用于制造混流型轉(zhuǎn)輪的方法和使用此類(lèi)方法制造的轉(zhuǎn)輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于制造液壓機(jī)器的混流型轉(zhuǎn)輪的方法，以及由此類(lèi)方法制造的轉(zhuǎn)輪。
【背景技術(shù)】
[0002]在本發(fā)明的含義內(nèi)，液壓機(jī)器可為例如在水力發(fā)電站中使用的渦輪、泵或泵-渦輪。
[0003]本發(fā)明特別地涉及用于液壓機(jī)器的混流型轉(zhuǎn)輪，強(qiáng)制水流意于穿過(guò)該混流型轉(zhuǎn)輪。當(dāng)機(jī)器是渦輪時(shí)，此類(lèi)流具有驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪旋轉(zhuǎn)的作用。當(dāng)機(jī)器處于泵模式時(shí)，此類(lèi)流是該旋轉(zhuǎn)的結(jié)果。
[0004]在液壓機(jī)器的背景下，使用具有轉(zhuǎn)輪下冠、轉(zhuǎn)輪上冠和在轉(zhuǎn)輪下冠和轉(zhuǎn)輪上冠之間延伸的葉片的混流型轉(zhuǎn)輪是已知的實(shí)踐。
[0005]轉(zhuǎn)輪可為一件式的，通常鑄造或機(jī)械焊接。因?yàn)榇祟?lèi)轉(zhuǎn)輪具有宏偉的整體尺寸，所以其生產(chǎn)成本不是無(wú)關(guān)緊要的。此外，制造此類(lèi)轉(zhuǎn)輪在一方面需要日益增加的缺乏的專(zhuān)門(mén)知識(shí)，并且在另一方面產(chǎn)生健康和安全的問(wèn)題，因?yàn)椴僮髡咝枰M(jìn)入轉(zhuǎn)輪的水道中，特別是為了執(zhí)行焊接和磨削操作。
[0006]FR-A-2 935 761公開(kāi)了一種制造用于混流式渦輪的轉(zhuǎn)輪的方法，該轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)輪上冠和轉(zhuǎn)輪下冠由布置在兩個(gè)連續(xù)葉片之間的若干元件形成。因而，葉片插置在兩個(gè)連續(xù)的轉(zhuǎn)輪上冠和轉(zhuǎn)輪下冠元件之間，并且葉片的邊緣與轉(zhuǎn)輪上冠和轉(zhuǎn)輪下冠元件的外表面齊平。因而，可使用電子束焊接方法來(lái)將葉片與轉(zhuǎn)輪上冠和轉(zhuǎn)輪下冠元件組裝在一起。其它焊接方法可與電子束焊接組合使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目標(biāo)是提出一種改進(jìn)的制造方法，該改進(jìn)的制造方法能夠保證轉(zhuǎn)輪的令人滿(mǎn)意的品質(zhì)水平，并且可容易地使其制造工業(yè)化。
[0008]為此，本發(fā)明的一個(gè)主題是制造用于液壓機(jī)器的混流型轉(zhuǎn)輪的方法，該混流型轉(zhuǎn)輪包括:
-轉(zhuǎn)輪下冠，其具有圍繞轉(zhuǎn)輪的中心軸線(xiàn)的回轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，轉(zhuǎn)輪下冠包括部分地限定轉(zhuǎn)輪下冠的至少兩個(gè)元件，
-轉(zhuǎn)輪上冠，其具有圍繞中心軸線(xiàn)的回轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性，轉(zhuǎn)輪上冠包括部分地限定轉(zhuǎn)輪上冠的至少兩個(gè)元件，以及
-在轉(zhuǎn)輪上冠和轉(zhuǎn)輪下冠之間延伸的多個(gè)葉片，葉片均配合在轉(zhuǎn)輪下冠的兩個(gè)元件之間，以及在轉(zhuǎn)輪上冠的兩個(gè)元件之間，
該方法包括接連的步驟，并且其中:
-a)單獨(dú)制造葉片、轉(zhuǎn)輪下冠的元件和轉(zhuǎn)輪上冠的元件，接著 -b)使用電子束焊接方法，將轉(zhuǎn)輪下冠的所有元件焊接于葉片，接著 -c)使用電子束焊接方法，將轉(zhuǎn)輪上冠的所有元件焊接于葉片。
[0009]借助于根據(jù)本發(fā)明的用于制造轉(zhuǎn)輪的方法，與品質(zhì)、時(shí)間量程和生產(chǎn)成本相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題全部被改進(jìn)。
[0010]根據(jù)依照本發(fā)明的轉(zhuǎn)輪的其它有利特征，單獨(dú)或以任何技術(shù)上可允許的組合考慮:
-葉片與轉(zhuǎn)輪下冠和轉(zhuǎn)輪上冠的外表面齊平。
[0011]-在步驟b)和/或步驟c)期間，在轉(zhuǎn)輪的外側(cè)上施加電子束。
[0012]-在步驟b)期間，具有特別是TIG類(lèi)型或MIG類(lèi)型的填充材料的添加的焊接方法還用于將轉(zhuǎn)輪下冠的元件焊接于葉片。
[0013]-在步驟c)期間，具有填充材料的添加的焊接方法還用于將轉(zhuǎn)輪上冠的元件焊接于葉片。
[0014]-在步驟b)和/或步驟c)期間，具有填充材料的添加的焊接在電子束焊接之前。
[0015]-由具有填充材料的添加的焊接產(chǎn)生的第一焊縫位于轉(zhuǎn)輪的內(nèi)側(cè)上，而由電子束焊接產(chǎn)生的第二焊縫位于轉(zhuǎn)輪的外側(cè)上。
[0016]-涉及填充材料的添加的焊接和電子束焊接相互滲透。
[0017]-電子束焊接是完整的接頭滲透焊接。
[0018]本發(fā)明還涉及一種使用此類(lèi)方法制造的用于液壓機(jī)器的混流式渦輪轉(zhuǎn)輪。
【附圖說(shuō)明】
[0019]通過(guò)閱讀混流型渦輪轉(zhuǎn)輪及其制造方法的以下描述，將更好地理解本發(fā)明，該描述僅以非限制性示例的方式給出，并且參照附圖進(jìn)行，在該附圖中:
-圖1是通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)輪的軸向截面；
-圖2是從下面的圖1的轉(zhuǎn)輪的視圖；
-圖3至8是關(guān)于圖2中的線(xiàn)II1-1II的圖1和2的轉(zhuǎn)輪的較大比例的局部截面，并且同時(shí)轉(zhuǎn)輪處于制造過(guò)程。
【具體實(shí)施方式】
[0020]圖1和2描繪混流型渦輪轉(zhuǎn)輪1，其圍繞豎向軸線(xiàn)X-X旋轉(zhuǎn)，豎向軸線(xiàn)X-X是轉(zhuǎn)輪I的中心軸線(xiàn)。來(lái)自管(未描繪)的流E意于沿通氣管(未描繪)的方向穿過(guò)轉(zhuǎn)輪I。轉(zhuǎn)輪I包括葉片2，葉片2在轉(zhuǎn)輪上冠4和轉(zhuǎn)輪下冠6之間延伸。這兩個(gè)本體4和6具有圍繞軸線(xiàn)X-X的回轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)性。葉片2圍繞軸線(xiàn)X-X均勻地分布。
[0021]轉(zhuǎn)輪I包括用于將轉(zhuǎn)輪I聯(lián)接于渦輪的軸(未描繪)的板8。板8可由金屬片制成，或者制成為鑄件。接著，板8可焊接于構(gòu)成轉(zhuǎn)輪的其它元件。轉(zhuǎn)輪I的其它元件由金屬片或鍛造金屬制成，或者制成為鑄件。
[0022]葉片2固定于轉(zhuǎn)輪上冠4和轉(zhuǎn)輪下冠6，并且是彎曲的。葉片2均限定沿轉(zhuǎn)輪I的徑向方向面朝轉(zhuǎn)輪I的外側(cè)的前緣21，以及面朝軸線(xiàn)X-X的后緣22。
[0023]在該描述中，關(guān)于圖1中的軸線(xiàn)X-X的定向限定用語(yǔ)“上”和“下”，其中，轉(zhuǎn)輪上冠4位于頂部，而轉(zhuǎn)輪下冠6位于底部。該定向?qū)?yīng)于轉(zhuǎn)輪I在使用中所處的定向。
[0024]關(guān)于均界定在兩個(gè)葉片2之間的水道C、轉(zhuǎn)輪上冠4和轉(zhuǎn)輪下冠6限定用語(yǔ)“內(nèi)側(cè)”和“外側(cè)”。因而，內(nèi)側(cè)元件面朝水道C的內(nèi)側(cè)，S卩，面朝流E所穿過(guò)的空容積，而外側(cè)元件面朝水道C的外側(cè)。
[0025]各個(gè)葉片2包括兩個(gè)彎曲側(cè)向面25和26，它們中的一個(gè)25是凹形的，而另一個(gè)26是凸形的。側(cè)向面25和26在前緣21和后緣22之間沿長(zhǎng)度延伸，并且均界定水道C的一側(cè)。側(cè)向面25和26由分別向上和向下面朝轉(zhuǎn)輪I的外側(cè)的上面27和下面28連結(jié)在一起。
[0026]如圖2中更特別地描繪的，轉(zhuǎn)輪下冠6在該示例中包括九個(gè)獨(dú)特的元件61至69，它們部分地限定轉(zhuǎn)輪下冠6，并且均通過(guò)葉片2與各個(gè)相鄰元件分開(kāi)。更特別地，各個(gè)元件61至69通過(guò)兩個(gè)連續(xù)葉片2的下邊緣24.1和內(nèi)部邊緣24.2與兩個(gè)相鄰元件分開(kāi)。邊緣24.1和24.2分別形成葉片2的側(cè)向面25和26的一部分，并且與葉片2的下面28相鄰接。
[0027]換句話(huà)說(shuō)，轉(zhuǎn)輪下冠6由九個(gè)元件61至69構(gòu)成，九個(gè)元件61至69均布置在連續(xù)葉片2的下邊緣24.1和內(nèi)部邊緣24.2之間。葉片2的邊緣24.1和24.2本身接合在形成轉(zhuǎn)輪下冠6的元件61至69之間。
[0028]以類(lèi)似于轉(zhuǎn)輪下冠6的方式，轉(zhuǎn)輪上冠4包括九個(gè)獨(dú)特的元件41至49，它們部分地限定轉(zhuǎn)輪上冠4，并且均通過(guò)葉片2與各個(gè)相鄰元件分開(kāi)。更特別地，各個(gè)元件41至49通過(guò)兩個(gè)連續(xù)葉片2的上邊緣23.1和內(nèi)部邊緣23.2與兩個(gè)相鄰元件分開(kāi)。邊緣23.1和23.2分別形成葉片2的側(cè)向面25和26的一部分，并且與葉片2的上面27相鄰接。
[0029]換句話(huà)說(shuō)，轉(zhuǎn)輪上冠4由九個(gè)元件41至49構(gòu)成，九個(gè)元件41至49均布置在兩個(gè)連續(xù)葉片2的上邊緣23.1和內(nèi)部邊緣23.2之間。葉片2的邊緣23.1和23.2本身接合在形成轉(zhuǎn)輪上冠4的元件41至49之間。
[0030]葉片2中的各個(gè)的上面27與轉(zhuǎn)輪上冠4的外表面齊平，該表面由元件41至49的相應(yīng)的上表面40形成。同樣，葉片2中的各個(gè)的下面28與轉(zhuǎn)輪下冠6的外表面齊平，該表面由元件61至69的相應(yīng)外表面60形成。
[0031]組裝轉(zhuǎn)輪I的方法包括預(yù)備步驟a)，未在圖中描繪，其中，單獨(dú)制造葉片2、轉(zhuǎn)輪上冠元件41至49和轉(zhuǎn)輪下冠元件61至69。在預(yù)備步驟中，接著例如使用能夠保持這些元件且將它們牢固地壓在一起的工具，以焊接為目的組裝這些元件。
[0032]在預(yù)備步驟之后且在圖3至5中描繪的第一焊接步驟b)中，使用電子束焊接方法將轉(zhuǎn)輪下冠6的所有元件61至69焊接于葉片2，該電子束焊接方法可與其它焊接方法組入口 ο
[0033]在第一焊接步驟b)之后