梅潔　王佳茂　于忠海

【摘 要】以汽輪機(jī)動(dòng)葉裝配為研究對(duì)象，主要基于SolidWorks建模技術(shù)設(shè)計(jì)了汽輪機(jī)預(yù)裝配動(dòng)葉撥片設(shè)備和汽輪機(jī)動(dòng)葉片自動(dòng)裝配裝置。二者聯(lián)合裝配，既可以提高裝配自動(dòng)化程度，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，又可以解決傳統(tǒng)工作方式易造成的工傷問(wèn)題，解決一線生產(chǎn)難題。

【關(guān)鍵字】汽輪機(jī)；動(dòng)葉片；自動(dòng)撥片；自動(dòng)裝配

中圖分類號(hào)： TK263 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 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

隨著我國(guó)裝備制造業(yè)的快速發(fā)展，汽輪機(jī)產(chǎn)業(yè)也在不斷的更新和進(jìn)步，汽輪機(jī)的各方面技術(shù)也有了更多的發(fā)展。當(dāng)前T型根動(dòng)葉片在汽輪機(jī)中已廣泛使用，該型動(dòng)葉片需安裝在汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的葉槽中，裝配完成并檢驗(yàn)合格后，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子才可以正常使用。

對(duì)于動(dòng)葉片的裝配工作，一般先將一部分動(dòng)葉片通過(guò)轉(zhuǎn)子葉槽上的開(kāi)口預(yù)先放置到轉(zhuǎn)子葉槽中去，即預(yù)裝配。之后每裝配一個(gè)動(dòng)葉片，都需要由工人手動(dòng)沿著轉(zhuǎn)子葉槽的周向撥過(guò)來(lái)一片至裝配工位，進(jìn)行動(dòng)葉片錘擊裝配工作。當(dāng)前對(duì)于動(dòng)葉片的錘擊裝配工作，也幾乎全部由工人手工操作完成。汽輪機(jī)動(dòng)葉撥片及裝配工作的自動(dòng)化程度都不足，效率較低，且耗費(fèi)人力，易造成工傷，限制了生產(chǎn)速度。開(kāi)發(fā)一種能夠自動(dòng)撥片并進(jìn)行裝配的設(shè)備十分必要。

現(xiàn)階段已有很多科研人員在動(dòng)葉裝配領(lǐng)域的多個(gè)方面進(jìn)行了很多工作，如對(duì)裝配工藝技術(shù)等進(jìn)行的研究，一定程度上提高了裝配質(zhì)量，對(duì)裝配檢測(cè)方法等的研究，提高了產(chǎn)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進(jìn)行，本文在熟知當(dāng)前動(dòng)葉裝配現(xiàn)狀及相關(guān)研究的條件下，設(shè)計(jì)了一套包括動(dòng)葉片自動(dòng)撥片設(shè)備和動(dòng)葉片自動(dòng)裝配設(shè)備的裝置，可以為動(dòng)葉裝配工作提供更高效更可靠的新型裝配方式。

1 汽輪機(jī)預(yù)裝配動(dòng)葉撥片設(shè)備方案設(shè)計(jì)

1.1 機(jī)械部件設(shè)計(jì)

自動(dòng)撥片設(shè)備由以下部分組成：步進(jìn)電機(jī)固定裝置，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子支撐架，步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)工作裝置，步進(jìn)電機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)撥桿，待撥動(dòng)的預(yù)裝配動(dòng)葉，已撥至水平位置的預(yù)裝配動(dòng)葉，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，連接軸。步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)工作裝置內(nèi)含有電機(jī)，可以驅(qū)動(dòng)輪子轉(zhuǎn)動(dòng)，使裝置整體沿著轉(zhuǎn)子的軸向前后移動(dòng)，進(jìn)行撥片操作。

1.2 原理及工作方案設(shè)計(jì)

以某級(jí)高壓動(dòng)葉裝配為例說(shuō)明，第一片動(dòng)葉片要預(yù)先裝配好，再把部分動(dòng)葉片預(yù)裝配到轉(zhuǎn)子上，預(yù)裝配的動(dòng)葉片數(shù)量占該級(jí)總?cè)~片的四分之三。撥片操作如下，假設(shè)該級(jí)動(dòng)葉一共有120片，在水平位置上（水平位置指從轉(zhuǎn)子軸向看，葉片位于水平位置）裝配完一片動(dòng)葉之后，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)360°/120，即3°，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)3°，轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子也轉(zhuǎn)動(dòng)3°，因此剛裝配好的動(dòng)葉從水平位置向下轉(zhuǎn)動(dòng)3°，讓出了水平位置，此時(shí)，步進(jìn)電機(jī)在步進(jìn)電機(jī)移動(dòng)工作裝置的帶動(dòng)下進(jìn)行移動(dòng)，將撥桿插入待撥動(dòng)的預(yù)裝配動(dòng)葉旁邊與下一葉片的縫隙中，然后步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)撥桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，將待撥動(dòng)的預(yù)裝配動(dòng)撥到動(dòng)葉之前所在的水平位置，通過(guò)自動(dòng)裝配設(shè)備進(jìn)行錘擊裝配工作，直至裝配完成，再次撥動(dòng)裝配下一片動(dòng)葉。

2 汽輪機(jī)動(dòng)葉片自動(dòng)裝配裝置設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)械部件設(shè)計(jì)

自動(dòng)撥片設(shè)備由以下部分組成：龍門框架，縱向絲杠，工作臺(tái)伺服電機(jī)，橫向絲杠，工作臺(tái)，動(dòng)力室，輪子，填隙條壓緊工具，葉片壓緊工具，液壓缸。動(dòng)力室內(nèi)包括了驅(qū)動(dòng)縱向絲杠的伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪子的電機(jī)。

2.2 原理及工作方案設(shè)計(jì)

對(duì)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行動(dòng)葉片裝配時(shí)，在放置汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，使其穿過(guò)自動(dòng)裝配平臺(tái)的龍門架下方，自動(dòng)裝配平臺(tái)在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，可以沿著汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的軸向進(jìn)行前后移動(dòng)。在裝配時(shí)，自動(dòng)撥片設(shè)備調(diào)整并撥好待裝配動(dòng)葉，放入填隙條，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠，帶動(dòng)液壓缸和填隙條壓緊工具一起移動(dòng)至填隙條的正上方，工作臺(tái)向下移動(dòng)，使共同的整體高度位于合適的工位，液壓缸工作，推動(dòng)填隙條壓緊工具向下運(yùn)動(dòng)，接觸填隙條，將填隙條壓入葉槽中，從而脹緊葉片；之后工作臺(tái)向上移動(dòng)，提升位置至非工作區(qū)，然后液壓缸和葉片壓緊工具在伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)到剛被脹緊的動(dòng)葉片的根部的正上方，工作臺(tái)向下移動(dòng)至工作位置的合適工位，液壓缸工作，推動(dòng)葉片壓緊工具向下運(yùn)動(dòng)，接觸動(dòng)葉片根部，將動(dòng)葉片壓緊，使其葉根貼合到前一片動(dòng)葉片的葉根上，至此完成一片動(dòng)葉片的裝配工作，如此往復(fù)，完成多片動(dòng)葉片的裝配工作。

3 聯(lián)合裝配的創(chuàng)新及優(yōu)勢(shì)

本文所設(shè)計(jì)的汽輪機(jī)預(yù)裝配動(dòng)葉撥片設(shè)備和汽輪機(jī)動(dòng)葉片自動(dòng)裝配裝置進(jìn)行相互配合，繼而實(shí)現(xiàn)聯(lián)合裝配，通過(guò)機(jī)械系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)、伺服控制系統(tǒng)的配合，通過(guò)PLC控制器編程進(jìn)行工業(yè)自動(dòng)控制，既可以解決操作工人的工傷問(wèn)題，又可以提高動(dòng)葉片的裝配效率和裝配精度。能夠解決一線生產(chǎn)難題，提高企業(yè)的綜合效益。

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