本發(fā)明的主題是一種制造渦輪機(jī)構(gòu)件環(huán)支撐件的方法。

本文所考慮的渦輪機(jī)構(gòu)件環(huán)支撐件沿定子中的縱軸線在截頭圓錐形扇區(qū)上延伸并且在其內(nèi)表面相對(duì)于縱軸線裝配有密封襯墊，所述密封襯墊可由耐磨蜂窩材料制成，所述耐磨蜂窩材料圍繞機(jī)器轉(zhuǎn)子的環(huán)形移動(dòng)翼輪級(jí)以減少間隙。該支撐件具有與定子結(jié)構(gòu)相鄰的組裝部件，以及特別地從他們的外表面相對(duì)于縱軸線突出的“軌道”。

存在幾種已知的制造它們的方法。第一種基于鍛造，但這需要大功率的機(jī)器，復(fù)雜成形的鍛造模具以及需要預(yù)防措施以保護(hù)合金質(zhì)量的熱加工，例如防止軋屑的發(fā)生。

另一方法使用薄板的焊接或釬焊組件來形成支撐件。然而，由于在使用中發(fā)生在這些部件上的很大熱膨脹，該組件的強(qiáng)度可能有問題，并且制造可能很復(fù)雜。

本文公開了一種新方法以制造這種渦輪環(huán)支撐件，其中所有操作很簡(jiǎn)單。

以其通常形式，本發(fā)明涉及一種制造渦輪機(jī)構(gòu)件的環(huán)支撐件的方法，所述支撐件在圓錐形扇區(qū)周圍延伸，在所述圓錐形扇區(qū)上密封襯墊裝配在內(nèi)表面上并且安裝軌道裝配在與所述內(nèi)表面相對(duì)的外表面上，所述安裝軌道包括由沿從所述支撐件的徑向向外方向升高的套環(huán)所限制的凹陷，其特征在于，其包括從具有如下厚度的至少一個(gè)平面金屬板開始，所述厚度等于在內(nèi)表面和外表面之間距離加上所述套環(huán)的高度，將所述板或諸多板彎曲和焊接在一起以形成封閉圓形的圓柱形護(hù)罩，在工具中彎曲所述圓柱形護(hù)罩以形成圓錐形護(hù)罩，加工所述圓錐形護(hù)罩的外表面以在其上形成軌道，以及切割所述圓錐形護(hù)罩殼體以將其分成對(duì)應(yīng)于所述支撐件的扇區(qū)。

換句話說，本發(fā)明的基本特征是，其從軌道的切口(relief)被切割的厚板開始，在減少糾正加工時(shí)避免了薄板的任何組裝，以及同時(shí)制造了支撐件環(huán)，而不是分離地制造這些元件。這獲得幾個(gè)稍后將描述的優(yōu)點(diǎn)。

可通過使用簡(jiǎn)單變形工具完成該板或諸多板初步彎曲成圓柱形形狀，下一步驟可以利用一種具有幾個(gè)同心爪的機(jī)器擠壓和成形為圓錐形形狀。坯件的封閉和規(guī)則圓形因此允許簡(jiǎn)單的加工操作以通過擠壓然后通過加工使軌道成形，所述加工可包括轉(zhuǎn)動(dòng)。

需要注意的是，不涉及很大變形的彎曲和成型操作可以是冷處理，這簡(jiǎn)化了該方法并避免了需要考慮加熱對(duì)所述部件的最后性能的后果。

不同的制造方法必須考慮(respect)所要求產(chǎn)品的尺寸。但由于在這種情況下上一次的重要操作是加工，很容易尊重這個(gè)條件；然而，某些部分，諸如不可見但裝配有密封襯墊的內(nèi)表面，可以保持未加工。

也更容易制造以利用本發(fā)明的重要實(shí)施方式糾正尺寸，其中爪和靜環(huán)具有關(guān)于正中面對(duì)稱的雙錐形輪廓，從而成形在正中面的兩側(cè)上對(duì)稱雙錐形護(hù)罩，其往往平衡所施加的軸向力和工具的變形。

現(xiàn)在將參照以下附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明的一個(gè)純粹說明性實(shí)施方式的不同方面：

—圖1是已知支撐件的示意圖；

—圖2示出了在本發(fā)明開始所使用的平板；

—圖3示出了將該板彎曲成圓柱形護(hù)罩；

—圖4和圖5示出了形成雙錐形護(hù)罩的沖壓機(jī)的兩個(gè)視圖；

—圖6示出了在兩道工序中沖壓的選擇；

—圖7示出了如何完成加工；

—圖8和9表示根據(jù)本發(fā)明的支撐件的兩個(gè)視圖；

—以及圖10和11分別示出了已知支撐件和根據(jù)本發(fā)明的產(chǎn)品支撐件的橫向端。

圖1表示一種渦輪機(jī)構(gòu)件的環(huán)支撐件，諸如通過利用已知技術(shù)焊接和釬焊薄板的渦輪機(jī)。主板1在角扇區(qū)周圍具有基本規(guī)則的圓錐形形狀，并且包括其上固定有耐磨蜂窩密封襯墊2的內(nèi)表面；在其外表面上存在包括第二薄板的外安裝軌道3，所述軌道3彎曲以具有兩個(gè)徑向向外上升的突出套環(huán)4和5，具有中間凹陷6。其在軸向端部還存在另一安裝軌道7，也具有U形剖面，但安裝軌道7的中心凹部朝向機(jī)器的軸線方向。軌道3和7都被釬焊到主板1。如上看出，制造支撐件可能復(fù)雜并且在應(yīng)用到其的許多熱循環(huán)下其強(qiáng)度從長(zhǎng)期來看可能不可預(yù)測(cè)。圖10示出了該支撐件在其每個(gè)角端部的特定形式：兩個(gè)其他板25和26在主板1的外表面上被焊接到該支撐件，以加厚該支撐件的剖面，因此可以在其側(cè)表面上形成狹縫27，當(dāng)支撐件被安裝并鄰近類似支撐件時(shí)，密封板的一部分裝配到該狹縫27內(nèi)并覆蓋這兩個(gè)支撐件之間的間隙。這些板25和26使支撐件的制造更復(fù)雜。圖1和其他圖示出了機(jī)器的縱向X軸線，在所述機(jī)器上圍繞該X軸線的圓周上安裝有支撐件。

我們現(xiàn)在將給出從圖2開始的本發(fā)明描述。原料包括平板8，或少量這種板8。該板8或諸多板8穿過彎曲裝置，其中它們被彎曲以獲得圓柱形護(hù)罩9(圖3)，在修整端邊緣后，依靠焊接封閉該圓周將該圓柱形護(hù)罩制成連續(xù)的。優(yōu)選的是使用盡可能少數(shù)量的板8，并且這就是為什么使用3個(gè)板8可以是一種良好的折衷，每個(gè)所述板彎曲成半圓或三分之一個(gè)圓；然而，單個(gè)板可彎曲成整個(gè)圓，不管其厚度如何。

圖4和圖5中所表示的下一步驟包括使圓柱形殼體9成形為圓錐形護(hù)罩，更有利地成形為雙錐形護(hù)罩10，以遵循渦輪中半徑的變化。圓柱形護(hù)罩9被放置到包括沖壓工具的設(shè)備中，諸如包括圓排爪11和靜環(huán)12的擠壓機(jī)，圓排爪11具有由中心圓錐形拉刀(broach)23一起推動(dòng)的伴隨徑向位移，所述靜環(huán)12面對(duì)圓排爪并與它們同心。通過凹面的靜環(huán)以及在中心突出的爪11獲得雙錐形形狀。在朝環(huán)12移動(dòng)爪11時(shí)，圓柱形護(hù)罩變形成所需的雙錐形形狀。沖壓可包括增加雙錐形護(hù)罩10的半徑的膨脹部件。將會(huì)觀察到的是，環(huán)12由兩個(gè)疊加階段12a和12b形成，所述疊加階段12a和12b可通過提升上階段12a從而插入然后移除護(hù)罩9或10分離。

避免在該操作中可發(fā)生的過量力失衡是有用的，這可能由于沒有考慮制造尺寸。擠壓機(jī)的圓形形狀可以使力在角方向平衡，并且如果該工具在正中面的兩側(cè)上對(duì)稱，可消除在護(hù)罩9或10軸向方向的失衡力，正如在這種情況下，由于爪11和環(huán)12的雙錐形輪廓。

然而，應(yīng)該注意的是，由于在彎曲步驟(變形分布在很長(zhǎng)的長(zhǎng)度上)以及成為雙錐形形狀的成形步驟中應(yīng)用到材料的很小變形，該方法的所有步驟可以在冷的條件下實(shí)現(xiàn)。

由于在沿圓排爪11之間的不連續(xù)性，通常將在兩個(gè)工序中進(jìn)行通過沖壓步驟的該成形；在第一工序后，將通過一個(gè)在爪11之間對(duì)應(yīng)于幾度的角步驟移動(dòng)雙錐形殼體10，從而在每個(gè)工序后在一個(gè)爪11前面移動(dòng)外周的每一部分(圖6)，并且從而將雙錐形護(hù)罩制成為不均勻的圓形，消除了在第一工序后保留在爪11之間的任何平面部分。

圖7示出了疊加在一對(duì)待獲得的支撐件19上的雙錐形護(hù)罩10的形狀。制造操作現(xiàn)在將包括加工，以及特別地在像車床的常規(guī)數(shù)控機(jī)床上轉(zhuǎn)動(dòng)。如上所提到的，旨在使在沖壓機(jī)軸向方向上的力均衡的護(hù)罩10的對(duì)稱雙錐形形狀用于在其每個(gè)半部中形成支撐件19的圓周。雙錐形殼體10包括內(nèi)表面13和外表面14。內(nèi)表面13在至少大部分其表面上基本保持未加工，除了在將裝配軌道7的每個(gè)支撐件19的一端挖掘凹槽15外，與先前設(shè)計(jì)保持不變。另一方面，外表面14將完全地被加工，由于支撐件尺寸19必須精確并且表面狀況在該位置必須良好，這對(duì)于在被裝配并且因此不可見的密封襯墊2上的大部分內(nèi)表面13不是這樣；特別地，對(duì)應(yīng)于先前設(shè)計(jì)中軌道3的凹面形狀將挖掘凹槽16，并且類似于套環(huán)5的套環(huán)17將在每個(gè)支撐件19的端部形成。最后操作將包括切掉雙錐形護(hù)罩10的端部20，在第一步驟中通過完全地移除中心21將其劃分以分離支撐件19的這兩個(gè)圓周，并且將支撐件19的這兩個(gè)圓周切割成角扇區(qū)，以使支撐件19彼此分離。狹縫27在最后步驟中在橫向端部制成，直接地在該板的中等厚度(圖11)。

圖8和9示出了在安裝軌道7和密封襯墊2后最后獲得的支撐件19。在雙錐形護(hù)罩10的質(zhì)量中切開的包括凹槽16和套環(huán)17的部分具有與根據(jù)先前設(shè)計(jì)凹陷部件6和套環(huán)5的相同尺寸，使得支撐件19可完全地取代支撐件1。需要注意的是，支撐件19將更重，因?yàn)樗梢粋€(gè)與支撐件1的板相比更厚的板8形成。然而，可通過依靠在中心銑削來挖掘其外表面而不達(dá)到凹槽16減輕該缺點(diǎn)。銑削操作22是不連續(xù)的，并且不應(yīng)用在支撐件19的邊緣。

通過支撐件19的單件部分替換附加軌道3有助于提高其粘合力，并且它可靠地產(chǎn)生正確的尺寸。因此，減少了再加工工作。