汽轮机动叶自动拨片及装配装置设计

梅洁　王佳茂　于忠海

【摘 要】以汽轮机动叶装配为研究对象，主要基于SolidWorks建模技术设计了汽轮机预装配动叶拨片设备和汽轮机动叶片自动装配装置。二者联合装配，既可以提高装配自动化程度，提高工作效率和产品质量，又可以解决传统工作方式易造成的工伤问题，解决一线生产难题。

【关键字】汽轮机；动叶片；自动拨片；自动装配

中图分类号： TK263 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）31-0008-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.31.004

【Abstract】Based on SolidWorks modeling technology， the pre-assembled movable blade shifting device and the automatic assembly device of the steam turbine movable blade are designed. The combined assembly of the two can not only improve the degree of assembly automation， improve work efficiency and product quality， but also solve the problem of industrial injury easily caused by traditional working methods and solve the production problems.

【Key words】Steam turbine； Moving blade； Automatic pick up； Automatic assembly

0 引言

随着我国装备制造业的快速发展，汽轮机产业也在不断的更新和进步，汽轮机的各方面技术也有了更多的发展。当前T型根动叶片在汽轮机中已广泛使用，该型动叶片需安装在汽轮机转子的叶槽中，装配完成并检验合格后，汽轮机转子才可以正常使用。

对于动叶片的装配工作，一般先将一部分动叶片通过转子叶槽上的开口预先放置到转子叶槽中去，即预装配。之后每装配一个动叶片，都需要由工人手动沿着转子叶槽的周向拨过来一片至装配工位，进行动叶片锤击装配工作。当前对于动叶片的锤击装配工作，也几乎全部由工人手工操作完成。汽轮机动叶拨片及装配工作的自动化程度都不足，效率较低，且耗费人力，易造成工伤，限制了生产速度。开发一种能够自动拨片并进行装配的设备十分必要。

现阶段已有很多科研人员在动叶装配领域的多个方面进行了很多工作，如对装配工艺技术等进行的研究，一定程度上提高了装配质量，对装配检测方法等的研究，提高了产品的合格率。但是，在解放人力、提高效率等方面仍有很多工作需要进行，本文在熟知当前动叶装配现状及相关研究的条件下，设计了一套包括动叶片自动拨片设备和动叶片自动装配设备的装置，可以为动叶装配工作提供更高效更可靠的新型装配方式。

1 汽轮机预装配动叶拨片设备方案设计

1.1 机械部件设计

自动拨片设备由以下部分组成：步进电机固定装置，汽轮机转子支撑架，步进电机移动工作装置，步进电机，转动拨杆，待拨动的预装配动叶，已拨至水平位置的预装配动叶，汽轮机转子，连接轴。步进电机移动工作装置内含有电机，可以驱动轮子转动，使装置整体沿着转子的轴向前后移动，进行拨片操作。

1.2 原理及工作方案设计

以某级高压动叶装配为例说明，第一片动叶片要预先装配好，再把部分动叶片预装配到转子上，预装配的动叶片数量占该级总叶片的四分之三。拨片操作如下，假设该级动叶一共有120片，在水平位置上（水平位置指从转子轴向看，叶片位于水平位置）装配完一片动叶之后，步进电机转动360°/120，即3°，带动转轴转动3°，转轴带动转子也转动3°，因此刚装配好的动叶从水平位置向下转动3°，让出了水平位置，此时，步进电机在步进电机移动工作装置的带动下进行移动，将拨杆插入待拨动的预装配动叶旁边与下一叶片的缝隙中，然后步进电机带动拨杆一起转动，将待拨动的预装配动拨到动叶之前所在的水平位置，通过自动装配设备进行锤击装配工作，直至装配完成，再次拨动装配下一片动叶。

2 汽轮机动叶片自动装配装置设计

2.1 机械部件设计

自动拨片设备由以下部分组成：龙门框架，纵向丝杠，工作台伺服电机，横向丝杠，工作台，动力室，轮子，填隙条压紧工具，叶片压紧工具，液压缸。动力室内包括了驱动纵向丝杠的伺服电机和驱动轮子的电机。

2.2 原理及工作方案设计

对汽轮机转子进行动叶片装配时，在放置汽轮机转子时，使其穿过自动装配平台的龙门架下方，自动装配平台在电机的驱动下，可以沿着汽轮机转子的轴向进行前后移动。在装配时，自动拨片设备调整并拨好待装配动叶，放入填隙条，伺服电机驱动丝杠，带动液压缸和填隙条压紧工具一起移动至填隙条的正上方，工作台向下移动，使共同的整体高度位于合适的工位，液压缸工作，推动填隙条压紧工具向下运动，接触填隙条，将填隙条压入叶槽中，从而胀紧叶片；之后工作台向上移动，提升位置至非工作区，然后液压缸和叶片压紧工具在伺服电机的驱动下移动到刚被胀紧的动叶片的根部的正上方，工作台向下移动至工作位置的合适工位，液压缸工作，推动叶片压紧工具向下运动，接触动叶片根部，将动叶片压紧，使其叶根贴合到前一片动叶片的叶根上，至此完成一片动叶片的装配工作，如此往复，完成多片动叶片的装配工作。

3 联合装配的创新及优势

本文所设计的汽轮机预装配动叶拨片设备和汽轮机动叶片自动装配装置进行相互配合，继而实现联合装配，通过机械系统、电气系统、伺服控制系统的配合，通过PLC控制器编程进行工业自动控制，既可以解决操作工人的工伤问题，又可以提高动叶片的装配效率和装配精度。能够解决一线生产难题，提高企业的综合效益。

【参考文献】

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