用于縮短流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子葉片的方法和設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于通過葉梢處的材料去除來縮短流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子葉片的方法以及一種用于執(zhí)行這種方法的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]流體機(jī)械的葉片、尤其是渦輪機(jī)葉片在運行期間經(jīng)受非常高的材料應(yīng)力和相應(yīng)大的磨損。出于該理由，通常將葉片在預(yù)設(shè)的運行持續(xù)時間之后在維護(hù)工作期間由新的葉片來替換。在此，運行持續(xù)時間有利地選擇成，使得還能夠修復(fù)所更換的葉片。
[0003]如果更換渦輪機(jī)的葉片，那么替換渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片、渦輪機(jī)導(dǎo)向葉片和引導(dǎo)區(qū)段。為了在這種更換的情況下能夠確保維持初始的渦輪機(jī)功率，在新的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片中也必須設(shè)定原本的徑向葉片間隙量。對此，新的轉(zhuǎn)子葉片的葉梢在其安裝之前相應(yīng)地通過葉梢處的材料去除來縮短。因為徑向間隙量不僅與新的轉(zhuǎn)子葉片的制造公差相關(guān)、而且也與另外的影響因素相關(guān)，所以在完全地更換全部葉片之后才得到最終的的徑向葉片間隙量。在此，例如將新的導(dǎo)向葉片的輪廓、新的引導(dǎo)環(huán)的輪廓、新的導(dǎo)向葉片和引導(dǎo)環(huán)的覆層、新的葉片的位置相對于所替換的舊的葉片的位置的改變、殼體的、輪盤槽的制造公差等稱作為影響因素。最終設(shè)定的間隙量在準(zhǔn)備階段中是相應(yīng)難的并且僅能夠在相當(dāng)寬的公差帶之內(nèi)計算。
[0004]轉(zhuǎn)子葉片的葉梢的縮短通常在葉片加工的范圍中利用磨盤來進(jìn)行。
[0005]在轉(zhuǎn)子重建時已知的是:將整個裝有葉片的轉(zhuǎn)子夾緊到大的磨床中，隨后借助直的磨盤將葉片全自動地磨削到所要求的長度上。
[0006]在維護(hù)工作期間已知的是，在第一步驟中將流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子拆下。在另一個步驟中，然后能夠?qū)⑤啽P整體夾緊到磨削設(shè)備中。在所述磨削設(shè)備上，將快速旋轉(zhuǎn)體連同直的磨盤固定在圍繞葉梢旋轉(zhuǎn)的臂上。在此，實現(xiàn)沿兩個方向上的自動進(jìn)給以及手動供給。
[0007]還已知的是，單獨地磨削葉片。葉片為此單獨地夾緊到磨削設(shè)備中，所述磨削設(shè)備承載氣動的快速旋轉(zhuǎn)體與直的磨盤?？焖傩D(zhuǎn)體圍繞葉梢擺動并且除擺動運動之外還具有自動進(jìn)給和手動供給。
[0008]另一個替選方案在于:為了縮短而銑削葉梢。在此處應(yīng)用的CNC銑床中將葉片單獨地夾緊并且銑削到所要求的長度上。
[0009]用于縮短轉(zhuǎn)子葉片的具有直的磨盤的磨削設(shè)備的缺點在于:由于磨盤的在移動使用中大約為20_的小的寬度，強(qiáng)制沿著葉梢的輪廓移動磨盤。相應(yīng)地需要自動進(jìn)給，這導(dǎo)致磨削設(shè)備的復(fù)雜的結(jié)構(gòu)以及同樣導(dǎo)致高的成本。此外，自動進(jìn)給還伴隨著長的加工持續(xù)時間。
[0010]用于縮短流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子葉片的銑削方法的缺點一方面能夠在于:這是極其貴的，這尤其歸因于所應(yīng)用的CNC銑床的高的購置成本和高的工具成本。另一方面，銑削方法極其緩慢。因此，僅為了列舉一個實例，實際上例如需要12個10小時班次來加工四個渦輪機(jī)級。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]基于所述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是:提供一種開始所提出的類型的用于縮短流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子葉片的方法以及一種用于執(zhí)行這種方法的設(shè)備，所述方法或所述設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)低成本地且不那么時間密集地縮短轉(zhuǎn)子葉片。
[0012]為了實現(xiàn)所述目的，本發(fā)明提出一種用于通過葉梢處的材料去除來縮短流體機(jī)械的轉(zhuǎn)子葉片的方法，其中為了縮短轉(zhuǎn)子葉片根據(jù)本發(fā)明使用砂帶磨削設(shè)備。使用砂帶磨削設(shè)備的主要優(yōu)點在于:利用比要縮短的葉梢更寬的磨削砂帶，能夠在一個工序中加工整個葉梢。相應(yīng)地，與借助磨盤進(jìn)行的磨削加工和銑削加工相反地，不需要沿著葉梢的輪廓移動磨削砂帶，這引起緊湊的、簡單的且低成本的結(jié)構(gòu)類型。此外，縮短加工時間。根據(jù)相同申請人的第一預(yù)測，相對于借助直的磨盤進(jìn)行磨削能夠節(jié)約大約60%的時間，并且相對于銑削加工甚至能夠節(jié)約80至90%的時間。磨削砂帶相對于直的磨盤的更高的成本通過顯著縮短的加工時間來補(bǔ)償。相同的內(nèi)容適用于磨削砂帶相對于磨盤和銑削機(jī)的縮短的停機(jī)時間。使用砂帶磨削設(shè)備的另一個優(yōu)點在于:磨削砂帶不像直的磨盤或銑刀那樣易受運輸損傷的影響。此外，實驗已經(jīng)證實:利用砂帶磨削設(shè)備不必?fù)?dān)憂葉片的陶瓷覆層的剝落。此外，在借助磨削砂帶進(jìn)行的磨削加工中不產(chǎn)生或僅產(chǎn)生少量的毛刺，這具有不必或僅須執(zhí)行少量的手動再加工的優(yōu)點。另一個優(yōu)點在于:縮短的加工時間也伴隨著對人員的縮短的危險時間。
[0013]按照根據(jù)本發(fā)明的方法的第一設(shè)計方案，在縮短期間轉(zhuǎn)子葉片保持安裝在流體機(jī)械的殼體之內(nèi)，其中方法具有下述步驟:移開殼體部件，以至少部分地露出要加工的轉(zhuǎn)子葉片以及殼體的接合部；將砂帶磨削設(shè)備在要加工的轉(zhuǎn)子葉片的區(qū)域中固定在殼體的接合部上；將砂帶磨削設(shè)備相對于要縮短的轉(zhuǎn)子葉片對準(zhǔn)，并且在轉(zhuǎn)子連續(xù)地轉(zhuǎn)動并且抽吸在磨削加工期間產(chǎn)生的磨削粉塵的同時，利用砂帶磨削設(shè)備在原位縮短轉(zhuǎn)子葉片。該方法的變型形式的特征尤其在于:不必拆卸轉(zhuǎn)子葉片，這伴隨著少量的耗費、顯著的時間節(jié)約和低的成本。此外，通過在安裝狀態(tài)下加工葉片，自動地考慮用于建立符合規(guī)定的葉片間隙的全部公差鏈，這引起最佳的加工結(jié)果。
[0014]優(yōu)選地，在執(zhí)行磨削加工之前密封或者覆蓋要縮短的轉(zhuǎn)子葉片的冷卻空氣孔。密封例如能夠利用蠟來進(jìn)行。蠟的特征尤其在于:其具有低的熔點并且在渦輪機(jī)開動時自動地蒸發(fā)進(jìn)而被移除。替選地，但是也能夠例如利用適當(dāng)?shù)恼迟N膜等來密封冷卻空氣孔。
[0015]為了連續(xù)地轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子，優(yōu)選使用轉(zhuǎn)子輔助轉(zhuǎn)動裝置，所述轉(zhuǎn)子輔助轉(zhuǎn)動裝置在現(xiàn)有技術(shù)中原則上是已知的進(jìn)而當(dāng)前不必詳細(xì)闡述。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個變型形式具有下述步驟:將要縮短的轉(zhuǎn)子葉片從流體機(jī)械拆卸；將轉(zhuǎn)子葉片固定在砂帶磨削設(shè)備的設(shè)計成用于容納轉(zhuǎn)子葉片的快換裝置上；將砂帶磨削設(shè)備的磨削砂帶相對于轉(zhuǎn)子葉片對準(zhǔn)，并且在快換裝置連同固定在其上的轉(zhuǎn)子葉片一起圍繞樞轉(zhuǎn)軸線樞轉(zhuǎn)期間，利用砂帶磨削設(shè)備縮短轉(zhuǎn)子葉片。借助根據(jù)本發(fā)明的這種方法變形方案，因此在拆卸狀態(tài)下單獨地加工轉(zhuǎn)子葉片。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個變型形式具有下述步驟:將轉(zhuǎn)子葉片固定在仿制輪盤上，在此每個轉(zhuǎn)子葉片不僅徑向地、而且軸向地借助于螺紋螺栓固定在槽中；將仿制輪盤連同在其上保持的轉(zhuǎn)子葉片設(shè)置在轉(zhuǎn)動裝置上，所述轉(zhuǎn)動裝置設(shè)計成用于使仿制輪盤圍繞其轉(zhuǎn)動軸線轉(zhuǎn)動；將砂帶磨削設(shè)備相對于要縮短的轉(zhuǎn)子葉片對準(zhǔn)，和在仿制輪盤連續(xù)地轉(zhuǎn)動期間，利用砂帶磨削設(shè)備縮短轉(zhuǎn)子葉片。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的方法的另一個變型形式具有下述步驟:對應(yīng)于轉(zhuǎn)子重建磨削中的方式，將裝有葉片的轉(zhuǎn)子夾緊在轉(zhuǎn)動機(jī)械中；將板條引入到葉根和槽底之間的間隙中，以便避免葉片松動并且如在運行中那樣將所述葉片向外按壓；將砂帶磨削設(shè)備的磨削砂帶相對于葉片排的轉(zhuǎn)子葉片對準(zhǔn)，并且在轉(zhuǎn)子在轉(zhuǎn)動機(jī)械中以低轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)期間，利用砂帶磨削設(shè)備縮短轉(zhuǎn)子葉片。所述根據(jù)本發(fā)明的方法變型形式與至今為止使用的轉(zhuǎn)子重建磨削的方法的區(qū)別在于利用砂帶磨床來替代至今為止使用的直的磨盤。
[0019]優(yōu)選地，抽吸在磨削加工期間形成的磨削粉塵，以便避免污染環(huán)境并且保護(hù)操作員免受可能毒性的或者至少不健康的粉塵的影響。
[0020]有利地，在執(zhí)行磨削加工之前密封或者覆蓋要縮短的轉(zhuǎn)子葉片的冷卻空氣孔，如其在上文中已經(jīng)描述的那樣。
[0021]為了實現(xiàn)開始所提出的目的，本發(fā)明還提出一種用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方法變型形式