一种冲击式水轮机配水环管的安装测量装置的制作方法

本发明涉及水轮机，尤其是一种冲击式水轮机配水环管的安装测量装置。

背景技术：

1、配水环管是多喷嘴冲击式水轮机的重要过流组件，其安装精度偏差直接影响到冲击式水轮机的转动效率和机组振动。以6喷嘴冲击式机组为例，配水环管的安装首先需保证配水环管6个出口法兰中心在同一个节圆的切点上，且其切点在节圆上均匀分布；其次，配水环管6个出口法兰中心的高程与水斗分水刃高程相等；如图1所示。

2、如果配水环管6个法兰中心不在同一个节圆的切点上，或者在同一个节圆切点但不6等分，那么转轮运行过程中，势必会产生不均衡力，影响水轮机的运行效率，同时会使水轮机导轴承的轴瓦受力不均，产生振动，影响水轮机的安全寿命；如果射流中心不能正对水斗分水刃高程，水流在水斗上下工作面会造成较大的扭矩，使机组产生振动，严重时会由于扭转疲劳造成水斗裂纹和破坏。可见，作为冲击式水轮机基础的配水环管安装测量精度是极其重要的，是机组安装的核心基准工作。

3、目前，配水环管的现场安装使用的工具为一套假转轮工具和配水环管法兰的各项尺寸数据，通过测量杆进行测量安装。这种工具虽然简单方便，但它只适用于中小型冲击式机组。对于大、巨型冲击式水轮机组，由于空间尺寸和重量的增大，使用假转轮和配水环管法兰的各项尺寸数据进行安装调整，操作极其不便且很难满足设计时对安装精度的要求。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种冲击式水轮机配水环管的安装测量装置，可以解决大、巨型冲击式水轮机由于空间尺寸和重量增大所带来的配水环管安装测量不便的难题。

2、本发明采用的技术方案如下：一种冲击式水轮机配水环管的安装测量装置，包括测量机构和测量定位板；其中：

3、测量机构包括底座，底座上具有水平调节机构；所述底座上安装有支撑柱，支撑柱的轴线垂直于底座表面并且支撑柱的轴线与底座的中心线共线；所述支撑柱上转动连接有测量臂，测量臂的旋转轴线与支撑柱的轴线共线；并且测量臂、支撑柱之间具有与多个出口法兰中心匹配的定位总成，以及调节测量臂的中心线高程的第一调节机构，以使得测量臂的中心线高程等于水斗分水刃高程；

4、测量定位板安装在出口法兰上，测量定位板上具有与出口法兰端面平行的b面，b面上具有与出口法兰中心重合的b点，测量臂上远离支撑柱的一端具有三棱柱，三棱柱的第一侧面固定于测量臂上，三棱柱上正对于第一侧面的边线称作为第一边线，第一边线与测量臂的轴线交叉垂直；三棱柱上安装有测量板，测量板具有a面，a面平行于测量臂的旋转轴线，且a面与测量臂的中心线的夹角α等于测量臂的中心线与转轮节圆上对应切点所在径向之间的夹角β；a面的上端具有a边，a边与第一边线的交点为a点；三棱柱与测量板之间具有第二调节机构，以调节a边的高程。

5、进一步地，水平调节机构包括用于固定在稳水栅上的基座，基座的外侧具有多个固定板，底座放置在基座上并且位于多个固定板之间；所述固定板上螺纹连接有中心调节螺杆，该中心调节螺杆的一端穿过固定板抵靠于底座的外侧；所述底座上螺纹连接有多个水平调节螺杆，多个水平调节螺杆周向分布，该水平调节螺杆的一端穿过底座与基座上表面抵靠。

6、进一步地，所述底座上还设置有通孔，存在把合螺栓穿过该通孔将底座与基座把合；该通孔的内径大于把合螺栓中螺杆的直径。

7、进一步地，所述测量臂的中部具有回转筒，回转筒与支撑柱通过轴套转动连接。

8、进一步地，所述定位总成包括第一定位机构；第一定位机构包括与支撑柱转动连接的假转轮，假转轮的下端面固定有第一定位板，第一定位板与机组轴线重合后固定于支撑柱上。

9、进一步地，所述定位总成还包括第二定位机构，第二定位机构包括设置在假转轮上的多个定位槽和固定在回转筒上的第二定位板；多个定位槽周向分布且分布位置与出口法兰的安装位置匹配，存在与第二定位板把合的第三定位板，并且第三定位板能够嵌入定位槽内，以使得回转筒的回转角度受定位槽限制。

10、进一步地，所述第一调节机构为下隔套，所述支撑柱上设置有台阶面，下隔套安装在回转筒与台阶面之间，支撑柱通过下隔套回转支撑回转筒。

11、进一步地，还包括上隔套，所述上隔套套于支撑柱上并且位于回转筒上方，回转筒受上隔套限制，并且上隔套的顶部具有压板，该压板与支撑柱通过螺钉锁定。

12、进一步地，所述第二调节机构包括设置在三棱柱上的条形孔，该条形孔与测量板滑动连接；所述测量臂上固定有调节板，调节板上螺纹连接有测量调节螺杆，测量调节螺杆的一端与测量板转动连接。

13、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

14、1、本发明可以解决大、巨型冲击式水轮机由于空间尺寸和重量增大所带来的配水环管安装测量不便的难题。

15、2、本发明只需要对定位总成中的第二定位机构进行调节，即可对不同配水环管管节进行安装，既提高安装测量精度又减少了安装时间；

16、3、本发明不仅可用于配水环管吊装时，还可用于配水环管的工地焊接，打压以及保压浇筑时的实时监测，极大的提高了配水环管的安装精度。

17、4、本方明的具有水平调节，可方便快捷的使该安装测量装置调整到机组中心线上，通过现场加工隔套长度，保证测量臂的高程位于水斗分水刃中心；最后通过测量模块的调节螺栓调节测量板，消除由于空间尺寸较大长臂变形所带来的误差，极大的提高了该工具的测量精度。

技术特征：

1.一种冲击式水轮机配水环管的安装测量装置，其特征在于：包括测量机构和测量定位板（8）；其中：

2.根据权利要求1所述的安装测量装置，其特征在于：水平调节机构包括用于固定在稳水栅上的基座（15），基座（15）的外侧具有多个固定板（16），底座（3）放置在基座（15）上并且位于多个固定板（16）之间；所述固定板（16）上螺纹连接有中心调节螺杆（17），该中心调节螺杆（17）的一端穿过固定板（16）抵靠于底座（3）的外侧；所述底座（3）上螺纹连接有多个水平调节螺杆（18），多个水平调节螺杆（18）周向分布，该水平调节螺杆（18）的一端穿过底座（3）与基座（15）上表面抵靠。

3.根据权利要求2所述的安装测量装置，其特征在于：所述底座（3）上还设置有通孔，存在把合螺栓（19）穿过该通孔将底座（3）与基座（15）把合；该通孔的内径大于把合螺栓（19）中螺杆的直径。

4.根据权利要求1所述的安装测量装置，其特征在于：所述测量臂的中部具有回转筒（5），回转筒（5）与支撑柱（4）通过轴套（25）转动连接。

5.根据权利要求4所述的安装测量装置，其特征在于：所述定位总成包括第一定位机构；第一定位机构包括与支撑柱（4）转动连接的假转轮（10），假转轮（10）的下端面固定有第一定位板（20），第一定位板（20）与机组轴线重合后固定于支撑柱（4）上。

6.根据权利要求5所述的安装测量装置，其特征在于：所述定位总成还包括第二定位机构，第二定位机构包括设置在假转轮（10）上的多个定位槽（101）和固定在回转筒（5）上的第二定位板（22）；多个定位槽（101）周向分布且分布位置与出口法兰（2）的安装位置匹配，存在与第二定位板（22）把合的第三定位板（21），并且第三定位板（21）能够嵌入定位槽（101）内，以使得回转筒（5）的回转角度受定位槽（101）限制。

7.根据权利要求4所述的安装测量装置，其特征在于：所述第一调节机构为下隔套（26），所述支撑柱（4）上设置有台阶面（27），下隔套（26）安装在回转筒（5）与台阶面（27）之间，支撑柱（4）通过下隔套（26）回转支撑回转筒（5）。

8.根据权利要求7所述的安装测量装置，其特征在于：还包括上隔套（24），所述上隔套（24）套于支撑柱（4）上并且位于回转筒（5）上方，回转筒（5）受上隔套（24）限制，并且上隔套（24）的顶部具有压板（23），该压板（23）与支撑柱（4）通过螺钉锁定。

9.根据权利要求1所述的安装测量装置，其特征在于：所述第二调节机构包括设置在三棱柱（11）上的条形孔（13），该条形孔（13）与测量板（7）滑动连接；所述测量臂（6）上固定有调节板（12），调节板（12）上螺纹连接有测量调节螺杆（14），测量调节螺杆（14）的一端与测量板（7）转动连接。

技术总结本发明公开了一种冲击式水轮机配水环管的安装测量装置，涉及水轮机技术领域，包括测量机构和测量定位板；测量机构包括具有水平调节机构的底座；底座上安装有支撑柱；支撑柱上转动连接有测量臂，测量臂的旋转轴线与机组的中心线共线；测量臂、支撑柱之间具有与多个出口法兰中心匹配的定位总成、第一调节机构；通过第一调节机构使得测量臂的中心线高程等于水斗分水刃高程；通过定位总成对各个配水环管管节上出口法兰的安装位置进行定位；测量定位板安装在出口法兰上，安装配水环管时测量定位板与测量板平行；测量板能够调节的高程，以消除长臂变形带来的误差。本发明可以解决冲击式水轮机由于尺寸和重量所带来的配水环管安装测量不便的难题。技术研发人员：吕博儒,熊建军,梁权伟,宋敏,凡家异,曾明富,周文科,程猛,熊欣,刘辉受保护的技术使用者：东方电气集团东方电机有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/13