制造涡轮机隔板的方法_2

文档序号:8443397阅读:来源:国知局
定向边缘部分81(i)与第二轴向定向边缘部分82(i)连接。如果将圆周方向用作基准线,则沿顺时针方向偏离该基准线的圆弧的角度表示为正,沿逆时针方向偏离该基准线的圆弧的角度表示为负,则边缘部分83(i)以角度-β相对于圆周方向倾斜。在本例中,β为大约25度,但可以根据设计者的选择而大于或小于该数值。类似地,图8Α中的相邻外部平台的相互对置边缘80(0)具有轴向定向且沿圆周方向错开的第一和第二边缘部分81 (ο)和82(0),二者由倾斜边缘部分83 (ο)连接。
[0020]现在参看图8Β,其示出了根据本发明的特征,并且还参看图3Α和3Β,它们是采用该特征的叶片的图示。首先指出,内部平台31具有前面参照图8Α所描述的相同基本形状,并且构成对置平台边缘之间的界面的曲柄形状的对置边缘部分因此采用类似的标记。然而,外部平台32是不同的,因为它们的对置平台边缘80(0) I之间的界面形成了双曲柄形状。这是如下实现的,即每个平台边缘80(0)1分别包括第一、第二和第三轴向定向边缘部分81(0)、84(0)和85(0)。这些边缘部分沿圆周方向错开彼此,以形成曲柄形状的第一、第二和第三轴向延伸臂。第一轴向定向边缘部分81 (ο)短于第二轴向定向边缘部分84(0),第三轴向定向边缘部分85(0)短于第一轴向定向边缘部分81 (ο)。沿着从每个外部平台的后缘T(O)至前缘L(O)的顺序,第一轴向定向边缘部分81 (ο)后面跟着第一倾斜边缘部分83 (O),其形成该曲柄形状的第一倾斜臂并将第一轴向定向边缘部分81 (ο)与第二轴向定向边缘部分84(0)连接。边缘部分84(0)后面跟着第二倾斜边缘部分86 (O),其形成该曲柄形状的第二倾斜臂并将第二轴向定向边缘部分84 (ο)与第三轴向定向边缘部分85 (ο)连接。与内部平台的情况一样,边缘部分83(0)以角度-β相对于圆周方向倾斜。然而,边缘部分86(0)以不同的角度+Φ相对于圆周方向倾斜。在本例中,Φ为大约45度,但可以根据设计者的选择而大于或小于该数值。
[0021]在图8Β中,通过前述在组装过程中内部平台31相对于外部平台32的扭转,实现对置内部和外部平台边缘80(i)和80(o)的前述不同部分之间的接触和间隙,如下面所解释。
[0022]在图8A中,在组装隔板的过程中没有扭转力施加于翼部,内部平台的尺寸被设置成使得,在完全组装状态:
?在相互对置的第一轴向定向边缘部分81 (i)之间存在间隙;并且 ?在相互对置的倾斜边缘部分83 (i)之间存在间隙;
?相互对置的第二轴向定向边缘部分82 (i)之间存在接触。
[0023]本质上讲,图8A中的外部平台具有与内部平台相同的接触和间隙特性,尽管间隙在绝对尺寸的意义上讲可能不同。
[0024]与此不同,图SB中示出了内部平台的尺寸被设置成使得,在完全组装状态:
?在相互对置的第一轴向定向边缘部分81 (i)之间存在间隙;
?在相互对置的第二轴向定向边缘部分82 (i)之间存在间隙;
?在相互对置的倾斜边缘部分83 (i)之间存在干涉接触,这种干涉是通过相对于图8A中的现有技术加大倾斜边缘部分的尺寸而实现的。
[0025]另外,图SB中的外部平台的尺寸被设置成使得,在完全组装状态:
?在相互对置的第一轴向定向边缘部分81 (ο)之间存在间隙;
?在相互对置的第一倾斜边缘部分83 (ο)之间存在间隙。
[0026].在相互对置的第三轴向定向边缘部分85 (O)之间存在间隙;
?在相互对置的第二轴向定向边缘部分84(0)之间存在接触;并且 ?在相互对置的第二倾斜边缘部分86 (ο)之间存在接触。
[0027]制造隔板10的初始步骤为制作出隔板环33和静叶片,静叶片包括与内部和外部平台31、32形成一体的翼部30。
[0028]在已有的制造隔板环33的方法中,隔板环是从作为完整环的厚规格钢板(heavygauge steel plate)切割出来的,机加工成预期横截面轮廓,然后沿着直径切割成两个半圆形件,以使得叶片能够在其内部直径中组装和拆卸。然而,本发明的优选方法起始于分别从板料切割出每个板环,从而将隔板环制作成两个半体33A、33B。如示于图4,这允许更高效地使用板料,以降低材料成本,因为从板34切割出半环33A、33B的形状可以彼此局部嵌套布置。
[0029]如示于图5,在将半环33A、33B机加工成包含焊接区39的初始期望横截面轮廓后,它们的对置端部被开有螺纹孔,每个螺纹孔处被采用扭矩张紧型螺柱和垫块结构36。盲端螺纹孔37被钻设在下部半环33B的径向相对端部中,带有凹坑38A的螺纹孔38钻设穿过上部半环33A的径向相对端部。为了形成完整的隔板环33,两个半环33A、33B的对置端部101通过下述方式被带到一起形成彼此干涉接触:将螺柱36A拧入螺纹孔37、38,将垫块36B和垫片36C在凹坑38A中套在螺柱36A的端部上,其中螺柱36A在该凹坑中突伸到半环33A中的孔38之上,将锁紧螺母36D抵靠着垫块36B拧紧在螺柱上,直至获得预定的扭矩值。
[0030]还请参看图6,实线表示的是在初始机加工和组装到隔板上之后并且在最终机加工之前的外部平台32和隔板环33的外轮廓。点划线表示在最终机加工为完整隔板的形状之后它们的外轮廓。如前面所指出,在半环33A、33B的基本形状已经从重规格板切割出来后,它们的内周被机加工以产生隆起的焊接区39,以方便后面将组装的隔板环33焊接至外部平台32。从图6还应注意,在准备组装时,半环上的焊接区39的内表面和外部平台32的外表面32A被机加工,从而焊接区39具有锥角(楔角)α。在这种特定的实施例中,相对于平行于涡轮机转子的旋转轴线的平面P的锥角α为大约5°。然而,角度α可以根据设计者的选择而大于或小于该数值,其中要考虑到将被采用的隔板组装技术(见下文)、外部平台的任何轴向斜度以及涡轮级的流体动力学要求。例如,外部平台的厚度可以沿轴向方向的上游或下游缩窄,以便减小或增大焊接区39所需的锥角α。此外,假定采用轴向均匀的外部平台厚度,则锥角α取决于涡轮机通道的外部壁的张角,该张角是沿下游方向朝向涡轮机转子的旋转轴线会聚或从该旋转轴线张开的角度。请注意,在汽轮机中,靠近HP气流入口的高压(HP)涡轮级可能具有负的张角,即,它们可能具有局部会聚角度。因此,锥角α对于这样的涡轮级还可以是负的。
[0031]为了在准备阶段的机加工之后开始组装隔板10,一圈静叶片,包括翼部30以及内部和外部平台31、32,被组装在位于水平组装台面41上的定位板40上,如图7Α中的剖视图所示。还请参看图3Β和SB,叶片被初始安置成使得相邻内部平台31的倾斜边缘部分83(i)彼此接触,而其它相互对置边缘部分81 (i)和82(i)之间存在间隙。关于外部平台32,它们具有的直径大于它们的最终直径,因此图7A示出了在定位板40的周边与在外部平台32的边缘上限定出定位台阶的唇缘32B之间具有径向间隙X。这样,在相邻外部平台的对置边缘80(0)1之间存在间隙。
[0032]为了继续该代表性实施方式中的组装,隔板环33被保持水平并与静叶片的圈同心,然后被降低以使得焊接后的焊接区39的内表面平滑地动到外部平台32的外表面32A上。隔板环33然后被强制进一步向下移动到外部平台32上,从而使得相邻外部平台的相互对置的第二倾斜边缘部分86 (ο)与相互对置的第二轴向延伸边缘部分84(0)发生接触。然而,小的间隙维持在相互对置边缘部分81 (ο)和83(0)之间。在本例中,隔板环33的最终位置示于图7B,其中,其上表面与外部平台32的前缘L (ο)平齐(或非常近乎于此),并且间隙X被密闭至小的名义值。
[0033]隔板环33可以通过下述方式而强制向下移动到图7B所示位置,即利用一个阵列的夹持器(未示出),它
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1