[發明專利]中心體與外部水斗鍛件、尾翼增材的沖擊式轉輪制造方法

在審

• 申請號: 202310404716.7
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116423158A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 金寶;潘少民;高煉玲;鐘磊;郭中才;范瀟;朱強;彭謝宜;秦建;陳道全
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方電機有限公司
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 管高峰

本發明公開了一種中心體與外部水斗鍛件、尾翼增材的沖擊式轉輪制造方法，該方法包括建立目標沖擊式轉輪的水斗模型；其中，水斗模型包括中心體模型和外部水斗模型；根據中心體模型，選取基礎鍛件并加工為中心體鍛件，根據外部水斗模型，制造外部水斗；在中心體鍛件兩側分別焊接尾翼，并制造根部水斗；在運輸前的第一加工位置，對中心體鍛件的圓周的若干個預設位置分別焊接外部水斗；在運輸后的第二加工位置，對中心體鍛件的圓周的剩余位置分別焊接剩余外部水斗。本發明通過在運輸前和運輸后分別安裝對應位置與剩余位置的外部水斗，以及利用焊接的尾翼與根部水斗高應力區制造根部水斗，降低了加工運輸難度以及中心體鍛件難度，提高了材料利用率，降低了鍛件成本。

技術領域

本發明涉及沖擊式轉輪技術領域，尤其涉及到一種中心體與外部水斗鍛件、尾翼增材的沖擊式轉輪制造方法。

背景技術

隨著高水頭大容量沖擊式機組的開發，沖擊式水輪機核心部件轉輪的尺寸越來越大。沖擊式轉輪主要由中心體和水斗組成，對于大容量沖擊式轉輪來說，中心體采用鍛件是業內共識。沖擊式轉輪在運行時受到高速水流的循環沖擊，尤其是水斗根部，受到典型的疲勞載荷，是水斗受到最大的區域。由于鍛件在制造時經過反復鍛造，消除了金屬在冶煉過程中產生的鑄態疏松等缺陷，優化微觀組織結構。為保證轉輪安全可靠運行，轉輪水斗根部也需采用鍛件，而外部水斗可根據工程需要選擇增材制造、鑄造或鍛件。

如圖1所示，現有沖擊式轉輪的制造，通常采用加工獲得完整的沖擊式轉輪后運輸至安裝地進行安裝，但由于運輸條件限制，整體運輸困難；另外，如圖2所示，傳統的沖擊式轉輪的中心體采用的鍛件加工工藝所需毛坯厚度要求較高。因此，如何提高加工運輸效率以及降低鍛件鍛造的難度，是一個亟需解決的技術問題。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種中心體與外部水斗鍛件、尾翼增材的沖擊式轉輪制造方法，旨在解決目前沖擊式轉輪制造方法采用整體加工運輸以及整體鍛造的方式帶來的運輸難度大、鍛造難度大、材料利用率低的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供一種中心體與外部水斗鍛件、尾翼增材的沖擊式轉輪制造方法，所述方法包括以下步驟：

S1：建立目標沖擊式轉輪的水斗模型；其中，所述水斗模型包括中心體模型和外部水斗模型；

S2：根據所述中心體模型，選取基礎鍛件并加工為中心體鍛件，根據所述外部水斗模型，制造外部水斗；

S3：在所述中心體鍛件兩側分別焊接尾翼，并制造根部水斗；

S4：在運輸前的第一加工位置，對所述中心體鍛件的圓周的若干個預設位置分別焊接外部水斗；

S5：在運輸后的第二加工位置，對所述中心體鍛件的圓周的剩余位置分別焊接剩余外部水斗。

可選的，所述步驟S2中，基礎鍛件的軸向厚度選取配置為等于目標沖擊式轉輪的根部水斗高應力區的軸向厚度，所述基礎鍛件的徑向長度選取配置為目標沖擊式轉輪的中心體徑向長度與相對設置的根部水斗高應力區的徑向長度之和。

可選的，所述尾翼為目標沖擊式轉輪的根部水斗低應力區，所述尾翼與所述根部水斗高應力區共同組成根部水斗。

可選的，在所述中心體鍛件兩側分別焊接尾翼，具體包括：對中心體鍛件與增材設備進行位置標定；利用增材設備在所述中心體鍛件兩側的預設位置對尾翼進行電弧增材制造，獲得根部水斗低應力區。

可選的，所述制造外部水斗采用模鍛工藝，且外部水斗與中心體鍛件并行制造。

可選的，運輸前的第一加工位置為加工廠內，所述中心體鍛件的圓周的若干個預設位置配置為中心體鍛件的圓周的相對位置，以在若干個預設位置分別焊接外部水斗后，形成寬度與中心體鍛件徑向長度相同、長度長于中心體鍛件徑向長度的沖擊式轉輪中間件。