专利名称：水轮机蜗壳制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水轮机蜗壳制作方法。
背景技术：
水轮机是将水能转变为旋转机械能，从而带动发电机发出电能的一种机械， 是水电站动力设备之一。水轮机蜗壳的作用是使水流产生圆周运动，并引导水 流均匀、轴对称地进入水轮机，中高水头的反击形水轮机均采用蜗壳引水的方 式以改善水流流态。对于混流式和高水头轴流式水轮机，都采用金属蜗壳，并 且为节约材料和便于设计，蜗壳通常采用全圆断面形状，相邻两断面间的部分
构成蜗壳的一个节段。如图1和图2所示，虽然每一节段的两端断面均为圆形， 但因蜗壳的断面方向和尺寸大小沿座环周向变化，需要对每一节段进行处理再 焊接为整体，这给钣金放样和制作带来了不便。
中国国家知识产权局于2008年6月11日公告了一名称为大形椭圆形蜗壳 壳节成形方法的发明专利，公告号为CN100393441C。根据说明书第1 2页的 发明内容部分可知，其方法是先在钢板上划成形区域，用油压机和辊板机初歩 成形，再加热来矫正初步成形壳节中的扭曲变形部位，从而完成单个壳节；逐 一对各个区域成形即完成整个壳节的成形，整个壳节成形完成后，再利用火焰 矫正壳节的方法，保证壳节的成形质量。该方法存在的不足为其只能单个壳 节制作，再对各个壳节进行组合焊接成蜗壳整体，而在单个壳节制作、以及各 个连续壳节组合过程中需要多次加热整形，工作环境差，所需能耗高，劳动强 度大且生产周期长。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水轮机蜗壳制作方法，可以有效解决现有蜗壳 单节段制作后再进行组合，需耍多次加热整形，能耗高以及劳动强度大的问题。
为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案水轮机蜗壳制作方法， 其特征在于包括如下步骤A. 根据蜗壳各节段相邻断面、节段夹角a的设计要求，在若干钢板上划出
蜗壳不同节段的成形区域，每一钢板上均划有若干连续节段的成形区
域；
B. 根据成形区域分别将每一钢板巻制成锥管；
C. 分别在每一锥管上沿成形区域截取节段；
D. 选择旋转节段，将旋转节段旋转180°，使同一锥管截取的各节段形成蜗 壳的弯曲状；
E. 分别对同一锥管上截取的各节段进行焊接，同一锥管上焊接在一起的各 节段形成一组段，从而形成若干组段；
F. 对各组段之间进行连接的断面先进行对圆，连续组段之间的断面呈圆形 断面并相互对应，再焊接各组段对圆后的断面形成蜗壳整体。
进一步，A步骤中的节段夹角a为15°或者22.5°。节段夹角小，使蜗壳各 节段之间形成的折线更趋于平滑的圆弧状，利于引导水流。
进一步，A步骤中每一钢板上划有连续节段的数目为2 5个。
更进一歩，对A步骤中划出的成形区域进行预切割。由于将钢板巻制成锥 管后截取节段的难度较大，而当钢板处于平面状态时截取较容易，因此进行预 切割可以有效降低对锥管节段的截取难度。
进一步，F步骤中的对圆过程为先用千斤顶将椭圆形断面初步制成圆形，再 对初步成圆形的断面进行加热矫正。
进一步，蜗壳焊缝间隙的允许偏差为0 3mm，降低焊接难度，提高焊接便 利性。
进一步，钢板采用Q235A钢板、或者16Mn钢板、或者WDL610A钢板、 或者NK-HITEN610U2高强调质钢板、或者ADB610D钢板。选择适当厚度即可 满足强度要求，保证蜗壳可以承受不同压强的载荷。
本发明由于采用了上述技术方案，可以有效提高蜗壳生产效率，将钢板巻 制成锥管，同一组段中的各连续节段均截取自同一锥管，使节段容易放样和制 作，将其中的旋转节段旋转180°后，其两端断面仍然与相邻两节段断面重合， 断面之间可以直接焊接成整体，而无需对各个节段均进行单独地成形及加热矫 正，既节约能源，减少能耗，又改善工作环境，减轻劳动强度。
下面结合附图对本发明作进一步说明
图1为现有蜗壳各节段的结构示意图2为现有蜗壳各节段焊接成整体的结构示意图3为本发明水轮机蜗壳制作方法中锥管截取节段的结构示意图4为本发明中旋转节段旋转后与相邻节段焊接成整体的结构示意图。
具体实施例方式
如图3和图4所示，为本发明水轮机蜗壳制作方法，根据蜗壳各节段相邻 断面、节段夹角a的设计要求，在若干钢板上划出蜗壳不同节段的成形区域， 钢板采用Q235A钢板、或者16Mn钢板、或者WDL610A钢板、或者 NK-HITEN610U2高强调质钢板、或者ADB610D钢板，对划出的成形区域进行 预切割，优选的节段夹角a为15°或者22.5°，节段夹角a取值小，使蜗壳各节 段之间形成的折线更趋于平滑的圆弧状，利于引导水流。每一钢板上均划有若 干连续节段的成形区域，每一钢板上划有连续节段的数目为2 5个，优选的如 图3所示采用.3个连续节段节段Ill、节段II12和节段mi3。根据成形区域 分别将每一钢板巻制成锥管l，分别在每一锥管1上沿成形区域截取节段；如图
3所示，选择中间的节段ni2作为旋转节段，将节段ni2旋转i80。，节段ni2 两端的断面仍然与节段i ii和节段ini3的断面重合，同时使同一锥管截取的节 段iii、节段ni2和节段ini3形成蜗壳的弯曲状。分别对同一锥管上截取的各
节段进行焊接，形成若干组段，同一锥管上焊接在一起的各节段形成一组段2，
即节段i ii、节段ni2和节段mi3焊接成整体形成一组段2;对各组段之间进 行连接的断面先进行对圆，连续组段之间的断面呈圆形断面并相互对应，再焊
接各组段对圆后的断面形成蜗壳整体，蜗壳焊缝间隙的允许偏差为0 3mm。即
如节段i ii所示断面和节段mi3所示断面，均需要与其各自相邻的组段断面进 行对圆，对圆的过程采用常规的先用千斤顶将椭圆形断面初步制成圆形，再对 初步成圆形的断面进行加热矫正。
权利要求
1、水轮机蜗壳制作方法，其特征在于包括如下步骤A. 根据蜗壳各节段相邻断面、节段夹角α的设计要求，在若干钢板上划出蜗壳不同节段的成形区域，每一钢板上均划有若干连续节段的成形区域；B. 根据所述成形区域分别将每一钢板卷制成锥管；C. 分别在每一锥管上沿所述成形区域截取节段；D. 选择旋转节段，将所述旋转节段旋转180°，使同一锥管截取的各节段形成蜗壳的弯曲状；E. 分别对同一锥管上截取的各节段进行焊接，同一锥管上焊接在一起的各节段形成一组段，从而形成若干组段；F. 对各组段之间进行连接的断面先进行对圆，连续组段之间的断面呈圆形断面并相互对应，再焊接各组段对圆后的断面形成蜗壳整体。
2、 根据权利要求1所述的水轮机蜗壳制作方法，其特征在于所述A步骤中的节段夹角a为15°或者22.5°。
3、 根据权利要求1或2所述的水轮机蜗壳制作方法，其特征在于所述A歩骤中每一钢板上划有连续节段的数目为2 5个。
4、 根据权利要求1或2或3所述的水轮机蜗壳制作方法，其特征在于对所述A步骤中划出的成形区域进行预切割。
5、 根据权利要求4所述的水轮机蜗壳制作方法，其特征在于所述F步骤中的对圆过程为先用千斤顶将椭圆形断面初步制成圆形，再对初步成圆形的断面进行加热矫正。
6、 根据权利要求1所述的水轮机蜗壳制作方法，其特征在于所述蜗壳焊缝间隙的允许偏差为0 3mm。
7、 根据权利要求1所述的水轮机蜗壳制作方法，其特征在于所述钢板采用Q235A钢板、或者16Mn钢板、或者WDL610A钢板、或者NK-fflTEN610U2高强调质钢板、或者ADB610D钢板。
全文摘要
本发明公开了一种水轮机蜗壳制作方法，包括如下步骤根据蜗壳各节段相邻断面、节段夹角α的设计要求，在若干钢板上划出蜗壳不同节段的成形区域，每一钢板上均划有若干连续节段的成形区域；根据成形区域分别将每一钢板卷制成锥管；分别在每一锥管上沿成形区域截取节段；选择旋转节段，将旋转节段旋转180°，使同一锥管截取的各节段形成蜗壳的弯曲状；分别对同一锥管上截取的各节段进行焊接，同一锥管上焊接在一起的各节段形成一组段，从而形成若干组段；对各组段之间进行连接的断面先进行对圆，连续组段之间的断面呈圆形断面并相互对应，再焊接各组段对圆后的断面形成蜗壳整体。本发明可以有效提高生产效率，节约能源，减轻劳动强度。
文档编号F03B11/02GK101457729SQ20081016386
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者张联升, 毛吉儿, 王杭伟 申请人:浙江金轮机电实业有限公司