叶片安装定位工装及其总成的制作方法

本实用新型涉及工装设计领域，特别是指一种叶片安装定位工装及其总成。

背景技术：

汽轮机是一种旋转式蒸汽动力装置，通过高温高压蒸汽穿过固定喷嘴产生加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中，其核心部件就是周圈安装有多个叶片的叶片安装轴。汽轮机的叶片种类很多，其中枞树型叶根的叶片以合理利用叶根和轮缘部分的材料，承载能力高，强度适应性好的优点成为最常见的叶片形式之一。

为了满足日益提高的汽轮机扭矩要求，以及叶片承载强度，研发人员设计了一种多个叶片相互交叠排布的叶片安装方式。图1为本实用新型叶片交叠排布方式示意图，图2为本实用新型图1中a-a方向的叶片交叠部位装配结构图，图3为本实用新型叶片的结构示意图。如图1和图2，以及图3所示。虽然这种装配方式可以满足汽轮机高扭矩下的承载强度要求，但是在装配过程中由于相邻叶片之间相互交叠排布，所以如果按照现有技术中的装配方式依次逐个装配，显然相邻所述叶片在安装时会相互干涉。

此外，本领域内的技术人员还在致力于寻找解决在叶片交叠装配方式下如何实现叶片的装配技术方案，以有助于解决采用现有技术无法实现叶片交叠装配的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请在于解决上述和/或其他技术问题并提供一种叶片安装定位工装，所述叶片安装定位工装包括环形支撑架；

所述环形支撑架具有同轴设置的第一环形端面以使叶片的一端能够放置在所述第一环形端面上，且所述环形支撑架上设置有同轴的第一环形凸台以支撑所述叶片的另一端。

本申请提供了一种叶片安装定位工装的具体实施例，所述环形支撑架同轴外套在叶片安装轴上，然后将所述叶片交叠码放在所述环形支撑架上，之后装配人员再通过工具将所述叶片的根部下移至叶根安装槽中，有助于解决采用现有技术无法实现叶片交叠装配的技术问题。

在另一实施例中，所述环形支撑架包括第一半弧支撑和第二半弧支撑；

所述第一半弧支撑和所述第二半弧支撑相对拼接为环形以拟合成所述第一环形端面和所述第一环形凸台并通过连接部件连接固定。

本实施例提供了一种环形支撑架分为两部分的设计结构，以便于将环形支撑架安装到叶片安装轴上。

在另一实施例中，所述环形支撑架的侧壁上沿径向设置有顶丝螺纹通孔以穿接顶丝。

本实施例提供了一种设置有所述顶丝螺纹通孔的所述环形支撑架的具体结构，通过穿接的所述顶丝调节所述环形支撑架与内套叶片安装轴之间的松紧。

在另一实施例中，所述连接部件为连接耳，所述第一半弧支撑和所述第二半弧支撑分别位于两端设置有所述连接耳以通过螺栓将所述第一半弧支撑和所述第二半弧支撑连接固定。所述定位销的第一端插入在第一半弧支撑的第一盲孔中，所述定位销的第二端插入对应在所述第二半弧支撑对应位置上设置第二盲孔中。

在本实施例中提供了一种所述连接部件的具体结构，所述连接部件采用所述连接耳实现所述第一半弧支撑和所述第二半弧支撑连接固定。

在另一实施例中，位于所述第一环形端面与所述第一环形凸台之间所述环形支撑架还设置有环形凹槽。

所述叶片安装定位工装还包括一凸台环，所述凸台环为筒体，所述凸台环的一端插入所述环形凹槽，以使所述凸台环的另一端形成所述环形支撑架上的第二环形凸台用于支撑不同尺寸规格的所述叶片。

在本实施例中提供了一种通过所述凸台环使所述环形支撑架上形成第二环形凸台的结构。所述第二环形凸台用于支撑不同尺寸规格的所述叶片。

在另一实施例中，所述凸台环包括第一凸台半圆环和一第二凸台半圆环；所述第一凸台半圆环与所述第二凸台半圆环的两端相对接拼合为环形。

在本实施例中提供了一种第一凸台半圆环和第二凸台半圆环两部分的所述凸台环结构，在装配过程中第一凸台半圆环和第二凸台半圆环只需从叶片安装轴两侧安装，而不用从叶片安装轴一端套接再插入所述环形凹槽中，节省了装配工序和装配时间。

在另一实施例中，所述凸台环包括所述第一凸台半圆环与第二凸台半圆环相对处预留有间隙。

在本实施例中提供了一种在所述第一凸台半圆环与第二凸台半圆环之间预留有间隙的具体实施方式，所述间隙用于在机加工时预留加工量。

本申请还提供了一种所述叶片安装定位总成，所述叶片安装定位总成包括所述叶片安装定位工装和所述叶片安装轴；

所述叶片安装轴同轴设置有至少一级环形的叶片安装部，所述叶片安装部上周圈设置有复数个叶根安装槽以配合安装所述叶片的根部，所述叶根安装槽为沿所述叶片安装部径向向外延伸至所述叶片安装部外缘的开口，所述环形支撑架同轴外套在所述叶片安装部的侧壁上且所述第一环形端面与所述叶片安装部插入所述根部一端的端面平齐以实现放置所述叶片。

在本实施例中提供了一种所述叶片安装定位总成的具体结构，所述叶片安装定位总成公开了装配过程中实现所述叶片安装时，所述叶片安装定位工装如何安装在所述叶片安装轴上的具体结构。

在另一实施例中，所述叶片安装定位总成包括环形底座；

所述环形底座与基座连接，所述环形底座的轴向竖向设置以使所述叶片安装轴能够竖向安装在所述环形底座上。

在本实施提供了一种所述环形底座与所述叶片安装轴的具体连接方式。由于所述叶片是码放在所述第一环形端面上，所以所述叶片受重力影响，在装配过程中所述叶片安装轴的下端同轴内套在所述环形底座中以使所述叶片安装轴竖向设置。

在另一实施例中，所述环形底座包括一环形安装座和一环形安装圈；

所述环形安装座配合安装在所述基座上，所述环形安装圈的下部同轴内套所述环形安装座中，且所述环形安装圈侧壁上设置有台阶，所述台阶的端面与所述环形安装座相抵，所述叶片安装轴内套在所述环形安装圈中且所述环形安装圈的上端面与最下层所述叶片安装部的下端面相抵以使所述叶片安装轴能够竖向安装在所述环形安装圈上。

在本实施例中提供了一种所述环形底座的分体式设计，将所述环形底座设计为所述环形安装座和所述环形安装圈两部分，所述环形安装圈可以根据不同所述叶片安装轴直径灵活配套不同配套内径的所述环形安装圈，在上述过程中可以不更换所述环形安装座，减小了装配工作量和所述环形底座的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型叶片交叠排布方式示意图；

图2为本实用新型图1中a-a方向的叶片交叠部位装配结构图；

图3为本实用新型叶片的结构示意图；

图4为本实用新型环形支撑架结构的俯视图；

图5为本实用新型环形支撑架结构的主视图；

图6为本实用新型凸台环结构的俯视图；

图7为本实用新型第一凸台半圆环结构的主视图；

图8为本实用新型图7的局部结构放大图；

图9为本实用新型叶片安装定位总成结构的示意图。

下面将通过参照附图详细描述本实用新型的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本实用新型的上述及其它特征和优点，附图中：

其中，附图标记如下：

具体实施方式

申请人发现，现有技术中汽轮机通过叶片安装轴4周圈设置有多级叶片2，这里的多级是叶片2沿叶片安装轴4的轴向多层布置，每一层被称之为一级，并且每一级都会沿叶片安装轴4周圈排布多个叶片2，蒸汽喷射到叶片2后对叶片安装轴4提供扭矩，从而对外做功。由于上述结构是本领域的惯用技术手段，在此就不再赘述了。显然，在上面的过程中随着扭矩要求越高，蒸汽喷射到叶片2时，叶片2承载的压力也就越高，进而对叶片2的承载强度要求也就越高，所以研发人员为了满足高扭矩下叶片2承载强度的设计要求，因此设计了一种多个叶片2周圈排布在叶片安装轴3上且相互交叠的装配方式。如图1和图2，以及图3所示，虽然这种方式可以大幅提高叶片2的承载强度，但是现有技术中的装配方式并不适用于这种装配方式。因为现有技术中每一级的多个叶片2是周圈逐一进行装配到叶片安装轴4上，但是如果如图1和图2的结构装配，我们很容易就可以发现当装配叶片2时，我们无法通过逐一将叶片2装配到叶片安装轴4的方式进行装配，因为安装每一个叶片2时都会与相邻的叶片2产生干涉。

鉴于之前的情况，本申请提供了一种叶片安装定位工装，所述叶片安装定位工装包括环形支撑架1，我们通过工装将周圈上的多个叶片2先进行预装配，即如图1的方式先进行码放在环形支撑架1上，叶片安装轴4上设置有至少一级的叶片安装部41，叶片安装部41就是沿叶片安装轴4径向外凸用于安装叶片2的环状结构，环形支撑架1同轴外套在叶片安装部41上，环形支撑架1的第一环形端面11和第一环形凸台12分别支撑叶片2的两端，当我们将同一级所有的叶片2都码放完成后，将整个叶片2组成如图1所示的装配环整体向下移动，以使叶片2的根部21插入叶片安装部41上对应的叶根安装槽411中即可实现装配。

图4为本实用新型环形支撑架结构的俯视图，图5为本实用新型环形支撑架结构的主视图。如图4和图5所示，在一实施例中，所述叶片安装定位工装包括环形支撑架1；

环形支撑架1具有同轴设置的第一环形端面11以使叶片2的一端能够放置在第一环形端面11上，且环形支撑架1上设置有同轴的第一环形凸台12以支撑叶片2的另一端，第一环形凸台12上设置有环形第一缺口121以使所述叶片2的另一端能够卡入环形第一缺口121。

在本实施例中所述叶片安装定位工装的具体结构，所述叶片安装定位工装包括具有第一环形端面11的环形支撑架1。环形支撑架1应用时会外套在叶片安装轴4外，需要指出的是第一环形端面11靠近叶片安装轴4，第一环形凸台12为位于第一环形端面11的外圈，第一环形端面11朝上设置用于放置叶片2。另外，第一环形凸台12的上端面高度高于第一环形端面11，第一环形凸台12与第一环形端面11支撑在叶片2的两端。当同一级周圈的所有叶片2都按预定位置的安装后，用工具使周圈码放的所有叶片2向下移动，所述预定位置是叶片2的根部21与叶根安装槽411相对的位置，环形支撑架1当叶片2的根部21插入叶根安装槽411后脱落，如图1所示，叶片2在排布后最外圈会形成一个环，将这个环卡在环形第一缺口121中，以使叶片2无法沿径向向外移动起到限位的作用，需要指出的是环形第一缺口121设置在第一环形凸台12的内环上端面处，叶片2的下端卡入环形第一缺口121即可。至此完成安装过程，实现了交叠排布叶片2的安装。环形支撑架1与叶片安装轴4可以通过接触面的公差配合或者其他方式控制贴合的松紧程度。本实施例通过所述叶片安装定位工装中的环形支撑架1实现了对同一级交叠布置叶片2的装配，解决了现有技术中周圈逐一装配同一级叶片2对交叠布置叶片2造成干涉，无法实现装配的技术问题。

在一实施例中，环形支撑架1包括第一半弧支撑101和第二半弧支撑102；

第一半弧支撑101和第二半弧支撑102相对拼接为环形以拟合成第一环形端面11和第一环形凸台12并通过连接部件103连接固定。

在本实施例中提供了一种将环形支撑架1分为两部分设计的具体实施方式。将环形支撑架1设计为两部分对接拼合的形式在于更加方便的安装在叶片安装轴3上，第一半弧支撑101和第二半弧支撑102对接后第一环形端面11和第一环形凸台12被完整的拼合用于之后放置和支撑叶片2。

在一实施例中，环形支撑架1的侧壁上沿径向设置有顶丝螺纹通孔104以穿接顶丝。

在本步骤中提供了一种第一半弧支撑101和第二半弧支撑102拼合后通过顶丝调整环形支撑架1与叶片安装轴3贴合程度的具体实施方式，因为环形支撑架1需要外套在叶片安装轴3上使用，另外还需要在工具的帮助下可以向下移动并脱落，环形支撑架1内圈与叶片安装轴3外圈如果采用公差配合实现松紧，对加工的要求比较高，为了降低公差配合的加工难度，我们采用将第一半弧支撑101和第二半弧支撑102设置有顶丝螺纹通孔104穿接顶丝，所述顶丝的一端会对叶片安装轴3进行挤压，并通过松紧螺纹实现调节松紧程度。以保证环形支撑架1既能外套在叶片安装轴3上并可以支撑所有叶片2的重量，又能够通过工具使环形支撑架1向下移动实现脱落。

在一实施例中，连接部件103为连接耳，第一半弧支撑101和所述第二半弧支撑102分别位于两端设置有所述连接耳以通过螺栓将第一半弧支撑101和第二半弧支撑102连接固定，第一半弧支撑101和第二半弧支撑102贴合面上还设置有定位销，所述定位销的第一端螺接在第一半弧支撑101或所述第二半弧支撑102上的第一盲孔105中，所述定位销的第二端插入对应在第一半弧支撑101或所述第二半弧支撑102上设置的第二盲孔106中。

本实施例提供了连接部件103的具体结构，连接部件103采用所述连接耳的结构实现第一半弧支撑101和第二半弧支撑102的连接固定。需要指出的是第一半弧支撑101和所述第二半弧支撑102上分别设置螺纹孔和通孔以穿接所述螺栓固定。除此之外，第一半弧支撑101和所述第二半弧支撑102的贴合面上还设置有定位销，在贴合面上第一半弧支撑101和所述第二半弧支撑102分别设置有第一盲孔105和第二盲孔106，所述定位销的一端与第一盲孔105采用间隙配合，所述定位销的另一端和第二盲孔106采用紧配合，先安装所述定位销紧配合一端，然后对正第一半弧支撑101和所述第二半弧支撑102的位置后所述定位销的另一端插入间隙配合的第一盲孔105中，即可以通过所述定位销实现第一半弧支撑101或所述第二半弧支撑102装配时的定位。

本申请提供了一种第一半弧支撑101和第二半弧支撑102对接的连接方式。

图6为本实用新型凸台环结构的俯视图，图7为本实用新型第一凸台半圆环结构的主视图，图8为本实用新型图7的局部结构放大图。如图6和图7，以及图8所示，在一实施例中，位于第一环形端面11与第一环形凸台12之间环形支撑架1上还设置有环形凹槽13；

所述叶片安装定位工装还包括一凸台环3，凸台环3为筒体，凸台环3的一端插入环形凹槽13，以使凸台环3的另一端形成环形支撑架1上的第二环形凸台14用于支撑不同尺寸规格的叶片2，第二环形凸台14上设置有第二环形缺口141以使支撑的叶片2的另一端能够卡入第二环形缺口141。

在本实施例中提供了一种设置有第二环形凸台14的具体结构，叶片安装轴3上往往具有多级的叶片2，每一级叶片2被支撑起的高度都不相同，叶片2的长度也不同，为了可以用于多级叶片2安装的情况，所以第一环形端面11与第一环形凸台12之间同轴设置有环形凹槽13，环形凹槽13用于插入凸台环3，凸台环3为筒体，凸台环3下端插入环形凹槽13中形成第二环形凸台14，凸台环3的上端面用于支撑叶片2，第二环形缺口141的设置在凸台环3上端面的内圈，且作用与第一环形缺口121一致，只是第二环形缺口141卡入了不同规格长度和高度的叶片2。

在一实施例中，凸台环3包括第一凸台半圆环31和第二凸台半圆环32；

第一凸台半圆环31与第二凸台半圆环32的两端相对接拼合为环形。

在本实施例中提供了一种第一凸台半圆环和第二凸台半圆环两部分的所述凸台环结构，在装配过程中第一凸台半圆环和第二凸台半圆环只需从叶片安装轴两侧安装，而不用从叶片安装轴一端套接再插入所述环形凹槽中，节省了装配工序和装配时间。具体来说，即如果相邻上下级的叶片2已经安装完毕，那么如果我们将凸台环3做成一体结构，显然只能从叶片安装轴3两端套入，并且会产生干涉，但是如果将凸台环3做成两部分，则可以从两侧安装，即更加简单方便，还不会出现干涉现象。

在一实施例中，第一凸台半圆环31与第二凸台半圆环32相对处预留有间隙h。

在本实施例中提供了一种预留加工间隙h的具体实施方式，因为在机加工第一凸台半圆环31与第二凸台半圆环32时，加工工具具有一定的宽度或者厚度，所以设计间隙h既不妨碍之后的装配，也给机加工留有了加工量。

图9为本实用新型叶片安装定位总成结构的示意图。如图9所示，本申请还提供了一种所述叶片安装定位总成，所述叶片安装定位总成包括所述的叶片安装定位工装和叶片安装轴4；

叶片安装轴4同轴设置有至少一级环形的叶片安装部41，叶片安装部41上周圈设置有复数个叶根安装槽411以配合安装叶片2的根部21，叶根安装槽411为沿叶片安装部41径向向外延伸至叶片安装部41外缘的开口，环形支撑架1同轴外套在叶片安装部41的侧壁上且第一环形端面11与叶片安装部41插入根部21一端的端面412平齐以实现放置叶片2。

在本实施例中提供了一种所述叶片安装定位总成用于叶片2安装的具体实施方式，本实施例中的叶片安装轴4和叶片安装部41一体成型，同时也提供了叶根安装槽411的具体结构以及安装位置。装配人员需要将叶片安装轴4竖向设置，环形支撑架1外套在叶片安装部41外，然后将叶片2周圈码放在环形支撑架1的第一环形端面11与第一环形凸台12上以放置和支撑叶片2的两端，当所有叶片2都安装完成后，叶片2的根部21与对应的叶根安装槽411相对设置，装配人员此时通过工具使叶片2向下移动装配入叶根安装槽411中，需要注意的是此时所有叶片2同时向下移动插入对应的叶根安装槽411中。需要指出的是在装配过程中，由于叶片2是码放在所述的叶片安装定位工装上，因此叶片安装轴4需要处于竖向设置，可以通过工具使叶片安装轴4悬置完成装配。

在一实施例中，所述叶片安装定位总成包括环形底座5；

环形底座5与基座连接，环形底座5的轴向竖向设置以使所述叶片安装轴4能够竖向安装在环形底座5上。

本实施例中提供了一种环形底座5的具体结构。叶片安装轴4的下端内套在环形底座5内，环形底座5的作用是使叶片安装轴4竖向设置方便叶片2的码放，需要指出的是这里的所述基座可以理解为设置在地面上用于固定安装环形底座5的安装架。

在一实施例中，环形底座5包括一环形安装座51和一环形安装圈52；

环形安装座51配合安装在所述基座上；

环形安装圈52的下部同轴内套环形安装座51中，且环形安装圈52侧壁上设置有台阶521，台阶521的端面与环形安装座51相抵，叶片安装轴4内套在环形安装圈52中且环形安装圈52的上端面与最下层叶片安装部41的下端面相抵以使叶片安装轴4能够竖向安装在环形安装圈52上。

在本实施例中提供了一种环形底座5的具体结构，将环形底座5设计为两部分，即环形安装座51和环形安装圈52，其目的在于叶片安装轴4的直径会根据不同的需求进行变化，如果环形底座5设计为一体结构，那么每次改变叶片安装轴4直径时就要将环形底座5整体进行重新加工，如果按照本实施例中分为两部分设计，那么只需要更换不同内径的环形安装圈52即可，不用将环形底座5与所述基座反复装卸，环形安装圈52自重显然比环形底座5的重量要小，更容易更换。另外，装配叶片安装轴4很容易与环形底座5磕碰，所以我们将环形安装圈52采用比叶片安装轴4较软的材质制作，比如铝材。环形安装座51则可以采用刚性比较好的材质制作，增强结构强度。比如q235等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。