（国网甘肃省电力公司刘家峡水电厂731600）
一、应用背景：
刘家峡水电厂大型混流水轮机的导水叶和尼龙套安装工艺落后，在以往的技术和生产条件下，套筒和尼龙套的装配是通过人工手锤敲击或者利用螺杆、压板、千斤顶进行压装。工作质量差，废品率和事故率高，生产效率低。通过自制尼龙套压入装置，逐步试用、改进，最终加工完善了导水叶尼龙套压入的电动液压装置，提高了尼龙套安装的安全性、可靠性和工作效率。多功能电动液压校正压装器械使用后，消除了原先尼龙套安装时简易工装易倾倒，和工具容易砸落伤人的不安全因素，易破损、减少了作业人员和劳动强度大，提高了工作效率。
二、技术背景：
导水叶有24片，是控制流经水轮机的水流量大小的重要部件之一。通过导水叶的开闭间隙大小，控制冲击转轮叶片的水流量大小，从而调节转轮的转动速度，调节发电机的出力。套筒起到支撑、固定导水叶的作用，相当于导水叶的轴承座。为了便于检修和降低套筒检修成本，在套筒中镶嵌了耐腐蚀的尼龙套。尼龙套与套筒之间为过盈配合，过盈量为0.35-0.4mm，相当于导水叶和套筒之间的轴承，也起到密封水流的作用。
图1导水叶安装位置图
三、问题分析
1.尼龙套压装现工艺的缺点：
尼龙套安装时需要通过人力调整工装，降低了劳动效率。简易工装易倾倒，工具容易砸落伤人，危险系数大，使尼龙套容易破损，并且作业人员劳动强度大。
2.改进措施
尼龙套压装机由门形架、底座、活动工作台、水平顶粱、电动液压千斤顶、螺栓等部件组成，如图1。门形架起到固定、支撑水平顶粱和液压千斤顶的作用，在门形架上的孔中穿入螺栓来支撑水平顶粱，通过螺栓穿入孔的高低来调节水平顶粱的高度，完成不同尺寸工件的压入工作。水平顶梁的水平精度通过两个螺栓的固定高度来保证，水平顶粱上部的止推螺栓在压套时承担液压千斤顶的反作用力，固定水平顶梁。液压千斤顶的伸长量为300mm，可以满足尼龙套的被压入深度272mm，压套过程不需要考虑行程不足的因素。
根据被压工件的高度，调节两个门形架上的一排孔升降水平顶梁，使压套机的工作尺寸范围大大增加，可以对50~1500mm尺寸范围的物体进行下压工作。使用电动液压千斤顶进行尼龙套的压入工作简单轻松，节约了人力。活动工作台的设计方便了套筒的吊运和对准放置，提高了工作效率。使用特制盖板其作用除了承受压力外还有压到最终时防止压过头压碎尼龙套，自动保护尼龙套。
门形架为一个长方形框架结构，门形架与底座牢牢把合在一起。支撑螺栓穿入门形架两侧的孔内，水平顶粱放置在两根支撑螺栓上，螺栓担住水平顶梁，电动液压千斤顶用螺钉固定在水平顶粱上。为了节省材料底座采用钢板焊接成空箱，为了增加底座的重量，箱内灌入混凝土，整个机构外形像一个门形的支架，六面体框架结构使装置放置后非常稳固。
3压套装置结构应力校核
3.1对水平顶梁进行强度校核
水平顶梁的结构为一个简支梁，主要受到液压千斤顶的最大载荷Pmax=5000kg，作用于水平顶梁的中间部位。
a.水平顶梁的受力分析简图：
如图，水平顶梁受到的力为：液压千斤顶的正压力和两端螺栓的反作用力，作用于水平顶梁的中点部位。
3.3止推螺栓的强度校核
止推螺栓有两个，小径为Ф47mm，所受载荷为水平顶梁传递的液压千斤顶推力P，以及门形架上孔的反作用力，这一对作用力与反作用力形成剪切力，对其进行剪切强度校核。
a.计算受力截面积：
A=π•r2=3.14×2.352cm≈17.34cm2
b.强度计算：
σ=P/A=2500kg/17.34cm2≈144.1699kg/cm2≤[σ]=800kg/cm2
所以止推螺栓满足抗剪强度要求。
2.3使用压套装置改进工艺
操作压套装置进行尼龙套压入工作需要1人。
1）准备工作。摇出活动工作台，将套筒对中吊放好。在尼龙套外圆均匀涂抹一层润滑油以减小摩擦力，手动压入套筒。在尼龙套上面放置盖板，盖板止口的作用是在尼龙套被压入套筒深度合适的时候，止口可以顶住套筒的上端面，防止尼龙套压入深度超差和破损。
2）尼龙套压入工序。以上准备工作完毕后，打开液压泵正转开关，使电动液压千斤顶伸出，液压千斤顶对盖板施加正压力，使尼龙套被盖板的均匀力压下。如果尼龙套压入量不均匀或压歪时，需要用手锤敲击盖板偏高处，通过震动和冲击促进尼龙套压下。当盖板止口上沿和套筒上端面顶住的时候立刻关闭液压泵，尼龙套已经压入到了需要深度。接着打开液压泵反转开关，使液压千斤顶缩回，卸下盖板后，用进给手轮将活动工作台摇出，送出压装完毕的套筒。
四、创新成效：
原来的简易压套装置压套：24×40/60=16小时
新压套装置压套：24×15/60=6小时
节约时间：16小时-6小时=10小时
以前的破损率是每24个套破损3个，现在则完全没有破损。
节约加工尼龙套的时间：3件×3小时/件=9小时
共节约时间：10小时+9小时=19小时，比以往能提前3天的工作时间完成压套工作，为机组扩修提前完成赢得工期。
整台工具成为一个独立的机构，各部件预先安装、固定并调整好位置，不再象以往的简易压装工具依托套筒本身进行机构架设，不用频繁安装笨重的附件，不用在操作过程中调整平衡，手动操作千斤顶，只是吊上套筒摇到中心，启动油泵开始压装，多功能电动液压校正压装器械增强了安全性、稳定性，节约了人力，提高了效率。