任哲钊 李俊杰 朱圆梦

摘要：水轮机是一种以水力资源为动力的机械设备，由于各个国家对于清洁能源的开发利用的重视，在各个领域得到广泛应用。水轮机设计开发是一项需耗费大量人力资源及时间的工作，为了保障产品设计制造质量，推动水轮机设计开发的标准化，实现水轮机零部件、设计程序、成套部件的标准化，是极其有必要的。而且，为了保障产品质量，应极强对于设计工作的质量管理，编制设计基准书，规范设计行为，加强设计过程审核，减少设计缺陷。

关键词：水轮机;设计开发;标准化;质量管理

水轮机是水电站中的关键性设备，由多种机械部件组合构成，通常放置于水电站水库上游，借助水流冲刷旋转获得机械能，作为发电的动力。由于不可再生能源的短缺，世界各国对于水力资源等清洁能源的开发和利用越发重视，这对于水轮机生产制造行业的发展是极为有利的。在这一社会背景下，水轮机生产制造企业应该抓住机遇，推动设计开发工作的标准化建设，加强设计过程的质量管理，通过设计优化，来提升产品开发制造质量，扩大产品销售额，优化企业生产效益。

一、水轮机设计开发的标准化

1.水轮机零部件的标准化

零部件的标准化实现难度低，见效快，是水轮机设计开发标准化的第一步。在最初，水轮机中大直径的螺栓、螺母等零部件没有具体的设计标准，设计师都是根据自己经验来设计的，随着设计图样的增加，人们以大量图样为基础，按照一定标准将之分类整理，形成了一系列的标准图样，逐步实现了水轮机零部件的标准化。现在，只要商家指定标准号，无需提供设计图样，厂家就能够生产出标准的零部件，这样产品设计、生产效率大大提升。

2.设计程序的标准化

当水轮机零部件、设计过程、判定基准实现标准化，在进行产品设计开发时，设计师只需向相关软件输入机组规格要求、设计参数等，就能够自动生成整套设计图样，实现设计工作的自动化，大大提升设计效率，减轻设计人员的工作负担。这是设计工作的主要发展方向，现阶段，受到设计工作模式限制，水轮机设计效率及质量很难得到提升。水轮机设计工作会耗费设计人员大量的时间与精力，设计师需将设计过程、设计思路用数据或公式表示出来，再进行计算程序软件的编排，流程复杂，要想实现设计程序的标准化，难度大，目前有企业编制出了水轮机自动设计程序，但是自动生成的图样还需根据客户要求进行大量修改，工作效率仍然比较低。

3.成套部件的标准化

水轮机设计开发的标准化，是一项长期的工作，不过目前，其成套部件的標准化，比如说轴承、主轴、主轴密封等部件的标准化，已经实现。比如说在灯泡贯流式水轮机中，就能够实现主轴、轴承、接力器、主轴密封、受油器等系列部件的标准化设计生产，只要确定了代表尺寸，就能够得出其他同系列部件的尺寸，然后再由设计师根据客户要求及自身经验，调整设计参数，这样既能满足客户要求，也能够提高设计效率，设计质量也能够得到保证。

二、水轮机设计开发的质量管理

1.设计基准书的编制

在展开水轮机设计开发时，设计人员会先进行前期调查，明确客户的需求，确定设计规格及标准，再进行计算分析，确定参考图样的内容，分析制造工艺，以及产品运输、安装、运行等细节，来制定科学合理的设计方案。根据设计工作流程，以工作经验丰富设计人员的工作程序、工作方法、理论依据为基础，全面整理成书面材料，编制成设计基准书，能够有效规范设计人员的行为，推动设计程序及方法的标准化，从而提升设计工作效率和质量。在设计基准书中，应该将规格标准、结构强度计算等技术内容，以明确的文字、公式表述出来，制定设计规范和计算程序，作为水轮机设计开发的行为准则。

2.设计过程的审核

无法整体组装进行性能试验，意味着水轮机无法在设计、使用的中间阶段，通过测试和试运行，来发现产品存在的问题，加以改进，也就是说，水轮机的设计质量、生产质量，将决定最终的产品质量。在这种情况，水轮机的设计优化格外重要，而设计工作的标准化，能有效提升产品设计质量。为了保证设计成果，企业应加强对于设计过程的审核，建立专业化的审核系统（DR系统），把设计工作从设计合同内容确认到产品现场安装试验的全过程，分为DRO、DR1、DR2等多个阶段，确立每个阶段需要审议的内容，由设计、生产、品控等多个部门的人员参与进来，讨论产品在设计、生产、运输、安装、运行等过程中可能发生的问题，提出对症解决措施，确保水轮机生产质量。

三、结语

水轮机大部分都是以半成品的形式销售的，无法在工厂内整体组装进行性能试验，所以，其设计质量，将直接影响到产品使用的性能及体验，必须予以重视。每个设计人员都有着自己的想法和习惯，所以不同设计人员开发设计出来的产品各有特色，及时是同一种零件，也会出现不一样的设计结果，要想实现水轮机零件的批量化生产，就必须尽快时间零件和总成件的标准化设计开发，这样才能够提高设计质量，推动技术资产的积累和传承。而且，为了确保标准化程序的实施，应该加强设计过程的质量管理。