[发明专利]水轮机转轮及其制造方法

权利要求书

1.一种水轮机转轮，其特征在于：包括叶片体(1)和第一、二钢丝缠绕层，所述叶片体包括一个水轮机叶片(11)和位于该叶片两端的上冠部份(12)和下环部份(13)，若干叶片体侧壁依次固定连接形成一个圆环形结构，各个叶片体的上冠部份拼接形成该圆环形结构的上冠，各个叶片体的下环部份拼接形成该圆环形结构的下环，第一钢丝缠绕层紧密包裹于该圆环形结构的上冠外侧，第二钢丝缠绕层紧密包裹于该圆环形结构的下环外侧，所述叶片体的上冠部份和下环部份上分别设有第一、二凹槽(14、15)，且若干叶片体的第一凹槽对应连通形成圆环形结构的第一钢丝槽，若干叶片体的第二凹槽对应连通形成圆环形结构的第二钢丝槽，第一、二钢丝缠绕层分别位于第一、二钢丝槽内。

2.根据权利要求1所述的水轮机转轮，其特征在于：所述叶片体的数量为7～15枚。

3.根据权利要求1所述的水轮机转轮，其特征在于：所述第一、二钢丝槽外侧还密封固定覆盖有防护层(2)，第一、二钢丝缠绕层恰被密封于第一、二钢丝槽和防护层形成的密封空间内。

4.根据权利要求3所述的水轮机转轮，其特征在于：所述防护层为不锈钢板。

5.一种权利要求1所述的水轮机转轮制造方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一：设计：设计合理的叶片体；

步骤二：铸造：叶片体压铸成型，获得叶片体初始毛坯；

步骤三：热处理：对叶片体初始毛坯进行热处理；

步骤四：表面加工：表面切削加工获得精化毛坯；

步骤五：精加工：对精化毛坯进行表面防腐处理，然后进行热处理和磨削加工，完成叶片体工厂化制造；

步骤六：运输：将一个水轮机转轮所需的全部叶片体运输至水坝上的水轮机转轮安装处；

步骤七：组装：采用临时紧固件将各个叶片体拼装在一起，然后利用预应力钢丝缠绕机器人按设计的预紧工艺要求对该拼接体的上冠和下环进行缠绕形成一个完整的水轮机转轮；

步骤八：防护处理：对水轮机转轮上由各叶片体的上冠部份和下环部份拼接形成的组合缝进行密封防护处理；然后在水轮机上冠部份和下环部份表面的钢丝层进行密封防护处理；

步骤九：修整处理：在水轮机转轮原位工作处，采用临时驱动装置和磨削工装对水轮机转轮表面进行精加工；

步骤十：调试：在水轮机转轮原位工作处，进行动、静平衡调试，直至达到要求。

6.根据权利要求5所述的水轮机转轮制造方法，其特征在于：所述步骤一中对叶片体进行有限元数字仿真分析，并根据分析结果完成叶片体设计；所述步骤二中叶片体初始毛坯采用不锈钢或碳钢铸造成型。

7.根据权利要求5所述的水轮机转轮制造方法，其特征在于：所述步骤五中对精化的毛坯进行表面不锈钢堆焊或不锈钢抗腐蚀材料的激光熔覆实现叶片体表面的防腐处理。

8.根据权利要求5所述的水轮机转轮制造方法，其特征在于：所述步骤七中所采用的临时紧固件包括焊接于叶片体上的连接件和连接螺栓，通过连接螺栓与连接件连接实现各个叶片体的固定拼接，待水轮机转轮上冠和下环上预应力钢丝缠绕完成后将连接件和连接螺栓一同切除。

9.根据权利要求5所述的水轮机转轮制造方法，其特征在于：所述步骤八中对于上冠和下环上的组合缝采用氩弧焊或激光熔覆方法密封，钢丝层表面用2mm～4mm的不锈钢板包扎，接缝处需氩弧焊或激光熔覆方法密封。