一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮制造技术

本发明专利技术公开一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮，依据冲击式转轮的结构特点，在满足转轮毛坯材料锻造能力和道路运输条件下对大型冲击式水轮机转轮进行分瓣设计制造，单瓣运输至水电站并在水电站组合加工成整体；转轮分瓣数量为两瓣、三瓣或四瓣，解决超大直径转轮毛坯材料锻造能力和大尺寸冲击式转轮道路运输的限制；转轮分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面基准面之间，分瓣面避开转轮水斗的正压力面，实现转轮分瓣面远离转轮运行时的高应力区域，利于分瓣使用寿命的延长；位于转轮分瓣面的转轮水斗进行分体制造，分为水斗和水斗根部两部分，水斗在制造厂内单独数控加工完成，在工地将水斗和水斗根部焊接成一体，降低水电站工地加工制造难度，提高生产效益。

【技术实现步骤摘要】
一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮
本专利技术涉及冲击式水轮机领域，尤其涉及一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮。
技术介绍
随着我国经济发展的需要，对能源的需求不断加大，水电开发项目中高水头、大容量冲击式水电机组将会越来越多。作为冲击式水轮机中核心部件的冲击式转轮得益于目前流体力学和机械数字模拟工具的发展，其设计进原理和设计技术取得了重大进步。但随着大型冲击式转轮设计制造，一方面受到转轮制造材料马氏体锻钢锻造尺寸的制约，无法实现超大直径毛坯材料的整体锻造；另一方面当转轮设计尺寸超过国家道路运输宽度时，无法直接将制造工厂制造的冲击式转轮整体运输至水电站安装。因此在大型冲击式水轮机转轮设计制造中应考虑采用分瓣结构，在制造工厂内对转轮对分瓣设计，分瓣锻造材料毛坯、分瓣加工制造、分瓣运输至水电站，然后在水电站组合制造成整体并进行安装，解决大型冲击式转轮原材料整体无法锻造和道路运输能力对大型冲击式转轮整体运输限制的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术是一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮，依据冲击式转轮的结构特点，在满足转轮毛坯材料锻造能力和道路运输条件下对大型冲击式水轮机转轮进行分瓣设计制造，并单瓣运输至水电站并在水电站组合加工成整体。本专利技术是通过以下技术方案实现的：1)转轮分瓣数量为两瓣，转轮第一分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面第一基准面和第二基准面之间的区域，转轮第一分瓣面避开水斗正压力面，转轮第二分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面第三基准面和第四基准面之间的区域，转轮第二分瓣面避开水斗正压力面；2)转轮第一分瓣面和转轮第二分瓣面将转轮分为转轮第一单瓣和转轮第二单瓣，位于转轮第一分瓣面和转轮第二分瓣面的转轮水斗进行分体制造，分为第一水斗端部、第二水斗端部、第一水斗根部和第二水斗根部，第一水斗端部和第二水斗端部在制造工厂内单独数控加工完成，第一水斗根部和第二水斗根部待转轮第一单瓣和转轮第二单瓣焊接后再将其型线数控加工完成；3)转轮第一单瓣、转轮第二单瓣、第一水斗端部和第二水斗端部由水轮机产品制造厂运输至水电站现场；4)转轮第一单瓣和转轮第二单瓣在水电站焊接为一体；5)第一水斗根部和第二水斗根部加工：待转轮第一单瓣和转轮第二单瓣组合焊接完成后，通过数控加工的方式分别加工第一水斗根部和第二水斗根部空间曲面型线；6)第一水斗端部和第二水斗端部装配焊接：第一水斗端部和第二水斗端部依次装配至第一水斗根部和第二水斗根部上，采用焊接的工艺方法完成第一水斗端部、第二水斗端部与第一水斗根部、第二水斗根部焊缝的焊接。在上述分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮第一分瓣面经过水斗正压力面；转轮第二分瓣面经过水斗正压力面。在上述分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮中，所述转轮分瓣数量也可为三瓣或四瓣。技术效果本专利技术涉及一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮，依据冲击式转轮的结构特点，在满足转轮毛坯材料锻造能力和道路运输条件下对大型冲击式水轮机转轮进行分瓣设计制造，并单瓣运输至水电站并在水电站组合加工成整体，本专利技术的技术效果如下：1)转轮分瓣数量为两瓣、三瓣或四瓣，解决超大直径转轮毛坯材料马氏体锻钢锻造能力和大尺寸冲击式转轮道路运输的限制；2)转轮分瓣面位于转轮两相邻水斗斗沿端面基准面之间，转轮分瓣组合面避开转轮水斗的正压力面，实现转轮分瓣面远离转轮水斗运行下高应力区域，利于分瓣面组合连接后使用寿命延长；3)位于转轮分瓣面的转轮水斗进行分体制造，分为水斗端部和水斗根部两部分，所有水斗和水斗端部在制造工厂内单独数控加工完成，降低水电站工地加工制造难度，提高生产效益。附图说明图1为冲击式水轮机转轮分瓣面示意图。图2为冲击式水轮机分瓣结构示意图。图3为冲击式水轮机分瓣组合结构示意图。图4为冲击式转轮整体结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步说明。如图1所示，大型冲击式转轮第一分瓣面1、转轮第二分瓣面5分两瓣在制造加工厂加工制造完成，转轮第一分瓣面1位于转轮两相邻水斗斗沿端面和第二基准面3之间的区域，分瓣面避开水斗正压力面4，转轮第二分瓣面5位于转轮两相邻水斗斗沿端面第三基准面6和第四基准面7之间的区域，分瓣面需避开水斗正压力面4；如图2所示，转轮第一分瓣面1和转轮第二分瓣面5将转轮分为转轮单瓣13和转轮单瓣14，位于转轮第一分瓣面1和第二分瓣面5的转轮水斗进行分体制造，分为第一水斗端部9、第二水斗端部11、第一水斗根部10和第二水斗根部12，第一水斗端部9和第二水斗端部11在制造工厂内单独数控加工完成，第一水斗根部10和第二水斗根部12待转轮第一单瓣13和转轮第二单瓣14焊接后再将其型线数控加工完成；转轮第一单瓣13、转轮第二单瓣14、第一水斗端部9和第二水斗端部11由水轮机产品制造厂运输至水电站现场；如图3所示，转轮第一单瓣13和转轮第二单瓣在水电站焊接为一体，待转轮第一单瓣13和转轮第二单瓣14组合焊接完成后，通过数控加工的方式加工第一水斗根部10和第二水斗根部12的空间曲面型线；如图4所示，水斗9和水斗11依次装配至水斗根部10和水斗根部12上，采用焊接方法完成水斗9、水斗11与水斗根部10、水斗根部12焊缝的焊接。进一步地，转轮也可以分成三瓣或四瓣按照以上方法制造。具体分瓣原则依据水轮机产品制造厂到水电站现场的运输条件确定，通常情况下，产品尺寸越大、路基宽度越窄、道路承载能力越低的情况下，产品需要分开的瓣数就越多。进一步地，分瓣面位置也可以经过水斗正压力面。本专利技术只是对本专利技术工艺的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员如果对其局部进行改变，只要没有超出本专利技术的精神实质，都在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮，其特征包括如下步骤：/n1)转轮分瓣数量为两瓣，转轮第一分瓣面(1)位于转轮两相邻水斗斗沿端面第一基准面(2)和第二基准面(3)之间的区域，转轮第一分瓣面(1)避开水斗正压力面(4)，转轮第二分瓣面(5)位于转轮两相邻水斗斗沿端面第三基准面(6)和第四基准面(7)之间的区域，转轮第二分瓣面(5)避开水斗正压力面(4)；/n2)转轮第一分瓣面(1)和转轮第二分瓣面(5)将转轮分为转轮第一单瓣(13)和转轮第二单瓣(14)，位于转轮第一分瓣面(1)和转轮第二分瓣面(5)的转轮水斗进行分体制造，分为第一水斗端部(9)、第二水斗端部(11)、第一水斗根部(10)和第二水斗根部(12)，第一水斗端部(9)和第二水斗端部(11)在制造工厂内单独数控加工完成，第一水斗根部(10)和第二水斗根部(12)待转轮第一单瓣(13)和转轮第二单瓣(14)焊接后再将其型线数控加工完成；/n3)包含第一水斗根部(10)的转轮第一单瓣(13)、包含第二水斗根部(12)的转轮第二单瓣(14)、第一水斗端部(9)和第二水斗端部(11)由水轮机产品制造厂运输至水电站现场；/n4)转轮第一单瓣(13)和转轮第二单瓣(14)在水电站焊接为一体；/n5)转轮第一单瓣(13)和转轮第二单瓣(14)组合焊接完成后，通过数控加工的方式分别加工第一水斗根部(10)和第二水斗根部(12)的空间曲面型线；/n6)第一水斗端部(9)和第二水斗端部(11)装配焊接：第一水斗端部(9)和第二水斗端部(11)依次装配至第一水斗根部(10)和第二水斗根部(12)上，采用焊接的工艺方法完成第一水斗端部(9)、第二水斗端部(11)与第一水斗根部(10)、第二水斗根部(12)焊缝的焊接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种分瓣制造的大型冲击式水轮机转轮，其特征包括如下步骤：
1)转轮分瓣数量为两瓣，转轮第一分瓣面(1)位于转轮两相邻水斗斗沿端面第一基准面(2)和第二基准面(3)之间的区域，转轮第一分瓣面(1)避开水斗正压力面(4)，转轮第二分瓣面(5)位于转轮两相邻水斗斗沿端面第三基准面(6)和第四基准面(7)之间的区域，转轮第二分瓣面(5)避开水斗正压力面(4)；
2)转轮第一分瓣面(1)和转轮第二分瓣面(5)将转轮分为转轮第一单瓣(13)和转轮第二单瓣(14)，位于转轮第一分瓣面(1)和转轮第二分瓣面(5)的转轮水斗进行分体制造，分为第一水斗端部(9)、第二水斗端部(11)、第一水斗根部(10)和第二水斗根部(12)，第一水斗端部(9)和第二水斗端部(11)在制造工厂内单独数控加工完成，第一水斗根部(10)和第二水斗根部(12)待转轮第一单瓣(13)和转轮第二单瓣(14)焊接后再将其型线数控加工完成；
3)包含第一水斗根部(10)的转轮第一单瓣(13)、包含第二水斗根部(12)的转轮第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶星明，乔宏来，段伟赞，李景，魏方锴，徐睦忠，王威，田井成，王长志，
申请(专利权)人：哈尔滨电机厂有限责任公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23