进行标定，控制系统可依据视觉测量结果控制机械臂10对转轮叶片11进行修型；机械臂10的柔性要高于数控机床，其修型面积更大，修型后转轮叶片11的型线质量更好；可提前在电站现场安装调试好机械臂10，修型的周期大幅压缩，能够满足电站检修需求。

所述支撑座3上可安装转轮叶片11，所述机械臂10上设有修型刀具12，所述修型刀具12可作用于转轮叶片11的表面。

所述修型刀具12为铣刀。

水轮机转轮叶片11材质一般为铸造不锈钢材质，其切削性能相比较普通钢较差，故选用直径小于等于Φ30的铣刀。

所述修型刀具12的主轴转速为3000r/min～5000r/min，背吃刀量为0.5mm～1mm，进给速度为30mm/s～50mm/s。

所述图像采集装置9安装于机械臂10，所述图像采集装置9与控制装置之间传递有转轮叶片11的点云数据。具体地说，控制装置将接收到的点云数据与理论模型进行匹配，通过特征分布情况确定加工基准，进而向机械臂10传递控制指令，控制机械臂10完成修型工作。

本实施例的具体实施过程如下：将修型转台的底座2采用压板或搭焊的方式固定于安装基面，将待修型的转轮安装在修型转台上，人力转动转轮，将转轮叶片11调整至与机械臂10铣削的位置适配，装配好修型转台的定位销1以固定支撑座3。将图像采集装置9安装于机械臂10，并获取图像采集装置9的空间坐标，通过人工快速示教方式，操作机械臂10，完成视觉测量，对坐标系进行标定。图像采集装置9将视觉测量输出的点云数据传送至控制装置，点云数据与理论模型进行匹配，一般采用Geomagic Control软件通过特征分布情况确定加工基准。根据理论模型进行轨迹规划仿真，一般采用铣削机器人厂家提供的编程软件或第三方商业软件进行轨迹规划仿真；更新工件坐标系、轨迹路径、导出离线程序；启动机械臂10，进行特征铣削作业；根据加工对象的特征特点，完成一组转轮叶片11的修型后，解除定位销1对固定支撑座3的限制，转动支撑座3(一般旋转一个定位孔6的角度)，装配好定位销1，加工下一组转轮叶片11。

本文中应用了具体的实施例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。