一种活动导叶整体加工设备的制作方法

1.本实用新型涉及机械加工的领域，具体涉及一种活动导叶整体加工设备。


背景技术：

2.随着国家对电力建设的结构性调整和对环境保护的重视，积极发展水电已成为我国电力工业建设的发展方向。水电属于可再生的清洁能源，发展水电，提高大型水轮机组的设计、制造和生产能力，是促进国民经济发展的和促进机械工业发展的需求。随着大型水力发电机组对活动导叶性能的要求不断提高，对水轮发电机活动导叶的加工方法提出更高的要求。
3.传统的加工设备，完成活动导叶的加工后，还需将活动导叶运输至生产现场。这对于量多体大的导叶来说，存在较大的运输过程损坏风险，且导叶的运输成本高昂、运输耗时长，不利于降低生产成本。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种活动导叶整体加工设备，具有加工方便、效率高、降低运输成本的优势。
5.本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种活动导叶整体加工设备，包括设备平台、第一旋风装置、第二旋风装置、铣削组件、活动导叶及二只顶针，所述设备平台上沿长度方向滑动设置有第一旋风装置和第二旋风装置；二只顶针分设在设备平台的两侧，所述活动导叶的一端穿过第一旋风装置并用一只顶针顶紧，活动导叶的另一端穿过第二旋风装置并用另一只顶针顶紧，第一旋风装置和第二旋风装置用于加工活动导叶的轴颈；活动导叶、第一旋风装置、第二旋风装置及二只顶针均采用同轴布置；所述铣削组件滑动设置在设备平台上，且滑动方向与活动导叶的轴线平行，铣削组件用于加工活动导叶的密封面。
6.作为进一步的技术方案，还包括旋风装置线轨、第一丝杠和第二丝杠，第一丝杠电机驱动第一丝杠从而带动第一旋风装置沿旋风装置线轨滑动；第二丝杠电机驱动第二丝杠从而带动第二旋风装置沿旋风装置线轨滑动。
7.作为进一步的技术方案，还包括旋风装置安装板和旋风调整顶丝，第一旋风装置、第二旋风装置分别通过旋风调整顶丝安装在对应的旋风装置安装板上，旋风调整顶丝用于调节第一旋风装置、第二旋风装置在旋风装置安装板上的安装位置；旋风装置安装板沿旋风装置线轨滑动。
8.作为进一步的技术方案，所述第一旋风装置和第二旋风装置采用相同结构，二者均包括主体和主轴，所述主轴通过轴承支承在主体上，轴承的两侧分别通过第一压盖和第二压盖压紧；从动轮、主轴和刀盘三者依次固定连接，且三者同轴布置，在三者的轴心开设中心孔供活动导叶的轴颈穿过；在主体的外侧设置有旋风驱动电机，旋风驱动电机的主动带轮通过v 带连接带动从动轮，主轴和刀盘随之转动，并带动固定在刀盘上的刀架转动，实
现活动导叶的轴颈加工。
9.作为进一步的技术方案，所述刀架包括固定在所述刀盘上的刀架安装板，刀架安装板上固定有导轨镶块，装有车刀的滑动导轨压入导轨镶块内，支承在刀架安装板上的驱动螺杆一端转动连接有进刀旋钮，驱动螺杆的另一端与滑动导轨螺纹连接，通过转动进刀旋钮带动滑动导轨沿导轨镶块滑动，实现对车刀的进刀控制。
10.作为进一步的技术方案，所述顶针底部通过顶针支座支撑在设备平台上，顶针支座通过顶针调节顶丝调整在设备平台上的安装位置。
11.作为进一步的技术方案，所述设备平台上与活动导叶的轴线平行设置有铣削组件线轨，设备平台上与铣削组件线轨平行设置有传动齿条；所述铣削组件上设有铣削组件滑动电机，用于带动传动齿轮，传动齿轮与传动齿条啮合传动，从而带动铣削组件沿铣削组件线轨滑动。
12.作为进一步的技术方案，所述铣削组件通过铣削安装板滑动安装在铣削组件线轨上，铣削安装板上沿竖直方向固定有立柱，立柱上沿竖直方向滑动安装固定座，由动力头驱动电机驱动的动力头伸缩带动铣削刀盘，用于控制进给；铣削刀盘的轴线方向朝向活动导叶且与立柱垂直。
13.作为进一步的技术方案，所述第一旋风装置和第二旋风装置的旋风装置安装板上均安装有端面车削刀架组件，用于加工活动导叶的端面；所述端面车削刀架组件包括固定在旋风装置安装板上的刀架安装座，刀架安装座上沿与活动导叶端面平行的方向设置车削z轴线轨及车削z轴丝杠，车削y轴安装板在车削z轴丝杠驱动下沿车削z轴线轨滑动；车削y轴安装板上沿竖直方向设置车削y轴线轨和车削y轴丝杠，刀柄安装座在车削y轴丝杠驱动下沿车削y轴线轨滑动；安装有端面车刀的端面车削刀柄固定在刀柄安装座上，端面车刀通过车刀锁紧螺钉调节松紧。
14.本实用新型的有益效果为：该加工设备可通过运输转移，并在现场进行组装、调试，以实现现场活动导叶的加工任务，无需进行量多体大的导叶的运输，降低了运输过程的风险，同时节省了运输时间。该设备使用两个旋风装置同时对活动导叶两端轴进行加工，在加工过程中不需要对活动导叶进行二次拆装、更换旋风位置后再加工另一端导叶轴，能够更好的保证活动导叶加工后两端导叶轴的同轴度。
附图说明
15.图1为本实用新型中设备调整时的结构示意图。
16.图2为本实用新型中导叶轴颈加工时的结构示意图。
17.图3为本实用新型中导叶端面加工时的结构示意图。
18.图4为本实用新型中导叶密封面加工时的结构示意图。
19.图5为本实用新型中铣削组件与设备平台的安装结构示意图。
20.图6为本实用新型中铣削组件的结构示意图。
21.图7为本实用新型中旋风装置的结构示意图1。
22.图8为本实用新型中旋风装置的结构示意图2。
23.图9为本实用新型中旋风装置的结构剖视图。
24.图10为本实用新型中刀架的结构剖视图。
25.图11为本实用新型中刀架的结构立体图。
26.图12为本实用新型中活动导叶的结构示意图。
27.图13为本实用新型中端面车削刀架组件的结构示意图。
28.附图标记说明：设备平台1、顶针2、顶针支座3、第一旋风装置4、第二旋风装置5、旋风装置线轨6、旋风装置安装板7、第一丝杠8、第一丝杠电机9、第二丝杠10、第二丝杠电机 11、铣削组件12、铣削组件线轨13、活动导叶14、旋风调整顶丝15、主体16、主轴17、轴承18、第一压盖19、第二压盖20、从动轮21、刀盘22、刀架23、中心孔24、进刀旋钮25、旋风驱动电机26、主动带轮27、v带28、刀架安装板29、滑动导轨30、导轨镶块31、车刀 32、驱动螺杆33、平面轴承34、顶针调节顶丝35、传动齿条36、铣削组件滑动电机37、传动齿轮38、铣削安装板39、立柱40、固定座41、动力头驱动电机42、动力头43、铣削刀盘 44、端面车削刀架组件45、刀架安装座46、车削z轴线轨47、车削z轴丝杠48、车削y轴安装板49、车削y轴线轨50、车削y轴丝杠51、刀柄安装座52、端面车刀53、端面车削刀柄54、车刀锁紧螺钉55、假轴56、导叶支撑垫板57、千斤顶58、夹紧顶丝安装座59、夹紧顶丝60、配重61、导叶固定卡爪62、可调式导叶支撑63、上端面64、下端面65、密封面 66、上轴颈67、下轴颈68、中轴颈69。
具体实施方式
29.下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：
30.实施例：如附图1～13所示，这种活动导叶整体加工设备，包括设备平台1、第一旋风装置4、第二旋风装置5、旋风装置线轨6、旋风装置安装板7、第一丝杠8、第二丝杠10、铣削组件12、活动导叶14、旋风调整顶丝15及二只顶针2，所述设备平台1上沿长度方向平行设置二条旋风装置线轨6。第一丝杠电机9通过驱动第一丝杠8来带动第一旋风装置4沿旋风装置线轨6滑动，第二丝杠电机11通过驱动第二丝杠10来带动第二旋风装置5沿旋风装置线轨6滑动。第一旋风装置4、第二旋风装置5分别通过旋风调整顶丝15安装在对应的旋风装置安装板7上。通过调节旋风调整顶丝15，可以对第一旋风装置4、第二旋风装置5 在旋风装置安装板7上的安装位置进行微调。旋风装置安装板7的底部通过滑块沿旋风装置线轨6滑动。
31.如图2、3、4所示，二只顶针2分设在设备平台1的左右两侧，活动导叶14的左端穿过第一旋风装置4并用一只顶针2顶紧，活动导叶14的右端穿过第二旋风装置5并用另一只顶针2顶紧。优选地，活动导叶14、第一旋风装置4、第二旋风装置5及二只顶针2采用同轴布置。顶针2底部通过顶针支座3支撑在设备平台1上，顶针支座3的底部设置有若干顶针调节顶丝35，借助顶针调节顶丝35可以调整顶针2在设备平台1上的安装位置，进而调整同轴度。
32.参考附图5，设备平台1上与旋风装置线轨6平行设置二条铣削组件线轨13，在二条铣削组件线轨13内侧平行设置有一条传动齿条36。铣削组件12上设有铣削组件滑动电机37，铣削组件滑动电机37输出端驱动传动齿轮38旋转，传动齿轮38又与传动齿条36啮合传动，铣削组件12通过铣削安装板39滑动安装在铣削组件线轨13上，从而实现铣削组件12沿铣削组件线轨13滑动。如图6所示，在铣削安装板39上沿竖直方向(在图6中以竖直方向为 y轴，以垂直方向即动力头43所在轴线为z轴)固定有立柱40，固定座41可沿立柱40的竖直方向上下滑动，以调整铣削刀盘44的y轴位置。动力头驱动电机42驱动的动力头43，动力头43可带动铣削刀盘44沿z轴方向伸缩，从而实现对铣削刀盘44进给量的控制。进行铣削加工时，铣削刀盘44朝向活动导叶14的密封面66，对密封面66进行加工。
33.如图7、8、9所示，第一旋风装置4和第二旋风装置5采用相同结构，二者均包括主体 16和主轴17。主轴17通过轴承18支承在主体16上，在轴承18的两侧分别通过第一压盖 19和第二压盖20压紧，从动轮21与第一压盖19之间设置间隙，保证相对转动，第二压盖 20与刀盘22之间设置间隙，保证相对转动。从动轮21、主轴17和刀盘22三者依次通过螺纹连接固定，且三者同轴布置，在三者的轴心开设中心孔24可供活动导叶14的轴颈穿过。在主体16的外侧设置有旋风驱动电机26，旋风驱动电机26的主动带轮27通过v带28连接驱动从动轮21，在从动轮21的带动下主轴17和刀盘22同步转动，因此固定在刀盘22上的刀架23也开始转动，实现活动导叶14的轴颈加工。
34.参考附图10、11，刀架23包括螺纹固定在所述刀盘22上的刀架安装板29，刀架安装板 29上固定有导轨镶块31，滑动导轨30压入导轨镶块31内，在滑动导轨30上装有车刀32。驱动螺杆33通过平面轴承34支承在刀架安装板29上，进刀旋钮25转动连接在驱动螺杆33 的顶端，驱动螺杆33的下端与滑动导轨30螺纹连接传动，通过转动进刀旋钮25可带动驱动螺杆33转动，进而使滑动导轨30沿导轨镶块31滑动，实现对车刀32的进刀控制。
35.如图3所示，对活动导叶14进行端面加工时，在第一旋风装置4和第二旋风装置5的旋风装置安装板7上安装端面车削刀架组件45。参考附图13，端面车削刀架组件45包括固定在旋风装置安装板7上的刀架安装座46，刀架安装座46上沿与活动导叶14端面平行的方向 (图13中z轴方向)设置车削z轴线轨47及车削z轴丝杠48，车削y轴安装板49在车削z 轴丝杠48驱动下沿车削z轴线轨47滑动。车削y轴安装板49上沿竖直方向(图13中y轴方向)设置车削y轴线轨50和车削y轴丝杠51，刀柄安装座52在车削y轴丝杠51驱动下沿车削y轴线轨50滑动。端面车削刀柄54固定在刀柄安装座52上，端面车削刀柄54上装有端面车刀53，并通过车刀锁紧螺钉55调节在端面车削刀柄54上的松紧。
36.参考附图12，活动导叶14包括上轴颈67、下轴颈68、上端面64、下端面65、密封面 66以及设置在上轴颈67与上端面64之间的中轴颈69。
37.一种采用上述活动导叶整体加工设备的活动导叶整体加工方法，包括以下步骤：
38.s1：加工开始前，先对设备进行调整，参考附图1，包括以下步骤：
39.s1.1：使用激光准直仪分别对第一旋风装置4、第二旋风装置5沿旋风装置线轨6移动的直线度进行校核、调整，使第一旋风装置4、第二旋风装置5移动直线度达到使用要求；
40.s1.2：将假轴56分别穿过第一旋风装置4和第二旋风装置5，再将假轴56的两端分别用一只顶针2顶紧，借助百分表对设备平台1两端的顶针2同轴度进行调整；将第二旋风装置5移动到设备最右端，在第一旋风装置4的竖直与水平两个方向各安装一只百分表，移动第一旋风装置4并观察两只百分表的示数变化，同时使用顶针调节顶丝35微调顶针2，直到两只百分表的示数变化满足使用要求；
41.s1.3：将第一旋风装置4与第二旋风装置5二者移动到最近位置，在二者的刀架23安装位置处各安装一只百分表，启动第一旋风装置4与第二旋风装置5转动，分别观察两只百分表的示数跳动，利用旋风调整顶丝15微调第一旋风装置4与第二旋风装置5的位置，直到百分表示数跳动满足要求，完成旋风同轴度调整。
42.s2：在设备调整完成后，进行轴颈修复，如图2所示，包括以下步骤：
43.s2.1：根据活动导叶14的端面磨损情况，选用合适的修补方式(如端面堆焊、激光熔覆等)，对活动导叶14的上端面64和下端面65进行初步修复，端面堆焊造成的变形，可以
通过初加工对同轴度进行调整；
44.s2.2：将端面初步修复的活动导叶14吊入设备，活动导叶14的上轴颈67穿过第一旋风装置4，并用顶针2顶紧，活动导叶14的下轴颈68穿过第二旋风装置5，也用顶针2顶紧；在设备平台1上安装导叶支撑垫板57，导叶支撑垫板57上设置千斤顶58和夹紧顶丝安装座 59，活动导叶14下部用千斤顶58顶牢，活动导叶14的两侧使用夹紧顶丝安装座59上的夹紧顶丝60夹紧；
45.s2.3：在第一旋风装置4与第二旋风装置5上安装刀架23，并启动第一旋风装置4和第二旋风装置5，同时对活动导叶14的两端轴颈进行初加工；初加工完成后，将导叶吊出设备，采用堆焊或镶套或激光熔覆的方式对轴颈进行修复，若采用激光熔覆则不需要将活动导叶14 吊出设备，若采用堆焊或镶套则需在轴颈修复完成后，将活动导叶14吊入设备；
46.s3：在轴颈修复完成后，进行端面修复，如图3所示，包括以下步骤：
47.s3.1：拆除导叶支撑垫板57，由于活动导叶14为偏心结构，其重心不在中心轴上，若此时转动活动导叶14将产生较大的离心力，因此在活动导叶14上安装配重61，使活动导叶 14的重心在其中心轴上；
48.s3.2：在第一旋风装置4上安装导叶固定卡爪62，导叶固定卡爪62夹持在活动导叶14 的上轴颈67与中轴颈69之间；在第一旋风装置4和第二旋风装置5的旋风装置安装板7上均安装端面车削刀架组件45，并调整端面车刀53与活动导叶14两端轴颈的垂直度，保证加工出来的端面与轴颈垂直度符合要求；
49.s3.3：沿旋风装置线轨6调整第一旋风装置4的位置，保证端面车削刀架组件45的端面车刀53能够加工到活动导叶14的上端面64，使用导叶固定卡爪62夹紧活动导叶14的轴颈，同时使顶在活动导叶14上端部的顶针2与活动导叶14脱开；
50.s3.4：调整端面车削刀架组件45的端面车刀53与活动导叶14的轴颈对中(用端面车刀锁紧螺钉55将端面车刀53锁紧，调整车削y轴丝杠51，使端面车刀53的刀尖位能够对准活动导叶14的轴颈中心)，对中后，端面车刀53退出到远点(将车削y轴安装板49沿车削 z轴线轨47移动至远离活动导叶14的轴颈处)，启动第一旋风装置4，通过第一旋风装置4 带动活动导叶14旋转，并启动端面车削刀架组件45对活动导叶14的上端面64和下端面65 进行车削；左侧的调整端面车削刀架组件45进刀时，需要打表调整端面车力53位置(在端面车削刀柄54上安装百分表，将百分表接触到端面车刀53尾部，固定百分表，并记录百分表示数，随后松开车刀锁紧螺钉55，移动端面车刀53位置，观察百分表的示数变化，待百分表的示数满足进刀量后，锁紧端面车力53)；右侧的调整端面车削刀架组件45需要进刀时，移动第二旋风装置5即可。
51.s4：在端面修复完成后，进行密封面修复，如图4所示，包括以下步骤：
52.s4.1：拆除配重61及端面车削刀架组件45，在设备平台1上安装导叶支撑垫板57，导叶支撑垫板57上设置可调式导叶支撑63；
53.s4.2：调整活动导叶14的密封面66与铣削组件12的动力头43之间的平行度，使用可调式导叶支撑63将活动导叶14固定；
54.s4.3：启动铣削组件12，根据磨损情况对密封面66进行初步车削和修补，再根据图纸要求对密封面66进行精加工；
55.s4.4：精加工完成后，将活动导叶14吊出设备，完成修复加工。
56.本实用新型不同于传统导叶机加工设备，本实用新型设备可通过运输转移，并在现场进行组装、调试，以实现现场活动导叶的加工任务，避免了量多体大的导叶的运输，降低了运输过程的风险，同时节省了运输时间。该设备使用两个旋风装置同时对活动导叶两端轴进行加工，在加工过程中不需要对活动导叶进行二次拆装、更换旋风装置位置后再加工另一端导叶轴，能够更好的保证活动导叶加工后两端导叶轴的同轴度。并能够实现对活动导叶的三种加工模式，分别是：导叶轴颈修复、导叶端面修复和导叶密封面修复。
57.可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。