專利名稱：四葉片槳葉操作機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機，尤其是涉及一種四葉片軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機槳 葉操作機構(gòu)。
背景技術(shù)：
水輪機機組在工作過程中，轉(zhuǎn)動部份一直在作旋轉(zhuǎn)運動，而水電站的水頭、流量是 隨季節(jié)、隨時間不斷地變化，因此，為了適應(yīng)電站流量變化，追求機組高效率穩(wěn)定運行，軸流 式水輪機都希望使用槳葉操作機構(gòu)來調(diào)整水輪機槳葉的工作角度，從而適應(yīng)各種水頭流量 的變化和提高效率，但是將水輪機槳葉操作機構(gòu)安裝在轉(zhuǎn)動部份的轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，是要在給定 的有限空間內(nèi)完成，節(jié)省空間非常重要。目前槳葉操作機構(gòu)比較典型有兩種，一種是雙作用 活塞與操作架搭配，操作架通過連桿帶動槳葉；另一種雙作用活塞缸，通過連桿帶動槳葉。 兩種操作機構(gòu)都需用一個連桿來過渡，而不是原動零部件直接驅(qū)動槳葉，連桿兩端就有兩 套摩擦副及相關(guān)零件，所占的空間大和數(shù)量多，典型兩種槳葉操作機構(gòu)在設(shè)計時均較難較 繁，其主要零件轉(zhuǎn)輪體的鑄造工藝性也較差，尤其是在中小型轉(zhuǎn)槳式水輪機中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單新穎，操作方便的四葉片槳葉 操作機構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種四葉片槳葉操作機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)輪體和活塞，所述活塞 安裝在所述轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，其要點是在所述轉(zhuǎn)輪體周向均勻設(shè)置四個徑向孔，在每個徑向孔內(nèi) 均安裝有槳葉，所述槳葉內(nèi)端設(shè)有扭矩銷，該槳葉經(jīng)槳葉連接螺栓連接有搖臂，所述扭矩銷 穿設(shè)在所述搖臂與所述槳葉之間進行扭矩傳遞，并所述搖臂形成正四邊形結(jié)構(gòu)；在所述活 塞上固定有滑槽體，該滑槽體為正四邊體結(jié)構(gòu)，所述滑槽體的四個側(cè)面分別與所述搖臂圍 成的正四邊形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁正對；在所述滑槽體四個側(cè)面上均開有“L”字形的滑槽，每個所 述滑槽均沿同一旋向分布在所述滑槽體的四個側(cè)面上，在所述滑槽內(nèi)裝有滑塊，該滑塊上 開有軸頭孔，在偏離所述搖臂中心的該搖臂內(nèi)端面上設(shè)有軸頭，所述軸頭伸入所述銷孔內(nèi)， 形成力臂關(guān)系。采用以上結(jié)構(gòu)，滑槽體通過滑塊與搖臂連接使得滑槽體外在搖臂形成的正四邊形 內(nèi)滑動，從而防止搖臂一一滑槽體的徑向和周向竄動，使滑塊與搖臂、槳葉之間的配合聯(lián) 動更加可靠；在滑槽體側(cè)面上的滑槽中裝有滑塊，滑塊經(jīng)搖臂上的軸頭與搖臂連接，從而實 現(xiàn)滑槽體與搖臂之間的連動關(guān)系，當活塞在活塞缸的兩端交替供壓力油及回油時，活塞沿 機組主軸軸線作軸向直線運動，在活塞的作用下，固定在活塞上的滑槽體也作軸向直線移 動，在滑槽的作用下，安裝在滑槽內(nèi)的滑塊也得跟隨作軸向直線移動，同時，由于滑塊通過 軸頭與搖臂以及槳葉連接，滑塊在搖臂軸頭的限制下還必須同時沿搖臂以及槳葉的支撐中 心軸線轉(zhuǎn)動，此時，滑塊在滑槽內(nèi)軸向移動給力，帶動搖臂以及槳葉繞該搖臂以及槳葉的支 撐中心一起轉(zhuǎn)動，進而完成對槳葉角度的調(diào)整；以上結(jié)構(gòu)中滑塊在滑槽中的移動不同的距離即能夠?qū)崿F(xiàn)槳葉不同角度的調(diào)整；以上結(jié)構(gòu)中，扭矩銷用來傳遞搖臂對槳葉的操作力，而 四個搖臂安裝后自然形成正四邊形結(jié)構(gòu)，還需說明的是軸頭中心線與搖臂中心線的距離即 為操作槳葉的力臂，原則上該距離值越大越好。所述滑槽體套裝在所述活塞上，在該滑槽體和活塞之間裝有平鍵，在所述活塞右 端固定有卡環(huán)，該卡環(huán)與所述滑槽體右端面緊貼，以上結(jié)構(gòu)中，設(shè)置平鍵能夠防止活塞及滑 槽體的周向竄動，設(shè)置卡環(huán)能夠使活塞形成的力傳遞給滑槽體，在活塞向左左右動時，使得 滑槽體能夠隨活塞作為一整體向左移動。在所述徑向孔內(nèi)裝有推力軸套和反推軸套，并所述推力軸套位于所述反推軸套內(nèi) 側(cè)，在所述推力軸套和反推軸套內(nèi)分別安裝所述搖臂和槳葉，該搖臂與所屬槳葉之間通過 定位止口進行定位。以上結(jié)構(gòu)由于推力軸套和反推軸套的存在，使得該推力軸套和反推軸 套的工作面與槳葉、搖臂的連接采用動配合，能夠使槳葉和搖臂連接的一體結(jié)構(gòu)在推力軸 套和反推軸套內(nèi)靈活轉(zhuǎn)動，進而形成一個復(fù)合單支點支撐的從動體系。所述軸頭位于所述搖臂的邊緣，該軸頭中心線與所述槳葉和搖臂共同的中心線平 行，并所述軸頭與所述搖臂一體設(shè)置，以上結(jié)構(gòu)中軸頭中心線和槳葉中心線之間的距離為 形成力臂，該力臂一般選擇較大為好，本發(fā)明結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以增大約15%，因此，使得 軸頭遠離槳葉中心線，從而提高較長的轉(zhuǎn)動力臂，使搖臂和槳葉的轉(zhuǎn)動更加可靠或可適當 減小活塞的直徑。為了使槳葉和搖臂能夠繞其支撐中心可靠的轉(zhuǎn)動，所述槳葉和搖臂右部經(jīng)所述槳 葉螺栓固定連接，左部穿設(shè)有所述扭矩銷。為了避免水進入轉(zhuǎn)輪體內(nèi)，在所述轉(zhuǎn)輪體和所述槳葉之間裝有槳葉密封。所述滑槽長槽部分平行所述滑槽體左右端面，并所述滑塊從該滑槽的短槽部分裝 入到該滑槽的長槽部分中，所述滑槽的短槽部分垂直所述滑槽體左右端面，并該滑槽短槽 部分穿出所述滑槽體左端面。以上結(jié)構(gòu)，滑槽長槽部分為工作槽，短槽部分為安裝槽，工作 槽起裝配時導(dǎo)向和過渡，安裝槽為工作時用，四只滑塊從該安裝槽同時滑入過渡到工作槽， 通過轉(zhuǎn)動搖臂，使滑塊滑入到工作槽槽內(nèi)，再推動活塞或滑槽體，就可以使搖臂轉(zhuǎn)動了 ；同 時以上結(jié)構(gòu)能夠方便滑塊的安裝和拆卸，可將滑塊直接從滑槽短槽部分的端口滑入滑槽內(nèi) 或者取出。有益效果與現(xiàn)有的槳葉操作機構(gòu)相比，本發(fā)明具有以下特點1、不再需要連桿 而更可靠；2、減少了摩擦副，傳動效率得以提高；3、水輪機轉(zhuǎn)動部份中零件數(shù)大為減少； 4、所占的結(jié)構(gòu)空間縮小，更緊湊，易于設(shè)計；5、簡化了轉(zhuǎn)輪體復(fù)雜形狀，降低了制造難度； 6、縮短設(shè)計、制造、裝配周期，降低了成本；7、適用的范圍是槳葉操作油壓力等級在2. 5 6. 3 MPa之間，正好與國內(nèi)外常規(guī)情況對應(yīng)上。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中的A-A剖視圖3為圖2中的B-B剖視圖； 圖4為圖1中滑槽體6的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4的右視圖；圖6為圖1中滑塊7的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為圖6中的C-C剖視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
如圖1 圖7所示的四葉片槳葉操作機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)輪體1和活塞2，所述活塞2安裝在 所述轉(zhuǎn)輪體1內(nèi)，所述轉(zhuǎn)輪體1和活塞2的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)，在此不作贅述，在所述轉(zhuǎn)輪體 1周向均勻設(shè)置四個徑向孔la，在每個徑向孔Ia內(nèi)均安裝有槳葉4，在所述轉(zhuǎn)輪體1和所 述槳葉4之間裝有槳葉密封13，所述槳葉4內(nèi)端設(shè)有扭矩銷14，該槳葉4經(jīng)槳葉連接螺栓 5連接有搖臂3，所述扭矩銷14穿設(shè)在所述搖臂3與所述槳葉4之間進行扭矩傳遞，并所述 搖臂3形成正四邊形結(jié)構(gòu)；在所述活塞2上固定有滑槽體6，即所述滑槽體6套裝在所述活 塞2上，在該滑槽體6和活塞2之間裝有平鍵9，在所述活塞2右端固定有卡環(huán)10，該卡環(huán) 10與所述滑槽體6右端面緊貼，所述滑槽體6為正四邊體結(jié)構(gòu)，所述滑槽體6的四個側(cè)面分 別與所述搖臂3圍成的正四邊形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁正對，從而使得滑槽體6與四個搖臂3相匹配 和配合；在所述滑槽體6四個側(cè)面上均開有“L”字形的滑槽6a，每個所述滑槽6a均沿同一 旋向分布在所述滑槽體6的四個側(cè)面上，在所述滑槽6a內(nèi)裝有滑塊7，該滑塊7上開有軸 頭孔7a，在偏離所述搖臂3中心的該搖臂3內(nèi)端面上設(shè)有軸頭8，所述軸頭8伸入所述銷孔 7a內(nèi)，所述軸頭8的中心線與搖臂中心的距離即為槳葉的力操作臂。結(jié)合圖1和圖2還可以看出在所述徑向孔Ia內(nèi)裝有推力軸套11和反推軸套12， 并所述推力軸套11位于所述反推軸套12內(nèi)側(cè)，在所述推力軸套11和反推軸套12內(nèi)分別 安裝所述搖臂3和槳葉4，該搖臂3與所屬槳葉4之間通過定位止口進行定位。請參見圖2 所述軸頭8位于所述搖臂3的邊緣，該軸頭8中心線與所述槳葉4和 搖臂3共同的中心線平行，兩個中心線的距離的大小即為槳葉4力臂的長短，并所述軸頭8 與所述搖臂3 —體設(shè)置，從而使得搖臂3、槳葉4以及軸頭8形成一個復(fù)合單支點支撐的從 動體系。請參見圖1 所述槳葉4和搖臂3右部經(jīng)所述槳葉螺栓5固定連接，左部穿設(shè)有所 述扭矩銷14。請參見圖4和圖5 所述滑槽長槽部分6a平行所述滑槽體6左右端面，并所述滑 塊7從該滑槽6a的短槽部分裝入到該滑槽6a的長槽部分中，所述滑槽6a的短槽部分垂直 所述滑槽體6左右端面，并該滑槽短槽部分6a穿出所述滑槽體6左端面。本發(fā)明的工作過程是這樣的當活塞2在活塞缸的兩端交替供壓力油及回油時， 活塞2向左作軸向運動，在活塞2的作用下，固定在活塞2上的滑槽體6也向左移動，在滑 槽6a的作用下，安裝在滑槽6a內(nèi)的滑塊7也向左移動，由于滑塊7通過搖臂3端部邊緣的 軸頭8與搖臂3連接，搖臂3在滑塊7再搖臂3的限制作用下只能沿搖臂3以及槳葉4的 支撐中心轉(zhuǎn)動，此時，滑塊7不僅向左移動，同時也在滑槽6a內(nèi)繞搖臂3以及槳葉4的中心 線作圓周運動，這就實現(xiàn)活塞2驅(qū)動滑槽體6，滑槽體6通過滑槽6b帶動滑塊7，滑塊7驅(qū) 動搖臂3，進而完成對槳葉4角度的調(diào)整；以上結(jié)構(gòu)中滑塊7在滑槽6a中的移動不同的距 離能夠?qū)崿F(xiàn)槳葉4不同角度的調(diào)整。本發(fā)明中滑塊7在向左移動的行程是搖臂3內(nèi)端部邊 緣的軸頭8中心半徑轉(zhuǎn)角的正弦值，徑向行程則為其余弦值，而一般槳葉4轉(zhuǎn)角都不會超過40°，故而向左移動的軸向行程會遠遠大于徑向行程，而追求的就是希望徑向運動空間較
小，機構(gòu)占的結(jié)構(gòu)空間就小，在有限的空間內(nèi)就可適當加大搖臂3半徑-力臂，力臂的
增加，就可減小活塞2直徑，或降低機組操作油壓等級。 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種四葉片槳葉操作機構(gòu)，包括轉(zhuǎn)輪體(1)和活塞(2)，所述活塞(2)安裝在所述轉(zhuǎn) 輪體(1)內(nèi)，其特征在于在所述轉(zhuǎn)輪體(1)周向均勻設(shè)置四個徑向孔(la)，在每個徑向孔 (Ia)內(nèi)均安裝有槳葉(4)，所述槳葉(4)內(nèi)端設(shè)有扭矩銷(14)，該槳葉(4)經(jīng)槳葉連接螺栓 (5)連接有搖臂(3)，所述扭矩銷(14)穿設(shè)在所述搖臂(3)與所述槳葉(4)之間進行扭矩傳 遞，并所述搖臂(3)形成正四邊形結(jié)構(gòu)；在所述活塞(2)上固定有滑槽體(6)，該滑槽體(6) 為正四邊體結(jié)構(gòu)，所述滑槽體(6)的四個側(cè)面分別與所述搖臂(3)形成的正四邊形結(jié)構(gòu)的 內(nèi)壁正對；在所述滑槽體(6)四個側(cè)面上均開有“L”字形的滑槽(6a)，每個所述滑槽(6a) 均沿同一旋向分布在所述滑槽體(6)的四個側(cè)面上，在所述滑槽(6a)內(nèi)裝有滑塊(7)，該滑 塊(7)上開有軸頭孔(7a)，在偏離所述搖臂(3)中心的該搖臂(3)內(nèi)端面上設(shè)有軸頭(8)， 所述軸頭(8)伸入所述銷孔(7a)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四葉片槳葉操作機構(gòu)，其特征在于所述滑槽體(6)套裝在所 述活塞(2)上，在該滑槽體(6)和活塞(2)之間裝有平鍵(9)，在所述活塞(2)右端固定有卡 環(huán)(10 )，該卡環(huán)(10 )與所述滑槽體(6 )右端面緊貼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四葉片槳葉操作機構(gòu)，其特征在于在所述徑向孔(Ia)內(nèi)裝 有推力軸套(11)和反推軸套(12)，并所述推力軸套(11)位于所述反推軸套(12)內(nèi)側(cè)，在所 述推力軸套(11)和反推軸套(12)內(nèi)分別安裝所述搖臂(3)和槳葉(4)，該搖臂(3)與所屬 槳葉(4)之間通過定位止口進行定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四葉片槳葉操作機構(gòu)，其特征在于所述軸頭(8)位于所述搖 臂(3)的邊緣，該軸頭(8)中心線與所述槳葉(4)和搖臂(3)共同的中心線平行，并所述軸 頭(8)與所述搖臂(3) —體設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四葉片槳葉操作機構(gòu)，其特征在于所述槳葉(4)和搖臂(3) 右部經(jīng)所述槳葉螺栓(5)固定連接，左部穿設(shè)有所述扭矩銷(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求所述的四葉片槳葉操作機構(gòu)，其特征在于在所述轉(zhuǎn)輪體(1)和所述 槳葉(4)之間裝有槳葉密封(13)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四葉片槳葉操作機構(gòu)，其特征在于所述滑槽長槽部分(6a) 平行所述滑槽體(6)左右端面，并所述滑塊(7)從該滑槽(6a)的短槽部分裝入到該滑槽 (6a)的長槽部分中，所述滑槽(6a)的短槽部分垂直所述滑槽體(6)左右端面，并該滑槽短 槽部分(6a )穿出所述滑槽體(6 )左端面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四葉片槳葉操作機構(gòu)，在轉(zhuǎn)輪體內(nèi)安裝有活塞，在所述轉(zhuǎn)輪體周向均勻設(shè)置的四個徑向孔內(nèi)均安裝有槳葉，該槳葉經(jīng)槳葉連接螺栓連接有搖臂，并所述搖臂圍成正四邊形結(jié)構(gòu)；在所述活塞上固定有滑槽體，該滑槽體為正四邊體結(jié)構(gòu)，所述滑槽體的四個側(cè)面分別與所述搖臂圍成的正四邊形結(jié)構(gòu)的內(nèi)壁正對；在所述滑槽體四個側(cè)面上均開有“L”字形的滑槽，每個所述滑槽均沿同一旋向分布在所述滑槽體的四個側(cè)面上，在所述滑槽內(nèi)裝有滑塊，該滑塊上開有軸頭孔，在偏離所述搖臂中心的該搖臂內(nèi)端面上設(shè)有軸頭，所述軸頭伸入所述銷孔內(nèi)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單新穎，使用簡便，降低成本的同時能夠提高機組的效率。
文檔編號F03B3/06GK102072067SQ201110047390
公開日2011年5月25日 申請日期2011年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月28日
發(fā)明者王懷平 申請人:重慶云河水電股份有限公司