汽輪機預扭動葉新型裝配工具設計

王嘉鈺 王耀民 王佳茂

【摘 要】針對汽輪機預扭動葉裝配問題展開研究，基于SolidWorks特征建模技術，結合動葉裝配關鍵工藝，設計了一套新型裝配輔助工具，將填隙條打緊工具與葉根打緊工具合二為一，并由平衡系統輔助操作節省人力，可以有效提高轉子動葉裝配效率和企業產品質量。

【關鍵字】汽輪機;預扭動葉;裝配工具

中圖分類號： TK266 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）03-0022-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.03.006

Design of New Assembly Tool for Pre-twisted Blade of Steam Turbine

WANG Jia-yu1 WANG Yao-min2 WANG Jia-mao3

（1.College of Foreign Languages， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China;

2.Business School， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China;

3.School of Mechanical Engineering， University of Shanghai for Science and Technology， Shanghai 200093， China）

【Abstract】Aiming at the assembly problem of pre-twisted blade of steam turbine， based on SolidWorks feature modeling technology and combined with the key assembly process of the rotor blade， a new type of assembly assistant tool is designed， which combines the filling strip strike tool with the blade root strike tool， and saves manpower by assistant operation of the balancing system. It can effectively improve the assembly efficiency of the rotor blade and the product quality of the enterprise.

【Key words】Steam turbine;Pre twisted blade;Assembly tool

0 引言

隨著我國工業的快速發展，以及當前對火力發電的依賴，使得汽輪機產業也在不斷的更新和進步，朝著工作效率更高、設備質量更可靠的方向發展[1]。當前T型根動葉片在汽輪機中已廣泛使用，該型動葉片需安裝在汽輪機轉子的葉槽中，裝配完成并檢驗合格后，汽輪機轉子才可以正常使用。

當前對于動葉片的裝配工作，幾乎全部由工人手持相應的裝配工具，通過人工操作完成裝配。裝配過程中工具更換頻率較高，耗費時間和人力，繼而拉低生產效率，限制了生產速度。因此開發一種能夠更加高效進行裝配的工具十分必要。

現階段已有很多科研人員在動葉裝配領域的多個方面展開研究工作，如申如國等人對汽輪機整體圍帶式預扭動葉的全流程裝配工藝進行了研究，并通過試驗驗證了裝配質量的可靠性[2];吳春冬等人對動葉扭轉量測量進行了相關研究，經過方案對比和系統搭建，完成了扭轉量檢測工作[3]。本文在充分掌握當前預扭動葉裝配現狀及相關研究的條件下，設計了一套預扭動葉新型裝配輔助工具，可以為動葉裝配工作提供更加高效的裝配方式。

1 汽輪機預扭動葉傳統裝配工藝研究

1.1 關鍵工藝概述

預扭動葉傳統裝配工藝中，在將動葉片放到汽輪機轉子葉槽后，一般需經過兩個裝配步驟，一是在葉根底面和轉子葉根槽底之間打入填隙條，沿轉子徑向脹緊葉片，二是錘擊葉片根部，使其側壁貼合到前一片葉片葉根的側壁。

1.2 具體操作方式

以某級高壓預扭動葉裝配為例說明，在工人的車間現場操作中，會準備兩個單獨的工具，一個用來傳遞錘擊力以打入填隙條，另一個用來傳遞錘擊力以打緊葉根。裝配動葉片時，工人先使用填隙條壓緊工具配合專用錘擊工具，將填隙條打入指定位置（即葉根底面和轉子葉根槽底之間的空間）脹緊葉片，然后將該工具放下，重新去取葉根壓緊工具，配合專用錘擊工具，實現葉根的打緊操作，之后繼續更換工具，進行下一片動葉片的裝配工作。

2 預扭動葉新型裝配工具結構設計

2.1 工具機械結構設計

裝配工具主要組成包括：填隙條壓緊端，傳力桿，錘擊端，葉根壓緊端，懸掛繩，平衡器以及支架。

其中，填隙條壓緊端的工作面是半徑為4mm的半圓，是專為打入填隙條而設計的。葉根壓緊端的底面是傾斜的，在豎直放置工具時，該面與地面成30°夾角，是專為預扭T型根動葉片的葉根設計的。

2.2 工作原理及操作方案設計

裝配工具經懸掛繩與平衡器連接，平衡器經懸掛繩支架連接。在進行動葉片裝配時，將填隙條放到待打入的位置，工人左手手持圖示裝配工具至工作位置，使填隙條壓緊端與待打入的填隙條接觸，右手持錘擊工具，對錘擊端進行錘擊操作，錘擊力經傳力桿的傳遞，最終將填隙條打入指定位置，脹緊葉片;然后將該裝配工具做180°旋轉，由于平衡器向上的拉力和裝配工具的重力相抵消，因此旋轉操作十分輕松。之后工人左手手持裝配工具至工作位置，使葉根壓緊端與待打緊的葉根處接觸，右手持錘擊工具，對錘擊端進行錘擊操作，錘擊力經傳力桿的傳遞，最終將葉根打緊。至此完成一片動葉片的裝配工作，重復上述操作，繼續下一片動葉片的裝配工作。

3 改良工具的創新及裝配工作優勢

本文所設計的汽輪機預扭動葉新型裝配工具，將傳統裝配工作中的填隙條打緊工具與葉根打緊工具進行重新組合設計，通過合理的機械結構和力平衡系統配合，形成使用更加方便、工作效率更高的新型輔助工具，解決了裝配過程反復更換工具的問題，縮短了裝配時間，減少了工人體力的耗費，減小了裝配工作難度，提高企業產品質量。

【參考文獻】

[1]楊建道，彭澤瑛.上海汽輪機廠先進超超臨界汽輪機的發展[J].熱力透平，2018，47（2）：85-91.

[2]申如國，顧劍勇，許雄國等.百萬千瓦超超臨界汽輪機預扭動葉裝配工藝技術[J].熱力透平，2017，36（4）：258-260.

[3]吳春冬，張文建，李衍佳等.基于LabVIEW的汽輪機轉子動葉扭轉量測量系統設計[J].工具技術，2014，49（3）：82-86.