透平叶片重力矩称重装置的制作方法

1.本实用新型涉及汽轮机技术领域，更具体地说，涉及一种透平叶片重力矩称重装置。


背景技术：

2.汽轮机制造厂为了提高汽轮机的功率，需要尽可能地增大热焓降，所以需要更大排汽通流面积，从而使设计的汽轮机末叶叶片越来越长，重量越来越大。透平叶片是以铣削加工而成，透平叶片之间的尺寸、质量分布等存在一定偏差。汽轮机转子运行时转速可达1500r/min或3000r/min，其动平衡的要求十分严格。实际应用中需对长度在300mm以上的透平叶片进行称重力矩排序，尽可能减少透平叶片带来的不平衡量。
3.目前，力矩的称重装置大部分为2台电子称组合，其称量结构和称量过程复杂，误差因素较多，精度低。


技术实现要素：

4.本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种结构简单、测量精度高的透平叶片重力矩称重装置。
5.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种透平叶片重力矩称重装置，包括工作台、两组支撑组件、以及称重机构；
6.所述两组支撑组件相对设置于所述工作台上；所述支撑组件包括支撑柱；两个所述支撑组件能够相对运动设置，用于支撑透平叶片；
7.所述称重机构设置于其中一组所述支撑组件上，用于对所述透平叶片进行称重。
8.优选地，所述支撑组件还包括驱动机构、传动机构以及调整块；
9.所述传动机构包括滚柱以及滚柱滑块；所述滚柱可转动设置于所述工作台上，且一端与所述驱动机构连接；所述滚柱滑块套设于所述滚柱上由所述滚柱转动带动沿所述滚柱滑动；
10.所述调整块安装于所述滚柱滑块上；
11.所述支撑柱设置于所述调整块上；
12.所述称重机设置于其中一组所述支撑组件的所述调整块上，且位于所述支撑柱的下部。
13.优选地，所述调整块上设有用于调整所述支撑柱和/或所述称重机构的位置的调整槽；
14.所述调整槽沿垂直于所述调整块运动方向延伸设置。
15.优选地，所述调整槽为条形槽；
16.所述调整槽沿垂直于所述调整块运动方向延伸设置
17.优选地，所述支撑组件还包括轴承，所述轴承设置于所述工作台上并与所述滚柱连接。
18.优选地，所述驱动机构包括设置于所述滚柱一端的手动驱动结构，用于驱动所述滚柱转动。
19.优选地，还包括限位结构；
20.所述限位结构设置于所述工作台上并位于远离所述称重机构的一侧。
21.优选地，所述限位结构包括设置于所述工作台上的限位挡板，所述限位挡板用于抵接待称重的透平叶片的端面。
22.优选地，还包括设置于所述工作台上的导向组件，所述调整块与所述导向组件滑动连接。
23.优选地，所述导向组件包括沿所述支撑柱运动方向设置的直线导轨、以及滑动设置于所述直线导轨上的滑块；
24.所述滑块与所述调整块连接。
25.实施本实用新型的透平叶片重力矩称重装置，具有以下有益效果：该透平叶片重力矩称重装置通过在工作台上设置可相对运动的两组支撑组件支撑透平叶片，并通过在其中一组支撑组件上设置称重机构，对应该透平叶片进行称重，利用一组称重机构即可实现透平叶片的重力矩计算，简化了称重结构，并且，减小了称重机构的量程，可提高称重机构的精度，另外减少称重机构的数量也使得称重机构的总体误差进一步减小，从而，解决现有情况下透平叶片重力矩测量装置精度较低情况，该透平叶片重力矩称重装置具有结构简单、称重精度高、可使用量程小、可调方式简单、适用范围广的优点，进一步地，能够解决透平叶片装配排序时由于重力矩数值偏差导致汽轮机质量不平衡振动大问题。
附图说明
26.下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：
27.图1是本实用新型一些实施例中透平叶片重力矩称重装置的结构示意图；
28.图2是图1所示透平叶片重力矩称重装置的局部结构示意图；
29.图3是图2所示透平叶片重力矩称重装置的俯视图；
30.图4是图3所示透平叶片重力矩称重装置的局部结构俯视图；
31.图5是图1所示透平叶片重力矩称重装置的其中一组支撑组件的局部结构示意图；
32.图6是图1所示透平叶片重力矩称重装置的另一组支撑组件的局部结构示意图；
33.图7是图6所示透平叶片重力矩称重装置的支撑组件的局部结构俯视图；
34.图8是本实用新型一些实施例中透平叶片重力矩称重装置称重过程的示意图。
具体实施方式
35.为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
36.图1示出了本实用新型透平叶片重力矩称重装置的一些优选实施例。该透平叶片重力矩称重装置可用于汽轮机的透平叶片称重。
37.如图1至图4所示，在一些实施例中，该透平叶片重力矩称重装置包括工作台10、两组支撑组件20、称重机构30。该工作台10可供该称重机构30设置于其上。该两组支撑组件20可相对设置于该工作台10上，用于支撑透平叶片，其中，该称重机构30设置于其中一组支撑
组件20上，用于对放置于该两组支撑组件20及称重机构30上的透平叶片进行称重。通过在其中一组支撑组件20上设置称重机构30，能够利用一组称重机构30实现透平叶片的重力矩计算，简化了该透平叶片重力矩称重装置的整体结构，解决现有情况下透平叶片重力矩测量装置精度较低情况，解决透平叶片装配排序时由于重力矩数值偏差导致汽轮机质量不平衡振动大问题。
38.具体地，其中一组支撑组件20可主要起到支撑作用，另一组支撑组件20可通过滑动后支撑在合适位置并使得该透平叶片受力减小，那么，一方面，可减小称重机构30受到的力以及称重机构30的量程，提高称重机构30的精度，另一方面，只设置一个称重机构30的误差相比于现有技术的两个称重机构30的综合误差小，从而，本实施例提供的透平叶片重力矩称重装置可解决现有情况下透平叶片重力矩测量装置结构复杂和精度低的问题。
39.进一步地，在一些实施例中，该工作台10采用金属板材或者木质板材制成，可以理解地，在其他一些实施例中，该工作台10不限于采用金属板材或者木质板材，其可以采用其他材料。在一些实施例中，该工作台10可纵长设置，其长度可大于该透平叶片的长度。
40.如图1、图5至图7所示，进一步地，在一些实施例中，该两组支撑组件20沿该工作台10的长度方向间隔设置，该支撑组件20包括支撑柱21、驱动机构22、传动机构23以及调整块24。在一些实施例中，该支撑柱21设置于该调整块24上，用于支撑该透平叶片。在一些实施例中，该驱动机构22可与该传动机构23连接，用于带动该传动机构23动作。该调整块24设置在其中一组支撑组件20上，具体位于该支撑组件20的支撑柱21的下部与该传动机构23连接。传动机构23动作后带动调整块24沿着工作台10的长度方向移动，相应地，支撑柱21随着调整块24移动，以能够支撑在透平叶片合适的位置处，进而便于称重及重力矩的计算。在一些实施例中，该驱动机构22可以为手动驱动结构，比如手轮，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该驱动机构22也可以为电动驱动机构，更具体如，该驱动机构22为驱动电机。
41.在一些实施例中，该传动机构23包括滚柱231以及滚柱滑块232。该滚柱231可以为螺纹柱，其可沿该工作台10的长度方向设置，其可延伸至工作台10的一端后与驱动机构22连接，例如，其一端可从该工作台10的侧面的挡板等结构穿出后与该驱动机构22连接，以使得驱动机构22的设置和动作不会影响到透平叶片的设置，具体地，其可与该手轮连接，通过转动该手轮可带动该滚柱231转动。
42.该两组支撑组件20的两个滚柱231位于一直线上。该滚柱滑块232套设于该滚柱231上，与该滚柱231螺接，其随该滚柱231的转动而沿该滚柱231的轴向滑动。该调整板24设置于该滚柱滑块232上，与该滚柱滑块232可拆卸安装。在一些实施例中，该调整板24通过设置螺钉与该滚柱滑块232连接。该滚柱滑块232滑动时，带动该调整板24滑动，从而使得该调整板24上的支撑柱21与另一支撑组件20上的支撑柱21做相互靠近或者相互远离运动，进而提高重力矩的测量精度。
43.进一步地，在一些实施例中，该调整块24可以为平板状，该调整块24为长方形，该调整块24的长度大于该滚柱滑块232的长度。该调整块24的长度方向可与该滚柱231的长度方向垂直。该调整块24上设置有调整槽241，该调整槽241可以为一个，调整槽241可沿该调整块24的宽度方向间隔设置。可以理解地，在其他一些实施例中，该调整槽241不限于为一个，也可以为两个，具体根据支撑柱21的用于与调整块24相连接的一端的具体结构进行设置。
44.一些实施例中，该调整槽241可以为条形槽，其可沿垂直于调整块24运动方向延伸设置，即该调整槽241的长度方向与该调整块24的长度方向一致。在一些实施例中，该调整槽241可用于调整该支撑柱21和/或称重机构30的位置，即通过将支撑柱21在该调整槽241的长度方向移动(则左边的支撑柱21可沿调整槽24的长度方向滑动，右边的支撑柱21和该称重机构30也可沿调整槽241的长度方向移动)，进而可实现调整该支撑柱21的前后位置。这样设置是因为，通常透平叶片并非呈完全平直的状态，而是成弯曲状，通常其在根部较直，顶部相对弯曲，通过调整槽241的设置，能够使得称重机构30和另一个支撑机构20恰好支撑透平叶片。
45.具体地，该当支撑柱21和称重机构30调整至合适位置后，可通过设置螺钉与该调整块24连接固定，以限定支撑柱21和称重机构30在调整块24上的位置。
46.进一步地，在一些实施例中，该支撑组件20还可包括轴承25，该轴承25可以为两个，分别与两个滚柱231一一对应连接，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该轴承25可不限于为两个。该两个轴承25可设置于该工作台10上，沿该工作台10的长度方向并排且间隔设置。该两个轴承25可套设于该滚柱231的外围，可与该滚柱231可转动安装，进而可便于该滚柱231转动。可以理解地，在其他一些实施例中，该轴承25可以省去。
47.如上所述，该称重机构30可设置于其中一组支撑组件20的调整块24上，且可位于该支撑柱21的下部。在一些实施例中，该称重机构30可通过设置垫块安装于调整块24的调整槽241上，且可位于该支撑柱21的下端并通过紧固螺钉进行锁紧。在一些实施例中，该称重机构30可以为称重传感器，称重传感器具有精度高，量程小的优点。可以选择地，在一些实施例中，该称重传感器可以为s型称重传感器，且其可根据不同量程进行更换。可以理解地，在其他一些实施例中，该称重机构30可不限于包括称重传感器。
48.进一步地，在一些实施例中，该透平叶片重力矩称重装置还包括导向组件40，该导向组件40可以为两组，该两组导向组件40沿该工作台10的宽度方向间隔设置于该工作台10上，且位于该支撑组件20的相对两侧。可以理解地，在其他一些实施例中，该导向组件40可不限于为两组，在其他一些实施例中，该导向组件40也可以为一组。
49.进一步地，在一些实施例中，该导向组件40包括直线导轨41以及滑块42。该直线导轨41可沿该支撑柱21的运动方向设置，具体地，该直线导轨41该工作台10的长度方向设置，该直线导轨41的长度方向与该工作台10的长度方向一致，该滑块42设置于该直线导轨41上，且滑动设置。该滑块42与调整块24连接，具体地，该调整块24的两端可分别与该两组导向组件40的滑块42通过设置螺钉连接，该调整块24滑动时，可通过该滑块42在该直线导轨41滑动进行导向。
50.进一步地，在一些实施例中，该透平叶片重力矩称重装置还包括限位结构50，该限位结构50设置于该工作台10上。在一些实施例中，该限位结构50可以为限位挡板，该限位挡板沿竖直方向设置，并垂直于该工作台10的台面设置。该限位挡板为一个，靠近该工作台10的一端设置，能够用于将透平叶片的末端对齐，并在一组透平叶片称重的时候，保持相同的参考点。在一些实施例中，该限位挡板可以是固定位置的，当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该限位挡板是可以滑动的，其可以用来适应不同长度的透平叶片。
51.进一步地，在一些实施例中，该透平叶片重力矩称重装置还可包括供电机构以及数据传输线，该供电机构可与该称重机构30电连接，具体地，其可与该称重传感器通过设置
导电件导电连接，该导电件可以连接线。该供电机构可用于给该称重传感器供电。在一些实施例中，该供电机构可以为供电箱。当然，可以理解地，在其他一些实施例中，该供电机构可以省去。在一些实施例中，该透平叶片重力矩称重装置还可包括数据传输线，该数据传输线可与该称重机构30连接，具体地，其可与该称重传感器连接，可用于将该称重传感器的称重数据传输至外置设备。
52.该透平叶片重力矩称重装置的安装：将工作台10放置在水平光滑的平面上，使用轴承25将滚柱231、滚柱滑块232、手轮沿长度方向安装固定在工作台10上；将直线导轨41沿长度方向固定安装在工作台10的台板上；将调整块24连接滚柱滑块232及直线导轨41上的滑块42，并固定；将其中一组支撑组件20的支撑柱21部分插入对应的调整块24的调整槽241中并通过螺钉紧固；将称重传感器安装在另一组支撑组件20的调整块24的调整槽241中并通过螺钉紧固，然后再该称重传感器上方安装支撑柱21；将限位挡板安装至该工作台10上，且远离该称重传感器设置，并位于支撑柱21的外侧。
53.该透平叶片重力矩称重装置的使用步骤如下：
54.s1、调整两个支撑组件20的两个支撑柱21在垂直该调整块24运动方向上的位置，并且通过螺钉紧固定位；
55.s2、转动手轮调整两个支撑组件20的两个调整块24在工作台10的长度方向上的位置，并通过螺钉固定；
56.s3、测量靠近该限位结构50设置的支撑柱21与透平叶片的断面之间的距离l1，测量两个支撑组件20的两个支撑柱21之间的距离l2(参照图8)；其中，该距离l1和l2的测量可通过刻度尺测量或通过带刻度值的直线导轨测量，在一些实施例中，也可以通过带测距传感器的直线导轨进行测量。
57.s4、将透平叶片放置在两个支撑柱21上，保证叶片平稳无倾斜，并使得限位挡板与透平叶片的根部端面抵接；测量计算出透平叶片根部端面与透平转子中心距离为r0(参照图8)。记录下称重传感器所受压力f。取下透平叶片，称重出透平叶片的重量g。
58.s5、根据力学原理计算出透平叶片相对工作状态下的实际重力矩值。具体地，可采用的计算公式为：m＝(l2*f/g l1 r0)*g；其中r0：叶片根部端面与转子中心距离；l：主支撑柱(没有设置称重机构30的支撑柱21)到透平叶片的重心的距离；l1：主支撑柱到叶片根部端面的距离；l 2：两支撑柱21之间的距离；f：称重传感器所受压力；g：透平叶片重量。
59.与传统工艺相比，该透平叶片重力矩称重装置具有以下优势：
60.1、通过减少称重传感器上支撑设备的数量及重量，减少传感器测量误差，增加透平叶片称重装置的测量精度。
61.2、可使用量程小，精度高的称重传感器。
62.可调整反作用力进行称重重力矩，通过调整两个支撑柱21之间的位置，可减少称重机构30对透平叶片的反作用力，进而可使用更高精度、小量程的称重传感器，提高重力矩的测量精度。
63.3、调节方式简单。
64.汽轮机制造厂商及叶片制造厂商由于领域专业性，透平叶片称重力矩装置必须具有很强的调节性，在称重某一规格叶片后称重另一叶片，需要长时间调试设备才能使用。本实施例中，称重传感器安装在调整块24上，可以快速轻易调整两个支撑柱21之间距离减少
不同规格透平叶片称重时的调节时间。
65.4、适合多种不同规格叶片。
66.汽轮机叶片种类多，重量不同，长短不一。该称重传感器安装在调整块24上，可以快速轻易调整两个支撑柱21之间距离之间开档距离，适合多种不同规格叶片采用称重。
67.该透平叶片重力矩称重装置在电厂的应用：
68.汽轮机转子运行时转速可达1500r/min或3000r/min，对其动平衡的要求十分严格，当进行透平叶片更换工作时，必须使用透平叶片称重力矩装置对备件透平叶片与旧透平叶片进行称重力矩，对比分析对于振动的影响。
69.某大修中，在更换多级透平叶片中使用该透平叶片称重力矩装置进行试验，发现无论是旧透平叶片还是备件透平叶片均有偏差，根据自称重数据进行排序回装，机组启动后振动数据良好。
70.该透平叶片重力矩称重装置对电厂生产率所作的贡献：
71.1、目前末级叶片检修周期为4c，每年都有大量的透平叶片检修工作，如果需要紧急更换透平叶片，电厂将无能力对旧透平叶片及备件透平叶片称重力矩，直接更换可能会导致启机振动高，影响电厂运营。
72.2、该透平叶片重力矩称重装置的应用减少了电厂的设备检修成本及时间成本，弥补了电厂无透平叶片称重力矩装置的空缺，透平叶片更换工作变得可控可靠，且降低了设备运行过程中的风险成本。
73.可以理解的，以上实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，可以对上述技术特点进行自由组合，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围；因此，凡跟本实用新型权利要求范围所做的等同变换与修饰，均应属于本实用新型权利要求的涵盖范围。