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关于水电厂转轮修复机器人的几点思考
摘 要:在水轮机设备中,转轮是其中的核心部件。在水轮机实际应用中,转轮裂纹可以说是经常出现的一类问题,且会对电厂的运行安全产生影响,也给电厂造成了很大的经济损失。传统水轮机转轮在修复时采用不能反馈信息;第二阶段的机器人具有了一定的感觉,即通过特定的传感器和程序实现拥有力觉、触觉、视觉等能力,即感知机器人;第三阶段机器人将具有识别、推理、规划和学****等类似于人类大脑运行的能力,它可以把感知到的信息通过自身信息处理中心的分析和处理,对其做出智能化的处理行为,因此能在非特定的环境下作业,即智能机器人阶段。
机器人在工业领域的应用
《美国金属市场报》在1960年正式将工业上自动处理操作的机械命名为“工业机器人”,美国机器人协会将“工业机器人”定义为:“用来进行搬运机械部件或工件的、可编程序的多功能操作器, 或通过改变程序可以完成各种工作的特殊机械装置[2]”。这些年来机器人技术的大力发展和广泛应用让社会对机器人技术有了一个更好的需求,人们对机器人的需求越来越大,使得机器人的应用领域越来越广泛,目前及今后机器人重点应用领域归纳起来有: 制造工业机器人、空间作业机器人、水下作业机器人、地面及地下作业机器人、食品加工机器人、设备检测或维修机器人、工程施工作业机器人、医疗机器人、家庭机器人等。水轮机修复专用机器人属于设备检测或维修机器人领域,也是当下及未来都很热门的机器人重点研究领域。 3 电厂转轮破坏
转轮破坏简介
电厂发电系统中的水轮机是非常重要的组成部分,关乎着电厂的发电质量和发电效率。水轮机是一种让两种不同能量进行转化的动力机械,即将流水的动能转化为机械能的一种装置,在水电站中,流水的动能带动转轮转动,转化的机械能带动发电机运行产生电量。水轮机设备的核心部件为转轮,即只有能在流水中能正常运行的转轮才能够进行能量转化,将水能转换成机械能实现发电机发电。因此转轮部件运行状态的好坏直接影响着水轮机的工作状态,影响着发电机的发电效率和质量,最终影响着电厂的经济效益。其表面粗糙度超标、材料质量低下、叶型不匹配以及尺寸精度差都将对机组的使用寿命以及效率产生影响,导致出现裂纹现象,因此要做好修复维护工作。
转轮修复机器人及其发展现状
水力发电是世界上一种重要的发电手段,水力发电也是世界电力来源的重要途径。水电站中水轮机由于工作量大,长时间处于水流量大的水域,使得水轮机中的转轮都会出现一定的汽蚀、磨损问题,因此要定期停机对其进行相关的检修工作。水轮机体积较大,其结构也较为复杂,转轮问题的检修工作流程较多,使得检修工作整体的工作量很大,劳动环境较差,由于发电厂的性质决定了修复工期小,使得人工修复的劳动强度很大,人工手动补焊、打磨等手段效率低下,质量不稳定,易受外界因素影响。为了减少人工过程,降低维修过程中的风险,减少成本消耗,一些电厂提出采用自动化设备进行水轮机的修复工作,从而减少甚至是放弃人工介入维修流程。“研究在机坑内对水轮机转轮汽蚀磨蚀表面进行全位置补焊与打磨的专用机器人——水轮机修复专用机器人,将具有极其广泛的应用前景[3]”。水轮机修复第一步是对水轮机转轮叶片的修复。转轮叶片由于长时间处于水流中来回运动,其叶片会有部分区域产生汽蚀现象,对