一种Y型叉头结构的导叶臂的制作方法

本实用新型属于水轮机导水机构领域，特别是涉及一种Y型叉头结构的导叶臂。

背景技术：

抽水蓄能电站导水机构通过操作导叶的开关控制机组流量，以达到机组的启停以及调节机组出力的目的，导叶臂是完成导叶开关动作的不可缺少的中间环节之一。导叶臂结构设计时充分考虑导叶开关的限位功能，限制导叶的可转动范围，使导叶开启关闭时不会过头，导叶发生故障失去控制时不致发生过大事故。导水机构上设置剪断销、摩擦环以及导叶的限位装置，当导叶发生故障导叶剪断销剪断、摩擦环失效导叶失去控制时，导叶的限位功能是保护导叶、转轮及机组的最后一道保障。

常规导水机构上设置剪断销、摩擦环以及导叶的限位装置，但限位块是焊接在顶盖上，由于现场焊接可能焊缝存在质量问题，当导叶失去控制时，导叶臂撞击限位块使限位块焊缝断裂脱落，从而失去限位保护功能，曾有某水电站发生甩负荷导叶关闭时，导叶剪断销剪短导叶失去控制时，限位块焊缝断裂事故，导致失控导叶与相邻导叶、转轮发生碰撞。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种Y型叉头结构的导叶臂，通过对导叶臂结构以及限位块的安装位置进行改进，在满足导叶正常开启或关闭时的限位功能外，还能够从根本上防止导叶限位装置失效，在导叶失去控制时不发生碰撞事故。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种Y型叉头结构的导叶臂，包括设置在导叶臂上的第一叉头和第二叉头，当导叶臂位于全关位置时，第一叉头的前端与顶盖相抵，当导叶臂位于全开位置时，第二叉头的前端与顶盖相抵；导叶臂上端伸入导叶连接板中所述第二叉头上开设有剪断销孔，剪断销孔设置有剪断销，剪断销上端伸入导叶连接板中实现导叶连接板与导叶臂之间的相对位置关系固定；所述第一叉头上开设有限位块孔，限位块孔内设置有限位块，限位块的上端高于导叶连接板，当剪断销被剪断且导叶臂位于全关位置时，限位块与导叶连接板相抵。

所述第一叉头和第二叉头的前端面为与顶盖弧面贴合的曲面。

所述第一叉头和第二叉头与导叶臂一体成型设计。

所述导叶臂内壁上延其轴向开设有若干用于连接导叶的导叶销孔。

所述导叶销孔的数量为3个，3个导叶销孔沿导叶臂体周向均匀分布。

所述导叶臂外圆周面与导叶连接板的接触面之间设置有摩擦环。

所述限位块孔为圆柱孔，限位块的底部插入圆柱孔中与圆柱孔紧密贴合，限位块的上段能够与导叶连接板相抵的部位采用板状结构设计。

所述第一叉头和第一叉头前端用于与顶盖相抵的部分设置有缓冲层，所述缓冲层为橡胶层。

本实用新型中，当导叶关闭过程中，导叶之间卡有异物阻止导叶正常关闭，当导叶的操作力大于剪断销的破断力时剪断销剪断，可保证其他导叶正常关闭；当剪断销剪断后，此时导叶不再受操作机构控制，摩擦环的摩擦力可使导叶保持在当前位置不发生乱转动；当剪断销剪断后，机组水流较为复杂，可能导叶所受水力矩大于摩擦环的摩擦力时，导叶无法保持在当前状态，会发生转动，限位块可防止导叶向关闭方向转动超过导叶全关位置时与相连的导叶发生碰撞。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：通过设置两个对称的叉头，并且在导叶关闭方向一侧的叉头上设置限位块孔，在限位块孔内安装限位块，这样在导叶转动至全关位置时，限位块顶住导叶连接板，从而限制导叶继续向关闭方向转动；如果限位块在多次撞击失效后，所设置的叉头抵住顶盖立圈，可以阻挡导叶继续向关闭方向移动，从而阻止了其与相邻叶片发生撞击，不影响其它叶片的正常关闭，避免了可能发生的撞击危险。同理，当导叶转向开启方向时，位于另一侧的叉头可以阻挡导叶继续向开启方向侧移动，避免其与相邻的叶片发生撞击危险，同样可以起到保护作用。本实用新型利用优化导叶臂自身结构进行多层级有层次的导叶全开/全关限位，彻底消除导叶限位失效的安全隐患，提高了机组工作的安全性；同时，本实用新型中的剪断销孔中设置有剪断销，对导叶的转动起到初步的阻挡作用，在导叶臂与连接板之间设置摩擦环，可以起到延缓导叶转动的作用。

进一步的，第一叉头和第二叉头的前端面为与顶盖弧面贴合的曲面，此结构设计确保了第一叉头和第二叉头与顶盖进行相抵时，接触面的充分接触，保证了叉头与顶盖相互受力的均匀性，提升了本实用新型装置的运行稳定可靠性；而且第一叉头和第二叉头与导叶臂之间为一体成型的结构设计，具有更好的力学性能；而且，叉头前端用于与顶盖相抵的部分设置有缓冲层，在插头与顶盖接触的过程中，避免了部件之间的硬接触，提升了工作的稳定可靠性能。

进一步的，限位块的底部插入圆柱孔中与圆柱孔紧密贴合，限位块上段能够与导叶连接板相抵的部位采用板状结构设计，底部的圆柱结构设计能够有较好的力学性能，而限位块顶部的板状结构能够保证限位块与导叶连接板之间的较好的接触。

附图说明

图1本实用新型的导叶臂与导叶连接板装配剖面图。

图2为本实用新型的剖面图。

图3为导叶全关时导叶臂位置。

图4为导叶全开时导叶臂位置。

图中：1、导叶连接板，2、摩擦环，3、导叶臂，4、导叶销，5、剪断销，6、限位块，7、限位块孔，8、导叶销孔，9、剪断销孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图2所示，本实用新型一种Y型叉头结构的导叶臂，导叶臂3上对称设置有一对叉头，其中位于导叶关闭方向一侧的叉头为第一叉头，另一个叉头为第二叉头，第一插头上设置有限位块孔7，在限位块孔7内安装有限位块6，限位块起到在导叶处于全关闭位置时阻挡导叶继续向关闭方向移动，从而避免发生碰撞事故；在第二叉头上设置有剪断销孔9，剪断销孔9内安装有剪断销5，可以将导叶臂3固定在导叶连接板1上。在导叶臂3的臂体上设置有导叶销孔8，导叶销孔8用于对导叶销4进行固定，通过导叶销4实现导叶在导叶臂3上的安装，导叶销孔8的数量为三个，均匀等间隔分布在导叶臂3的臂体上。

如图1所示，导叶臂3与叶片连接板1的连接处设置有摩擦环2，摩擦环2的摩擦力可以阻挡叶片，通常可以控制叶片的转动，起到对转动叶片的控制作用；当转动的叶片继续转动时，剪断销5被剪短，此时叶片失去控制，失去控制的叶片就需要所设置的限位块和叉头进行保护。

本实用新型中通过合理的结构设计，实现了在全关位置有两道限位措施，在全开位置有一道限位措施，保证即使在导叶失去控制时，也能够进行可靠的限位，保证导叶的正常稳定运行，保证整个导水装置的稳定运行。

在实际的使用中，本实用新型的工作过程如下，在机组工况转换等过度过程中，机组流道里水流流态非常复杂，导叶所受水力矩大于摩擦环2的静摩擦力矩时，导叶臂3与导叶连接板1发生相对位移，此时剪断销5受力，剪断销5的破坏力远远小于摩擦环2的静摩擦力，剪断销5被剪断，导叶会发生转动从而失去控制。

如图3所示，当剪断销5被剪断之后，即导叶失去控制向关闭方向转动时，此时的导叶连接板1处于导叶全关位置，导叶带动导叶臂3转动，导叶转动至全关位置时，安装于导叶臂3上第一叉头限位块孔7内的限位块顶住导叶连接板1，从而限制导叶继续向关闭方向转动；

接下来，当使限位块在多次撞击后失效，安装限位块的叉头，即第一叉头的前端将顶住顶盖立圈，也能保证导叶不再向关闭方向转动，防止与相邻导叶发生撞击；需要说明的是，在正常状态下(即剪断销5为被剪断)导叶全关时，导叶臂3叉头端部与顶盖立圈有约4mm间隙。

如图4所示，当导叶失去控制向开启方向转动时，导叶转动至全开位置时，安装剪断销5的叉头，即第二叉头的前端将顶住顶盖立圈，保证导叶不再向开启方向转动，防止导叶开启角度过大与相邻转轮发生撞击。

本实用新型通过对导叶臂3进行改造，在导叶臂3上安装限位块，利用导叶臂3的自身结构进行导叶全开全关限位，彻底消除导叶限位失效安全隐患，提高机组本质安全。

在本实用新型的优选实施例中，在叉头的前端面还通过设计缓冲层提升本实用新型的工作稳定性，在插头与顶盖接触的过程中，避免了部件之间的硬接触，提升了工作的稳定可靠性能。

应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其的限制，对于本领域技术人员而言，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形、替换和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。