专利名称：用于测量叶片z槽口位置的检查工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于测量涡轮机叶片翼面(airfoil)护罩中的Z-槽口位置
的工具。
背景技术：
叶片翼面扭曲并且经常在操作过程中由于外来物体冲击而受到损坏。因 此，不能相对于初始翼面数据位置点测量叶片护罩的Z-形式的轮廓，因为不 能依赖于初始设计规范位置中的情况。控制Z-形式位置的失败可能导致相邻 叶片之间产生不均匀的间隙，使得当叶片达到一定温度时，其将发生粘合并 对叶片翼面施加高的轴向应力，存在突难性故障的危险。
已经尝试了利用曲奇饼成形机原理的天然量规(crude gauges),但这些装 置不能相对于设计规范提供叶片护罩位置的准确测量。而是，这些装置是帮 助确定护罩的轮廓是否正确的简单比较器。
发明内容
这里描述的是消除在维修中心对装配间隙检查的需要的工具。在现场安 装时仍需要间隙检查，但如果相对于初始绘图和公差测量了叶片，则这应当 是一种形式。
因此，在一个方面，本发明涉及一种用于涡轮机叶片护罩的检查工具， 包括夹紧装置，用于夹紧涡轮机叶片的楔形榫头部分；模板板块，设置有 由形状与涡轮机叶片护罩的具体形状一致的边缘所限定的孔，其中，该模板 能够沿朝着夹紧装置的方向移动到越过涡轮机叶片护罩的位置，并且其中， 在该位置，孔表示涡轮机叶片护罩相对于叶片的楔形榫头部分的设计规范位 置；以及测量量规，用于测量护罩的边缘与模板孔的边缘之间的间隙。
5在另 一方面，本发明涉及一种用于测量涡轮机叶片护罩上的Z-槽口位置
的检查工具，包括细长的基板；夹紧装置，安装在基板的一端，用于夹紧 涡轮机叶片的楔形榫头部分；模板定位器板，可移动地安装在基板的相对端， 并支撑护罩模板板块，用于越过涡轮机叶片的护罩部分进行轴向移动，其中， 护罩模板板块形成有与涡轮机叶片护罩的轮廓互补的孑L,该孔包括与涡轮机 叶片护罩上的Z-槽口一致的一对相互面对的Z-槽口；以及一个或多个量规， 用于测量涡轮机叶片护罩上的Z-槽口与由护罩模板中的孔所限定的Z-槽口 之间的间隙。
在又一方面中，本发明涉及一种确定与涡轮机叶片护罩中的Z-槽口位置 的设计规范的偏差的方法，包括提供护罩模板，该护罩模板形成有与涡轮 机叶片护罩的轮廓互补的孔；使模板越过涡轮机叶片护罩而定位，模板位置
表示涡轮机护罩的设计规范位置；以及测量涡轮机护罩的边缘与护罩模板孔 的边纟彖之间的间隙。
现在将结合下面的附图详细描述本发明。
图1是根据本发明的示例性而非限制性实施的定位有涡轮机叶片的检查 工具的透^见图2是图1的平面图，但移除了涡轮机叶片；
图3是沿图2中的线3-3剖开的剖面；
图4是沿图2中的线4-4剖开的剖面；
图5是图1的侧视图，但移除了涡轮机叶片；
图6是沿图5中的线6-6剖开的剖面；
图7是示出位于涡轮机叶片护罩上方的护罩模板的局部端视图8是说明用于测量护罩边缘和模板孔边缘之间的间隙的常规球形通规 /止规的使用的局部透视图9是可用于测量护罩边缘和模板孔边缘之间的间隙的常规球形通规/ 止规的局部透视图；和
图10说明了用于测量可调节的球形量规的宽度的测微计的使用。
具体实施方式
参照图1,示出涡轮机转子叶片(或轮叶)10被支撑在检查工具上，这里
做进一步详细描述。涡轮机叶片IO具有常规构造，其中涡轮机叶片10包括 楔形榫头12和翼面14，叶片借助楔形榫头12可滑动地安装在涡轮机转轮的 外缘(peripheral rim)上。在示例性实施例中，翼面10的尖端配有尖端护罩16。 尖端护罩轮廓在平面中成形为包括一对Z-槽口，其在图1中不能清楚地看 到，但其形状可在图4和图7中看到。涡轮机护罩的相对侧上的Z-槽口被设 计成接合相邻翼面护罩中的互补Z-槽口。就是这个工具能够进行Z-槽口位 置的测量并确定与设计规范的偏差，这就是本发明的主题。
图1-7示出检查工具18的一个示例性而非限制性的实施例，该检查工 具18使涡轮机叶片尖端护罩16的Z-槽口位置的检查和测量容易。更具体地， 工具18可包括刚性的、细长的且为矩形的基板20。叶片楔形榫头夹紧组件 22在基板的一端支撑在基板上。组件22包括通过螺钉或其它适合的装置固 定到基板的主支撑块24。该支撑块24又支撑沿着主支撑块24的前向边缘 28的肩部横向延伸的楔形榫头抵靠块(rest block)26。楔形榫头抵靠块26还 可通过螺钉或其它适合的紧固件进行固定。楔形榫头抵靠块的相对侧面配有 (或形成有)直立的、切成圓角的暗4隼表面30、 32，所述暗沖隼表面30、 32在 叶片如图1所示位于工具上时提供可接收在涡轮机叶片楔形榫头的凹槽内的 接合表面。止动块29固定到主支撑块24的侧面，并配有在楔形榫头装载于 工具上时与之接合的硬止动器(hardstop)31。从而，硬止动器31在暗榫表面 30、 32将叶片准确地定位在线性或轴向方向上的同时准确地将叶片定位在横 向方向上。
垂直手柄夹紧器34也支撑在主支撑块24上。夹紧器34包括一对直立 的角板36、 38，该一对直立的角板36、 38固定到夹紧器升降器40的上表面， 使得角板之间的空间接收夹紧控制杆42，夹紧控制杆42经由销44枢转地固 定到角板的后向端。控制杆42的相对端支撑适于接合并夹紧涡轮机叶片柄 部的夹紧盖46,正如这里要进一步描述的。夹紧盖46优选由聚氨脂形成并 借助调节螺母48、 50相对于控制杆可调节，调节螺母48、 50可通过螺紋固 定到轴52,盖46固定到轴52。要注意的是，控制杆42是这样构造出的， 即，使带(strap)向后弯曲到其自身，平行的带部分之间有开口槽，进而允许 轴52位于它们之间并由调节螺母48、 50保持在适当位置。手柄54经由销 56枢转地固定到角板36、 38并与控制杆42的直立的带有槽的突起58接合，使得手柄54的逆时针旋转引起控制杆42也沿相同方向旋转，从而提升聚氨脂盖46使其离开叶片。沿相反或顺时针方向的旋转使盖46向下移动，以在楔形榫头12附近与柄部62夹紧接合。正如本领域技术人员将理解的，以上描述的夹紧器仅仅是示例性的，并且可以是许多合适的、市场上可获得的偏心夹或其它夹紧器中的一个。为此，不需要对夹紧器组件进行进一步的讨论。
第二叶片支撑块60通过任何适合的装置固定到基板20。该支撑块以与主支撑块24轴向间隔开的关系进行定位，并且定位成使得其由叶片的柄部62(径向位于楔形榫头16和翼面14之间)接合。横向间隔开的螺钉头64、 66为柄部62提供"搁钉(rest button)"。
第三叶片支撑块70固定到基板并为翼面14提供支撑。切成圆角的切线支撑盖72经由螺钉76、 78以及一对巻簧80、 82弹性地安装在支撑块70的表面74上，最好在图2和6中观察。该支撑块使叶片的装载容易，但是，一旦夹紧器34完全接合，支撑盖72就以"中性浮力(neutral buoyancy)"或浮动状态接合翼面，而不向翼面施加向上的偏压。
在与基板20相反的基座的端部，叶片护罩模板组件84支撑在一对横向间隔开、轴向延伸的线性引导件86、 88上。这些引导件可调节地固定到基板20。在引导件最接近第三支撑块70的端部，具有止动垫92的第二止动块90在引导件之间可调节地固定到基板。护罩模板組件84还包括基本为L形的模板定位器板94，该模板定位器板94具有从朝第三支撑块70突出的水平基部98向上延伸的垂直板部分96。借助设置在定位器板底部上的被接收在形成于线性引导件中的槽中的肋或轨道(未示出)，模板定位器板94沿着线性引导件86、 88可轴向滑动。模板定位器板94形成有大于将要测量的叶片尖端护罩16的不规则四边形的开口或孔100。如图4中最佳所示，模板板块102附接到定位器板94的垂直板部分96的内侧。模板板块102形成有孔104，该孔104由形状与尖端护罩16的平面轮廓一致的周缘所限定。孔104的尺寸略大于尖端护罩的尺寸(即，具有预定间隙)，使得模板定位器板94可与接收在孔104中的护罩16—起向内移动。因为孔104完全处于定位器板孔100的边界内，因此为测量过程提供了容易的接近，这可从图1中理解，并如同下文进一步描述的。
叶片护罩模板组件84的移动借助任何适合的、市场上可获得的装置予以实现，例如图1-3中所示的线性或直线夹紧器。线性夹紧器组件包括手柄106，该手柄106枢转地安装到基块108，并经由已知的连杆布置110与可朝向和远离第二止动块卯移动的杆112。正如从图2中最佳理解的，杆112设置有带螺紋的双头螺栓114,该双头螺栓114可调节地旋入模板定位器板94的水平基部98中并由六角螺母116锁住。应当理解，如在图2中观察的，手柄106沿顺时针方向的旋转将使模板定位器板94离开涡轮机叶片护罩16移动到右侧。相反地，手柄106沿逆时针方向的旋转将使才莫板定位器板94(以及模板板块102)向内移动并越过涡轮机叶片护罩16。要注意的是，在图1和2中所示的夹紧位置，从才莫板定位器板94的水平部分98的前向边缘突出的前向按钮118压靠在止动垫92上。
应当理解，模板定位器板94和模板板块102相对于基板20的纵轴具有角度，以允许在叶片翼面14的径向外端处的扭曲。
还将理解，护罩模板组件84(以及模板板块102及其孔104)可相对于楔形榫头夹紧器组件22和叶片楔形榫头12精确地定位，使得模板孔104表示叶片尖端护罩16相对于叶片楔形榫头12的设计规范位置。结果，通过测量护罩边缘与模板孔边缘之间的间隙，可以测量与设计规范的偏差。
为了本发明的目的，参照图7，关键的测量是那些沿着分别位于涡轮机叶片护罩16的相对侧的一对Z-槽口 132和134的三个边乡彖表面120、 122、124和126、 128及130的测量。Z-槽口接合表面122和128是最关键的，具有更紧的公差，而槽口 132的相邻表面120和124以及槽口 134的相邻表面126和130的公差的关键性相对较小。为了突出将要测量的区域，有益的是，使模板板块沿着孔的Z-槽口边缘具有色标(colorcode)。例如，边缘136和138可通过相邻的黄色或红色条紋予以突出，而相邻的孔边缘140、 142以及144、146可通过相邻的蓝色(或其它适合的颜色)条紋予以突出，以提醒使用者要进行关键测量的地方。
为了沿着Z-槽口表面测量间隙，可使用常规的球形通规/止规148,如图8和9所示。可选择地，常规的可调节球形量规150(具有可调节的球直径)可与图10中所示的测孩史计152结合使用，以便在间隙内进行配合接合之后测量球直径。其它适合的测量技术，不论是手动还是电子的，都可使用，并且被认为是在本发明的范围内。
还应当理解，对于具有不同形状的护罩的涡4仑^L叶片，具有不同形状的孔的模板板块可与模板定位器板94 一起使用。
9虽然已经结合目前被认为是最实际且最优选的实施例描述了本发明，但应当理解，本发明并不限于所公开的实施例，而是相反，本发明旨在覆盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。
权利要求
1.一种用于涡轮机叶片护罩的检查工具，包括夹紧装置，用于夹紧涡轮机叶片的楔形榫头部分；模板板块，设置有由形状与涡轮机叶片护罩的具体形状一致的边缘所限定的模板孔，其中，该模板板块能够沿朝着夹紧装置的方向移动到越过涡轮机叶片护罩的位置，并且其中，在所述位置，所述孔表示涡轮机叶片护罩相对于叶片的楔形榫头部分的设计规范位置；以及测量量规，用于测量护罩的边缘与模板孔的边缘之间的间隙。
2. 根据权利要求1的检查工具，其中，所述夹紧装置包括第一固定元件 和第二可移动元件，所述第一和第二元件中之一具有夹紧表面，该夹紧表面成形为与涡轮机叶片的楔形榫头部分的相应表面互补。
3. 根据权利要求2的检查工具，其中，所述可移动元件具有聚氨脂盖。
4. 根据权利要求1的检查工具，其中，所述模板孔成形为包括一对相对 的Z槽口 ，所述一对相对的Z槽口与涡轮机叶片护罩中的相对的Z槽口 一致。
5. 根据权利要求4的检查工具，其中，所述模板板块安装成，当所述护 罩被保持在所述夹紧装置中时，朝向和离开所述涡轮机叶片护罩进行往复移动。
6. 根据权利要求5的检查工具，其中，所述模板板块能够借助手动操作 的线性夹紧器移动。
7. 根据权利要求1的检查工具，其中，所述测量量规包括一个或多个球形通规/止规。
8. 根据权利要求1的检查工具，其中，所述测量量规包括一个或多个与 测微计结合的可调节球形量规。
9. 根据权利要求1的检查工具，进一步包括可互换的模板板块，所述可 互换的模板板块具有成形为与设计不同的涡轮机叶片护罩一致的孔。
10. 根据权利要求1的检查工具，其中，所述夹紧装置和所述模板板块 支撑在细长的基板上，所述夹紧装置支撑在附接到基板的主支撑块上，并且 其中，一个或多个附加的支撑块轴向地在所述夹紧装置与所述模板板块之间 附接到所述基板。
11. 根据权利要求IO的检查工具，其中，所述模板板块附接到模板定位器板，所述模板定位器板可滑动地安装在被支撑于所述基板上的一对线性？ 1导件上。
12. 根据权利要求11的检查工具，其中，所述模板定位器板能够沿着所 述线性引导件轴向移动，以使所述模板板块越过涡轮机叶片护罩而定位。
13. 根据权利要求11的检查工具，其中，所述一个或多个附加的支撑块 包括第二支撑块，该第二支撑块附接到所述基板，适于与涡轮机叶片的柄部接合。
14. 根据权利要求13的检查工具，其中，所述一个或多个附加的支撑块 包括第三支撑块，该第三支撑块附接到所述基板，适于与涡轮机叶片的翼面部分接合。
15. 根据权利要求14的检查工具，其中，所述第三支撑块具有弹簧偏置 的盖，当叶片楔形榫头被夹紧在所述夹紧装置中时，该具有弹簧偏置的盖为 涡轮机叶片的翼面部分提供中性或不偏置的支撑。
16. 根据权利要求2的检查工具，其中，所述夹紧装置的所述夹紧表面 轴向地定位涡轮机叶片，并且其中，所述夹紧装置上的第一止动件横向地定 位涡轮机叶片。
17. 根据权利要求16的检查工具，其中，第二止动件限制所述模板板块的轴向移动。
18. —种用于测量涡轮机叶片护罩上的Z-槽口位置的检查工具，包括 细长的基氺反；夹紧装置，安装在所述基板的一端，用于夹紧涡轮机叶片的楔形榫头部分；模板定位器板，可移动地安装在所述基板的相对端，并支撑护罩模板板 块，用于越过涡轮机叶片的护罩部分进行轴向移动，其中，护罩模板板块形 成有与涡轮机叶片护罩的轮廓互补的孔，该孔包括与涡轮机叶片护罩上的 Z-槽口 一致的 一对相互面对的Z-槽口 ；以及一个或多个量规，用于测量涡轮机叶片护罩上的Z-槽口与由护罩模板板 块中的孔所限定的Z-槽口之间的间隙。
19. 一种确定与涡轮机叶片护罩中的Z-槽口位置的设计规范的偏差的 方法，包括提供护罩模板，该护罩模板形成有与涡轮机叶片护罩的轮廊互补的孔；使护罩模板板块越过涡轮机叶片护罩而定位，护罩模板板块孔位置表示涡轮机护罩的设计规范位置；以及测量涡轮机护罩的边缘与护罩模板孔的边缘之间的间隙。
20.根据权利要求19的方法，其中，测量间隙包括仅测量涡轮机叶片护罩中的Z-槽口处的那些间隙。
全文摘要
一种用于涡轮机叶片护罩(16)的检查工具包括夹紧装置(22)，用于夹紧涡轮机叶片(10)的楔形榫头(12)部分；模板板块(102)，设置有由形状与涡轮机叶片护罩(16)的具体形状一致的边缘所限定的孔(106)，其中，该模板能够沿朝着夹紧装置的方向移动到越过涡轮机叶片护罩的位置，并且其中，在该位置，孔(104)表示涡轮机叶片护罩(16)相对于叶片的楔形榫头(12)部分的设计规范位置。提供测量量规(148，150)，用于测量护罩的边缘与模板孔的边缘之间的间隙。
文档编号B23Q3/06GK101595278SQ200880003550
公开日2009年12月2日 申请日期2008年1月30日 优先权日2007年1月31日
发明者保罗·L·卡尔玛, 克里斯托弗·E·汤姆森, 埃里克·B·贝克, 托德·莫兰, 格雷厄姆·D·舍洛克 申请人:通用电气公司