CN102303262B - 混流式水轮机转轮翻身装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混流式水轮机转轮翻身装置，转轮包括上冠、叶片和下环，翻身装置包括扁担梁、分别对称设置在扁担梁左右两端的两对滑轮组、分别固定在所述转轮两侧的翻身夹具，每对滑轮组包括分别固定在扁担梁前后侧的两个上滑轮、以及设于扁担梁下端的下滑轮，每个上滑轮和下滑轮采用环形无缝钢丝绳连接，下滑轮的中间设有转轴，下滑轮和转轴之间可相对转动，翻身夹具的下部设有与转轴配合的通孔，转轴穿过所述通孔后固定在翻身夹具上，翻身夹具的旋转中心和转轮重心位于同一水平高度上、并且偏心设置，扁担梁上端与起重机主吊钩相连，转轮上焊接有用于连接起重机副吊钩的翻身吊耳。该翻身装置翻身方便、成本低、可靠性高。

Description

混流式水轮机转轮翻身装置

技术领域

本发明涉及一种混流式水轮机转轮翻身装置，应用于大型混流式转轮制造加工过程中翻身或平吊搬运工艺，属于大型非标机械设备领域。

背景技术

随着近几十年来我国众多大型、巨型水电站的相继投入建设与投产运营，水力发电机组也逐渐向单套大容量(如单机容量700MW或以上)趋势发展，其中水轮机的核心部件转轮的重量和尺寸也越来越大。这对于大型转轮的加工制造以及所需的吊装、翻身设备提出了更多新的要求。

对于大型混流式水轮机转轮(通常从150吨至450吨左右)，传统的翻身方案是使用翻身支架支撑转轮进行翻身的，此种方案最大的不足是需要两个体积庞大且成本较高的翻身支架。一般由于运输条件的限制，很多大型转轮均须在水电站工地附近的工地厂房内制造完成，这就给工地厂房内使用的一些非标设备提出了新的更高的要求。像类似于翻身支架这样过大体积和重量的设备会给运输带来很大困难，并且相应增加了很多费用，同时提高了转轮的制造支出。另外，此种翻身方式需要一块较大的平整场地支持，这对于本来就空间相对局促的工地厂房来说也是一个需要考虑的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种翻身方便、成本低、可靠性高的混流式水轮机转轮翻身装置。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种混流式水轮机转轮翻身装置，所述转轮包括上冠、叶片和下环，所述翻身装置包括扁担梁、分别对称设置在扁担梁左右两端的两对滑轮组、分别固定在所述转轮两侧的翻身夹具，所述每对滑轮组包括分别固定在扁担梁前后侧的两个上滑轮、以及设于扁担梁下端的下滑轮，所述每个上滑轮和下滑轮采用环形无缝钢丝绳连接，所述下滑轮的中间设有转轴，所述下滑轮和转轴之间可相对转动，所述翻身夹具的下部设有与转轴配合的通孔，所述转轴穿过所述通孔后固定在翻身夹具上，所述翻身夹具的旋转中心和转轮重心位于同一水平高度上、并且偏心设置，所述扁担梁上端与起重机主吊钩相连，所述转轮上焊接有用于连接起重机副吊钩的翻身吊耳。

优选地，所述翻身夹具的上端部设有卡板，所述卡板固定卡在所述下环上端，所述卡板处固定一上压板，所述翻身夹具的下部固定一下压板，所述翻身夹具处还设有用于固定转轮的挡板。

进一步地，所述挡板包括分别设于翻身夹具上部两侧和下部两侧的上板和下板，以及位于翻身夹具和下环之间的垫板。

优选地，所述翻身夹具上固定一板座，所述板座焊接在所述下环外侧面。

优选地，所述扁担梁的下端还设有用于吊起转轮的多个吊具。

优选地，所述扁担梁为箱式梁结构。

本发明的混流式水轮机转轮翻身装置，借助现有的起重机，利用起重机的主副吊钩和转轮自重、扁担梁等完成转轮的整个180度翻身，结构简单、安全、轻便、可靠、高效且经济的。

附图说明

图1为本发明的混流式水轮机转轮翻身装置的立体结构示意图。

图2为图1的主视图。

图3为图1的左视图。

图4为图3中A处的放大结构示意图。

图5为低水头高比转速转轮的结构示意图。

图6为低水头高比转速转轮与翻身夹具的固定结构示意图。

图7为图6的剖视图。

图8为高水头低比转速转轮的结构示意图。

图9为高水头低比转速转轮与翻身夹具的固定结构示意图。

图10为图9的剖视图。

图11为扁担梁的结构示意图。

图12为扁担梁平吊转轮的结构示意图。

图13为将图3中转轮翻身90度后的结构示意图。

图14为图13中E处的放大结构示意图。

图15为将图13中转轮旋转180度后的结构示意图。

图16为图15中K处的放大结构示意图。

图17为将图15中转轮翻身90度后的结构示意图。

图18为图17中F处的放大结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的方案进一步说明。

如图1和图2所示，本发明的一种混流式水轮机转轮翻身装置，包括扁担梁2、分别对称设置在扁担梁2左右两端的两对滑轮组、分别固定在转轮1两侧的翻身夹具3，每对滑轮组包括分别固定在扁担梁2前后侧的两个上滑轮41、以及设于扁担梁2下端的下滑轮42，每个上滑轮41和下滑轮42采用环形无缝钢丝绳5连接，下滑轮42的中间设有转轴6，下滑轮42和转轴6之间可相对转动，如图7和图10所示，翻身夹具3的下部设有与转轴6配合的通孔31，转轴6穿过通孔31后固定在翻身夹具3上，扁担梁2上端与起重机主吊钩7相连，转轮1上焊接有用于连接起重机副吊钩8的翻身吊耳91、92。如图3和图4所示，翻身夹具3的旋转中心19和转轮重心20位于同一水平高度上、并且横向偏心设置，偏心距离为L。这个偏心距离的大小应根据转轮1自重和起重机副吊钩8的起吊能力来决定，过大或过小都不利于翻身的进行，偏心量过小会因为转轮1难以克服转轴6的摩擦力而导致翻身动作不顺畅，过大则会要求起重机副吊钩8必须有更大的起吊能力。

扁担梁2的主要作用是将起重机主吊钩7的一个吊点拉开转变成扁担梁2两端滑轮组的两个吊点，使转轮1能均匀地承载于两个吊点上，扁担梁2为箱式梁结构，不但重量轻而且强度高，并且此扁担梁2起重能力的设计计算经过FEA有限元分析验证，结果表明完全满足设计要求。位于两端的四个上滑轮41以及两个下滑轮42能顺畅转动，在承载钢丝绳5的同时也能柔性地将转轮起吊时的摆动或冲击缓冲掉，保证转轮1平稳的起吊翻身过程。

此环形无缝钢丝绳5采用环形无接头钢丝绳，能很好地满足强度要求，并且因为是无接头型式，使得钢丝绳能无阻碍地在滑轮组内滑动，保证了翻身动作的顺畅进行。

本发明的翻身夹具3的作用是定位转轮1翻身时的转轴6，并且固定转轮1，在转轮1翻身时给予良好的支持。

如图11和图12所示，扁担梁2的下端还设有用于吊起转轮1的多个吊具，图示为三个吊具21，三个吊具21分处在扁担梁2下端的三个吊点处，即将起重机主吊钩7一个吊点转化为三个水平吊点的功能，例如当翻身结束，工地厂房内起吊方式受限制时，利用这三个吊具可平稳吊起并移动转轮1，将多种多个吊具集中于一套装置中有助于节省吊具费用和放置吊具所占空间。

本发明的混流式水轮机转轮翻身装置的翻身过程依次如图3、图13、图15和图17所示，图3所示为起重机主吊钩7将扁担梁连同转轮整个吊起使得扁担梁和转轮处于半空中的位置，此时因转轮存在偏心量(图4所示)，起重机副吊钩8钢丝绳需要拉住右上角处的翻身吊耳91，便于转轮平吊悬在半空中，此图也即翻身初始位置，然后起重机副吊钩8连着钢丝绳缓慢下降，转轮1在自重的作用下，带着翻身夹具3沿图中箭头B所示方向翻转90度，到达图13所示位置(此时旋转中心和转轮重心的位置示意图见图14所示)，在该位置处，起重机副吊钩8钢丝绳与翻身吊耳91、92均脱开，从图13所示位置，利用起重机主吊钩7的旋转功能，起重机主吊钩7带动转轮1连同翻身夹具3沿图中箭头C所示方向旋转180度，到达图15所示位置(图15中转轮一角K处设有垫片，如图16中所示垫片22，该垫片22的作用是避免起重机副吊钩8的钢丝绳和转轮右上角摩擦，而损坏转轮或钢丝绳)，在图15中，起重机副吊钩8通过钢丝绳勾住转轮1右下角处的翻身吊耳92，起重机副吊钩8缓慢上升带动转轮1沿图中箭头D所示方向再翻转90度，到达图17所示位置，图17即为翻身后的转轮位置，如图18为此时转轮重心20和旋转中心19的位置示意图，此时起重机副吊钩8与翻身吊耳92还保持勾住状态，以保持转轮平吊，在起重机将转轮落到地面上后，起重机副吊钩8和翻身吊耳92脱开，然后可利用扁担梁2下端的三个吊具21，将转轮1移动到需要放置的位置。

混流式转轮因水头高低在外形上也有所区别，如图5和图8所示，两者区别对于翻身装置结构上的影响主要体现在翻身夹具与转轮的固定方式不同。

如图5所示的低水头高比转速转轮的结构示意图，转轮1包括上冠11、叶片12和下环13，低水头转轮1由于下环13弧度较小，翻身夹具3一般采用夹具夹持转轮下环13的方式固定，典型结构如图6和图7所示，翻身夹具3的上端部设有与翻身夹具3一体成形的卡板32，卡板32固定卡在下环13上端，卡板32处固定一上压板10，翻身夹具3的下部固定一下压板14，翻身夹具3处还设有用于固定转轮1的挡板15，挡板15包括分别设于翻身夹具3上部两侧和下部两侧的上板151和下板152，以及位于翻身夹具3和下环13之间的垫板153，通过上压板10、下压板14和挡板15将翻身夹具3牢靠地固定在下环13上。这种结构最大的优点是拆装方便，并且不会破坏转轮下环13已加工面，翻身完成后无需再加工，工作量较少。缺点是结构较为复杂，需要用到高强度螺栓螺母等，成本略高。

如图8所示的高水头低比转速转轮的结构示意图，转轮1包括上冠11、叶片12和下环13，因为下环13弧度较大，翻身夹具3上固定一板座16，板座16焊接在下环13外侧面，翻身夹具3和板座16的横向连接处和纵向连接处均采用键17连接，然后用螺栓18固定，典型结构如图9和图10所示。这种结构的优点是结整体结构相对简单，采用焊接方式固定翻身时不会产生丝毫滑移，缺点是翻身完成需割除板座16，后续加工量较大。

本发明的混流式水轮机转轮翻身装置是为转轮在工地厂房内进行翻身所设计的，此套方法为混流式水轮机转轮等大型金属加工件提供了一套安全、轻便、可靠、高效且经济的翻身解决方案，并且经过了众多大型项目如龙滩、小湾、积石峡、拉西瓦、溪洛渡等的实际使用验证，用大量实例证明此套方法的可靠性。

以上只是对本发明进行了示例性的说明，本发明的具体实现方式并不局限于此。任何采用本发明的构思和技术方案进行的非实质性修改，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种混流式水轮机转轮翻身装置，所述转轮（1）包括上冠（11）、叶片（12）和下环（13），其特征是：所述翻身装置包括扁担梁（2）、分别对称设置在扁担梁（2）左右两端的两对滑轮组、分别固定在所述转轮（1）两侧的翻身夹具（3），所述每对滑轮组包括分别固定在扁担梁（2）前后侧的两个上滑轮（41）、以及设于扁担梁（2）下端的下滑轮（42），所述每个上滑轮（41）和下滑轮（42）采用环形无缝钢丝绳（5）连接，所述下滑轮（42）的中间设有转轴（6），所述下滑轮（42）和转轴（6）之间可相对转动，所述翻身夹具（3）的下部设有与转轴（6）配合的通孔（31），所述转轴（6）穿过所述通孔（31）后固定在翻身夹具（3）上，所述翻身夹具（3）的旋转中心（19）和转轮重心（20）位于同一水平高度上、并且偏心设置，偏心距离的大小应根据转轮（1）自重和起重机副吊钩（8）的起吊能力来决定，所述扁担梁（2）上端与起重机主吊钩（7）相连，所述转轮（1）上焊接有用于连接起重机副吊钩（8）的翻身吊耳（91、92）。

2.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮翻身装置，其特征是：所述翻身夹具（3）的上端部设有卡板（32），所述卡板（32）固定卡在所述下环（13）上端，所述卡板（32）处固定一上压板（10），所述翻身夹具（3）的下部固定一下压板（14），所述翻身夹具（3）处还设有用于固定转轮（1）的挡板（15）。

3.根据权利要求2所述的混流式水轮机转轮翻身装置，其特征是：所述挡板（15）包括分别设于翻身夹具（3）上部两侧和下部两侧的上板（151）和下板（152），以及位于翻身夹具（3）和下环（13）之间的垫板（153）。

4.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮翻身装置，其特征是：所述翻身夹具（3）上固定一板座（16），所述板座（16）焊接在所述下环（13）外侧面。

5.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮翻身装置，其特征是：所述扁担梁（2）的下端还设有用于吊起转轮（1）的多个吊具（21）。

6.根据权利要求1所述的混流式水轮机转轮翻身装置，其特征是：所述扁担梁（2）为箱式梁结构。

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