阅读说明：本技术 一种模型水轮机导叶开度自动调节结构 (Model hydraulic turbine stator aperture automatically regulated structure ) 是由 孙德友 刘永新 张晨旭 赵越 郭娜 李任飞 夏溢 王茜芸 宋永健 于 2021-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种模型水轮机导叶开度自动调节结构,由C形控制手柄、螺钉、垫圈、深沟球轴承、转动轴、转向柱、丝杠、电机座、调整垫片、推力球轴承、定位板、柔性联轴器、伺服电机、旋转轴、调整套组成。通过伺服电机转动带动丝杠做直线运动,利用两组铰链实现电机座、C形控制手柄角度的自适应调节,保证C形控制手柄始终承受较大切向力,以完成导叶开度调节。本发明可实现模型水轮机导叶开度自动调节,提高试验的自动化水平和控制系统的精度,保证测试结果的准确性。(The invention discloses an automatic adjusting structure for the opening degree of a guide vane of a model water turbine, which consists of a C-shaped control handle, a screw, a gasket, a deep groove ball bearing, a rotating shaft, a steering column, a lead screw, a motor base, an adjusting gasket, a thrust ball bearing, a positioning plate, a flexible coupling, a servo motor, a rotating shaft and an adjusting sleeve. The servo motor rotates to drive the screw rod to do linear motion, the self-adaptive adjustment of the angles of the motor base and the C-shaped control handle is realized by utilizing the two groups of hinges, and the C-shaped control handle is guaranteed to bear large tangential force all the time so as to complete the adjustment of the opening degree of the guide vane. The invention can realize the automatic adjustment of the opening of the guide vane of the model water turbine, improve the automation level of the test and the precision of a control system and ensure the accuracy of the test result.)

一种模型水轮机导叶开度自动调节结构

技术领域

本发明涉及水轮机领域，尤其涉及一种模型水轮机导叶开度自动调节结构。

背景技术

混流式水轮机、水泵水轮机在模型试验过程中通过改变导叶开度实现过流能力的变化，以此来改变水轮机的运行工况；而导叶开度的调节往往需要手动敲击控制手柄使其转动相应的角度，此方法需要人工手动操作完成效率低、精度差、重复性低，为恢复到之前某一开度测试人员需要反复来回敲击控制手柄。因此，迫切需要一种模型水轮机导叶开度自动调节结构，增加导叶开度调节的精度和便利性，减轻试验人员工作负担。

如图1所示为常规模型水轮机导叶开度手动调节结构，控制手柄与控制环刚性连接，活动导叶与导叶臂刚性连接，导叶臂通过传动销与控制环连接，控制环转动时传动销可在销槽内滑动；在调整导叶开度时测试人员转动控制手柄带动控制环转动，实现导叶臂的相应转动，进而完成导叶开度的调节。在试验过程中由于水力矩的作用，手动旋转控制手柄往往费力且位置精度不好控制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服以上缺陷，提供一种模型水轮机导叶开度自动调节结构。本发明的技术方案具体描述如下：由C形控制手柄、第一螺钉、第一垫圈、第一深沟球轴承、第一转动轴、转向柱、丝杠、电机座、第二螺钉、第二垫圈、调整垫片、定位螺钉、定位板、第二深沟球轴承、柔性联轴器、伺服电机、第四螺钉、旋转轴、第三螺钉、第二转动轴、推力球轴承、第四螺钉、调整套组成。定位板与蜗壳固定连接，C形控制手柄上、下端面各安装一个第一深沟球轴承，第一转动轴和第二转动轴分别插入第一深沟球轴承内孔，用第一螺钉、第一垫圈将两个第一深沟球轴承压紧到C形控制手柄上，用第四螺钉将调整套、推力球轴承压紧到定位板上；第一转动轴和第二转动轴分别插入转向柱的上、下轴孔内；丝杠头部旋入转向柱的螺纹孔内，丝杠尾部穿过电机座插入柔性联轴器内，柔性联轴器另一端连接伺服电机轴头；电机座上端安装第二深沟球轴承，用第二螺钉和第二垫圈压紧到电机座上，旋转轴穿过定位板，旋转轴上端面安装调整垫片和两个定位螺钉，用第三螺钉将调整垫片压紧到定位板上。

在上述模型水轮机导叶开度自动调节结构中，所述的C形控制手柄尾部为C形结构，转向柱的上、下轴孔分别与第一转动轴、第二转动轴过盈配合；转向柱内螺纹孔中心线、丝杠中心线、柔性联轴器中心线、伺服电机中心线共线且位于C形结构水平中心面上。

在上述模型水轮机导叶开度自动调节结构中，所述的第一转动轴中心线、第二转动轴中心线与转向柱旋转中心线共线，且与丝杠中心线垂直。

在上述模型水轮机导叶开度自动调节结构中，所述的旋转轴中心线垂直于丝杠中心线。

在上述模型水轮机导叶开度自动调节结构中，所述的定位板内开设第一豁口，第一豁口为圆弧形其圆心位于机组旋转中心线上。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.实现模型水轮机导叶开度调节的机械化，减轻试验人员工作负担，提高试验的自动化水平。

2.本发明中丝杠、转向柱内螺纹均采用细牙螺纹，每次调整导叶开度时均从全关位置开启单向调节，保证导叶开启精度避免螺纹死行程造成的位置误差，提高试验效率保证测试结果的准确性。

附图说明

图1为常规模型水轮机导叶开度手动调节结构；

图2为本发明模型水轮机导叶开度自动调节结构主视图；

图3为本发明模型水轮机导叶开度自动调节结构俯视图。

图中标记说明：1-C形控制手柄；2-第一螺钉；3-第一垫圈；4-第一深沟球轴承；5-第一转动轴；6-转向柱；7-丝杠；8-电机座；9-第二螺钉；10-第二垫圈；11-调整垫片；12-定位螺钉；13-定位板；14-第二深沟球轴承；15-柔性联轴器；16-伺服电机；17-第四螺钉；18-旋转轴；19-第三螺钉；20-第二转动轴；21-推力球轴承；22-第四螺钉；23-调整套；24-定位板13的第一豁口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。

如图2、图3所示，一种模型水轮机导叶开度自动调节结构由C形控制手柄1、第一螺钉2、第一垫圈3、第一深沟球轴承4、第一转动轴5、转向柱6、丝杠7、电机座8、第二螺钉9、第二垫圈10、调整垫片11、定位螺钉12、定位板13、第二深沟球轴承14、柔性联轴器15、伺服电机16、第四螺钉17、旋转轴18、第三螺钉19、第二转动轴20、推力球轴承21、第四螺钉22、调整套23组成。定位板13与蜗壳固定连接，C形控制手柄1上、下端面各安装一个第一深沟球轴承4，第一转动轴5和第二转动轴20一端分别插入第一深沟球轴承4内孔，第一转动轴5和第二转动轴20一端分别插入转向柱6的上下轴孔内，转向柱6的上、下轴孔分别与第一转动轴5、第二转动轴20过盈配合，分别用第一螺钉2、第一垫圈3将两个第一深沟球轴承4压紧到C形控制手柄1上，用第四螺钉22将调整套23、推力球轴承21压紧到定位板13上；丝杠7头部旋入转向柱6的内螺纹孔内，丝杠7尾部穿过电机座8插入柔性联轴器15内，柔性联轴器15另一端连接伺服电机16轴头；电机座8上端安装第二深沟球轴承14用第二螺钉9和第二垫圈10压紧到电机座8上，旋转轴18穿过定位板13的定位孔25，旋转轴18上端面安装调整垫片11和定位螺钉12，用第三螺钉19将调整垫片11压紧到定位板13上。

如图2所示，C形控制手柄1尾部为C形结构，通过改变定位板13的安装高度和调整垫片11的厚度保证转向柱6内螺纹中心线、丝杠7中心线、柔性联轴器15中心线、伺服电机16中心线共线且位于C形控制手柄1尾部C形结构水平中心面上。

如图2所示，第一转动轴5中心线、第二转动轴20中心线与转向柱6旋转中心线共线，且与丝杠7中心线垂直；旋转轴18中心线垂直于丝杠7中心线。

如图3所示，定位板13内分别开设第一豁口24和定位孔25，第一豁口24为圆弧形其圆心位于机组旋转中心线上。

工作原理：本发明为一种模型水轮机导叶开度自动调节结构，其工作方式是测试人员给伺服电机转动指令，伺服电机带动丝杠一起转动，丝杠推动转向柱运动，C形控制手柄在定位板的第一豁口内滑动，转向柱绕第一转动轴中心线转动；旋转轴与定位板固定连接，电机座绕旋转轴中心线转动；从而始终保证转向柱内螺纹孔中心线与伺服电机中心线共线，以提供较大的切向力实现导叶开度的自动调节。本发明可提升模型水轮机导叶开度调节自动化水平，减轻试验人员工作负担；通过伺服电机、细牙丝杠、单向运动的方式可以更加精准的控制导叶开度的调整精度，避免人工调整过程中反复敲击，提高试验效率，保证测试结果的准确性；通过选择合适的调整垫片、调整套厚度实现各运动部件安装在同一水平面，避免产生倾覆力矩，提高结构的稳定性和使用寿命；通过在调整套、调整垫片上增设推力球轴承防止运动过程中螺钉松动影响结构精度。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。