焊道切削装置及汽轮机的径向销抜取方法
技术领域
本发明涉及一种焊道切削装置及使用了该装置的汽轮机的径向销抜取方法,该焊道切削装置用于切削焊道,该焊道形成在一端部插入到在构造物上形成的孔内且另一端部从该构造物的表面突出的销的该另一端部的外周。
背景技术
一直以来,在对机械部分进行相互连接或固定等的各种用途中使用了销,但其中,为了防止脱落而有时将销焊接于机械部分。这种情况下,向作为机械部分的构造物上形成的孔内插入销的一端部,并使销的另一端部从该构造物的表面突出,从而在该另一端部的外周设置焊道。由此,焊道防止销的脱落。
作为如此通过焊道而固定于构造物的销,在核能发电厂、火力发电厂等的汽轮机中,列举出为了将叶片环、平衡环或内部机室等相对于涡轮机室定位而使用的径向销。
例如,在专利文献1中记载了用于设定涡轮的转子和叶片环或平衡环的位置的径向销。需要说明的是,虽然在专利文献1中未明确记载,但径向销通常是一部分从涡轮机室的外表面突出,在该部分的外周形成焊道而固定于涡轮机室。
然而,在汽轮机的定期检修或改造施工时,有时抜取径向销而将汽轮机分解。这种情况下,需要将设置在径向销的外周的焊道除去,以往,焊道的除去通过如下的方法进行。
图7是表示除去在径向销的外周设置的焊道的情况的图,(a)表示涡轮机室整体,(b)将径向销周边(图7(a)的A所示的区域)放大表示。
首先,如图7(a)所示,经由机械安装台52而将专用机械50设置在地板F上,利用起重机吊起涡轮机室1,使其移动到规定的位置而覆盖在专用机械50上。需要说明的是,在该阶段,向专用机械50安装穿孔用的大径钻头54A。另一方面,径向销2插入到在涡轮机室1上设置的贯通孔3内,一部分从涡轮机室1的外表面突出,在该突出部形成有焊道4(参照图7(b))。
在将涡轮机室1覆盖在专用机械50上的状态下,如图7(b)所示,利用专用机械50的大径钻头54A从涡轮机室1的内侧向径向销2形成大径孔5,之后,将大径钻头54A更换为小径钻头54B,利用小径钻头54B形成贯通孔6。在此,进行使用了大径钻头54A及小径钻头54B的2阶段的穿孔作业是为了利用大径孔5作为引导部而防止贯通孔6的中心位置的偏移,以免对涡轮机室1造成损伤。
然后,将刀具主体56安装于专用机械50,将该刀具主体56从涡轮机室1的内侧插入到贯通孔6内,在刀具主体56的外周面上安装切削刀57,利用专用机械50使刀具主体56旋转,由此进行焊道4的切削。
需要说明的是,图7(a)表示了作为涡轮机室1的半分割结构的机室的上半部,但在涡轮机室1为机室的下半部的情况下,在机室的水平分割面上架设台板,在该台板上经由机械安装台52而设置专用机械50,按照与机室上半部的情况同样的顺序来进行焊道4的切削。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本实开昭61-17104号公报
发明内容
然而,在上述现有的方法中,为了除去焊道4,必须预先在径向销2上形成大径孔5及贯通孔6,不仅作业效率差,而且可能会对涡轮机室1的贯通孔3造成损伤。
另外,为了在径向销2上形成大径孔5及贯通孔6而需要大转矩,不得不使用搭载了电动机的大型的专用机械50。因此,在专用机械50的位置偏移时,需要利用起重机将专用机械50自身吊起而使其移动。
本发明鉴于上述的情况而作出,其目的在于提供一种能够不在销上形成贯通孔地切削焊道,不仅对构造物造成损伤的可能性低,而且作业效率良好且轻量的焊道切削装置、及使用了该焊道切削装置的汽轮机的径向销抜取方法。
本发明的焊道切削装置用于切削焊道,该焊道形成于一端部被插入到在构造物上所形成的孔内且另一端部从所述构造物的表面突出的销的该另一端部的外周,所述焊道切削装置的特征在于,具备:切削单元,其切削在所述销的外周形成的所述焊道;及支承单元,其将所述切削单元沿着所述销的外周移动自如地支承在所述销的所述另一端部的端面上。
根据该焊道切削装置,由于设有将切削焊道的切削单元沿着销外周移动自如地支承在从构造物的表面突出的销的端面(另一端部的端面)上的支承单元,因此能够不在销上形成贯通孔地切削焊道,能够大幅提高作业效率。
另外,由于在销上未形成贯通孔,因此能够减少对构造物造成损伤的可能性,并且焊道切削装置的转矩即使较小也足够,因此能够形成为使用了例如空气研磨机的轻量的结构。
在上述焊道切削装置中,优选的是,所述支承单元包括:支柱轴,其竖立设置在所述销的所述另一端部的端面;连接构件,其将所述切削单元与所述支柱轴连接;及轴承,其将所述连接构件支承为以所述支柱轴为中心旋转自如。
如此,通过使用包括支柱轴、连接构件及轴承在内的支承单元来支承切削单元,而使切削单元与连接构件一起以支柱轴为中心旋转,能够使切削单元沿着销外周顺畅地移动。由此,不会对构造物造成损伤,而容易地切削在销的外周形成的焊道。
在上述焊道切削装置中,优选的是,所述支柱轴与螺纹孔螺合,该螺纹孔作为形成所述销的截面的圆形形状的大致同心圆而向所述销的所述另一端部的端面穿设。
如此,通过使支柱轴与作为形成所述销的截面圆形形状的大致同心圆而向销的从构造物的表面突出的端面(另一端部的端面)穿设的螺纹孔螺合,使切削单元以支柱轴为中心与连接构件一起旋转,从而能够使切削单元按照沿着销外周的所希望的轨迹移动。由此,能够防止焊道的切削时对构造物造成损伤的情况。
在上述焊道切削装置中,也可以是,所述切削单元在其长度方向的前端侧具有切削所述焊道的切削刀,以所述切削单元的长度方向相对于所述支柱轴所成的角度为0度以上且60度以下的方式将所述切削单元安装于所述连接构件。
这种情况下,优选的是,还具备调节所述切削单元的长度方向相对于所述支柱轴所成的角度的角度调节单元。
如此,通过使切削单元的长度方向相对于支柱轴所成的角度为0度以上且60度以下,能够容易地进行切削单元的切削刀对焊道的切削作业。而且,通过设置角度调节单元,能够对应于焊道的切削作业的进展而始终以适当的角度使切削单元与焊道接触。
优选的是,上述焊道切削装置还具备调节所述销的径向上的所述切削单元的位置的径向位置调节单元。
另外,优选的是,还具备调节所述销的轴向上的所述切削单元的位置的轴向位置调节单元。
如此,通过设置调节销的径向上的切削单元的位置的径向位置调节单元、或调节销的轴向上的切削单元的位置的轴向位置调节单元,由此能够对应于焊道的切削作业的进展而使切削单元始终在适当的位置与焊道接触。
在上述焊道切削装置中,也可以是,所述构造物是汽轮机的涡轮机室,所述销是用于将汽轮机的叶片环、平衡环或内部机室相对于所述涡轮机室进行定位的径向销。
本发明的汽轮机的径向销抜取方法,使用上述的焊道切削装置拔取径向销,该径向销为了将汽轮机的叶片环、平衡环或内部机室相对于涡轮机室进行定位而使用,该径向销的一端部插入到形成于所述涡轮机室的孔内且另一端部从所述涡轮机室的外表面突出,并且通过在该突出的部位的外周形成焊道而将该径向销固定于所述涡轮机室,所述汽轮机的径向销抜取方法的特征在于,具备如下工序:经由所述支承单元而在所述径向销的所述另一端部的端面上安装所述切削单元的工序;使所述切削单元沿着所述径向销的外周移动并切削所述焊道的工序;及在切削所述焊道之后将所述径向销从所述涡轮机室抜取的工序。
根据该径向销抜取方法,由于在从涡轮机室的表面突出的销的端面(另一端部的端面)上经由支承单元而安装切削单元,使切削单元沿着径向销的外周移动并进行焊道的切削,因此能够省略在径向销上形成贯通孔的作业,能够大幅提高作业效率。
另外,由于在轴向销上未形成贯通孔,因此能够减少对涡轮机室(尤其是径向销安装用的贯通孔)造成损伤的可能性,并且焊道切削装置的转矩即使较小也可以,因此能够形成为使用了例如空气研磨机的轻量的结构。而且,由于径向销未破裂,因此也能够实现其再利用。
另外,在以往的汽轮机的径向销抜取方法中,在涡轮机室为机室上半部时,利用起重机吊起涡轮机室(机室上半部),覆盖于在地板上预先设置的专用机械上,通过使用了该专用机械的2阶段的穿孔作业而从机室内侧对径向销开设贯通孔,利用插入到该贯通孔内的切削刀进行了焊道的切削。此外,在依次拔取多个径向销时,为了使专用机械的位置向下一抜取对象的径向销偏移,而需要使用起重机进行涡轮机室(机室上半部)的吊起、翻转、机械安装台及专用机械的移动等。
另一方面,在涡轮机室为机室下半部的情况下,在机室下半部的水平分割面上架设台板,在该台板上经由机械安装台而设置专用机械,按照与机室上半部的情况同样的顺序进行焊道的切削,并且在向下一径向销的抜取作业转移时,需要利用起重机吊起专用机械而使其移动到下一抜取对象的径向销的位置。
相对于此,在本发明的上述径向销抜取方法中,由于在从涡轮机室的表面突出的销的端面(另一端部的端面)上经由支承单元来安装切削单元而进行焊道的切削,因此能够从涡轮机室的外侧进行作业,无需以往那样利用起重机吊起涡轮机室(机室上半部)而覆盖在专用机械上。
另外,如上所述,本发明的焊道切削装置轻量且可搬运,因此在向下一径向销的抜取作业转移时,只要将焊道切削装置搬运至下一抜取对象的径向销的位置即可,无需使用起重机进行涡轮机室(机室上半部)的吊起、翻转、机械安装台及专用机械的移动等。
在上述径向销抜取方法中,优选的是,所述切削单元在其长度方向的前端侧具有切削所述焊道的切削刀,在切削所述焊道的工序中,在使所述切削单元的长度方向相对于所述支柱轴大致平行的状态下,使所述切削单元朝向所述径向销的径向内侧移动并粗削所述焊道,之后,在使所述切削单元的长度方向相对于所述支柱轴倾斜的状态下将所述焊道削除。
如此,在使切削单元的长度方向相对于支柱轴大致平行的状态下,使切削单元朝向径向销的径向内侧移动并粗削焊道,之后,在使切削单元的长度方向相对于支柱轴倾斜的状态下将焊道削除,由此能够迅速且高精度地进行焊道的除去。
【发明效果】
根据本发明,由于设有将切削焊道的切削单元以沿着销外周移动自如地支承在从构造物的表面突出的销的端面(另一端部的端面)上的支承单元,因此能够不在销上形成贯通孔地切削焊道,能够大幅提高作业效率。
另外,由于在销上未形成贯通孔,因此不仅能够减少对构造物造成损伤的可能性,并且焊道切削装置的转矩即使较小也足够,因此能够形成为使用了例如空气研磨机的轻量的结构。
附图说明
图1是表示焊道切削装置的结构例的剖视图。
图2是表示焊道切削装置的另一例的剖视图。
图3是表示使用图1及2所示的焊道切削装置拔取汽轮机的径向销的情况的图。
图4是表示图3的各阶段的焊道的周边的放大图。
图5是表示变形例的焊道切削装置的结构的剖视图。
图6是表示角度调节单元及轴向位置调节单元的结构例的剖视图。
图7是表示在以往的径向销抜取方法中将设置在径向销的外周的焊道除去的情况的图,(a)表示涡轮机室整体,(b)将径向销周边放大表示。
具体实施方式
以下,根据附图,说明本发明的实施方式。但是,本实施方式记载的结构构件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等只要没有特别的记载,就并非将本发明的范围限定于此,只不过是说明例。
图1是表示焊道切削装置的结构例的剖视图。图2是表示图1所示的焊道切削装置的另一例的剖视图。
需要说明的是,以下,说明对为了将汽轮机的机室内构造物(叶片环、平衡环或内部机室)7相对于涡轮机室1进行定位而使用的径向销2的焊道4进行切削的焊道切削装置,但本发明的焊道切削装置并未限定为本例,能够广泛适用于切削一部分从构造物的表面突出且在该突出部的外周形成有焊道的销的焊道的装置。
如图1所示,径向销2的一端部2A插入到形成于涡轮机室1的贯通孔3中,与设置在机室内构造物(叶片环、平衡环或内部机室)7上的凹部8嵌合。另一方面,径向销2的另一端部2B从涡轮机室1的外表面突出,且在所述径向销2的另一端部2B的外周形成有焊道4。利用该焊道4,径向销2被固定于涡轮机室1。而且,汽轮机的焊道4将涡轮机室1的内部空间密闭,还起到阻止涡轮机室1的内部和外部的流体(蒸气或大气)经由贯通孔3的通过。
图1所示的焊道切削装置10构成包括切削形成在径向销2的外周的焊道4的切削部(切削单元)12和将切削部12支承在径向销2上的支承部(支承单元)20。
切削部12在其长度方向的前端侧具有用于切削焊道4的切削刀14,例如可以使用通过工厂空气等驱动的空气研磨机。
对切削部12进行支承的支承部20具有:在径向销2的另一端部2B的端面2C上竖立设置的支柱轴22;将切削部12与支柱轴22连接的连接构件24;轴承26,将连接构件24支承为以支柱轴22为中心旋转自如;及与径向销2的另一端部2B嵌合的嵌合构件28。
支柱轴22将连接构件24及嵌合构件28贯通,与设置在径向销2的另一端部2B的端面2C的螺纹孔9螺合。
螺纹孔9优选作为形成径向销2的截面的圆形形状的大致同心圆而向端面2C穿设。由此,以支柱轴22为中心而使切削部12与连接构件24一起旋转,由此能够使切削部12(切削刀14)按照沿着径向销2的外周的所希望的轨迹移动。由此,能够防止在焊道4的切削时对涡轮机室1造成损伤。
在连接构件24内置有进给丝杠机构(径向位置调节单元)30,从而能够调节径向销2的径向上的切削部12(切削刀14)的位置。由此,对应于焊道4的切削作业的进展,能够使切削部12的切削刀14始终在适当的位置与焊道4接触。
进给丝杠机构30构成包括:在端部安装有把手32并沿着径向销2的径向延伸的进给丝杠34;及安装切削部12的进给螺母36。进给丝杠34以可伴随着把手32旋转的方式由未图示的轴承而支承于连接构件24。根据该进给丝杠机构30,当经由把手32向进给丝杠34输入转矩时,伴随着进给丝杠34的旋转,切削部12与进给螺母36一起沿着径向销2的径向(图1所示的“切削部移动方向”)移动。
轴承26设置在连接构件24与嵌合构件28之间,将连接构件24支承为连接构件24相对于嵌合构件28能够以支柱轴22为中心旋转。
需要说明的是,嵌合构件28与径向销2的另一端部2B嵌合,因此在连接构件24的旋转运动时基本不动。具体而言,径向销2的另一端部2B是以径向销2的轴向为中心的多边形(例如六边形),嵌合构件28具有与该多边形对应的形状的凹部29,嵌合构件28由径向销2的另一端部2B卡定。
如此,使用包括支柱轴22、连接构件24及轴承26在内的支承部20来支承切削部12,使切削部12与连接构件24一起以支柱轴22为中心旋转,从而能够使切削部12的切削刀14沿着径向销2的外周顺畅地移动。由此,不会对涡轮机室1造成损伤而容易地切削形成在径向销2的外周的焊道4。
需要说明的是在图1所示的例子中,切削部12以其长度方向沿着径向销2的轴向(支柱轴22的轴向)的方式安装于连接构件24,但如图2所示,也可以以相对于径向销2的轴向(支柱轴22的轴向)倾斜的状态将切削部12安装于连接构件24。在此,图2所示的焊道切削装置60除了切削部12的安装形态(角度)之外具有与图1的焊道切削装置10相同的结构,因此对于与焊道切削装置10共通的要素标注同一标号,省略其说明。
另外,从容易进行切削刀14对焊道4的切削作业的观点出发,优选以切削部12的长度方向与支柱轴22的轴向所成的角度α(参照图2)成为0度以上且60度以下的方式将切削部12安装于连接构件24。需要说明的是,图1所示的焊道切削装置10是切削部12的长度方向与支柱轴22的轴向所成的角度α为0度的情况。
接下来,说明使用图1及2所示的焊道切削装置10拔取汽轮机的径向销2的方法。图3是表示拔取汽轮机的径向销2的情况的图。图4是表示图3的各阶段的焊道4的周边的放大图。
首先,如图3所示,将焊道切削装置10安装在径向销2的另一端部2B的端面2C。
具体而言,如图1所示,将连接构件24、嵌合构件28及轴承26组装,在连接构件24预先安装切削部12。并且,使径向销2的另一端部2B与嵌合构件28的凹部29嵌合。在该状态下,将支柱轴22插通设置在连接构件24及嵌合构件28上的贯通孔(未图示),与设置在径向销2的另一端部2B的螺纹孔9螺合。
并且,在使切削部12的长度方向相对于支柱轴22大致平行的状态下,使切削部12朝向径向销2的径向内侧(图4的箭头方向)移动,并使切削部12(切削刀14)沿着径向销2的外周旋转而粗削焊道4。由此,焊道4的大部分被除去,但进入到涡轮机室1的贯通孔3与径向销2的另一端部2B的间隙的焊道4未被除去而残留。
然后,如图3所示,取代焊道切削装置10,而将焊道切削装置60安装在径向销2的另一端部2B的端面2C。具体的安装顺序与焊道切削装置10的情况相同。
并且,在使切削部12的长度方向相对于支柱轴22倾斜的状态下,使切削部12(切削刀14)沿着径向销2的外周旋转而将残留的焊道4削除。
如此,使用焊道切削装置10,在使切削部12的长度方向与支柱轴22大致平行的状态下使切削部12朝向径向销2的径向内侧移动并对焊道4进行粗削,之后,使用焊道切削装置60,在使切削部12的长度方向向支柱轴22倾斜的状态下将焊道4削除,由此能够迅速且高精度地进行焊道4的除去。
并且,对焊道4被完全除去的径向销2利用锤等敲打而从涡轮机室1的贯通孔3抜出,利用设置在径向销2的另一端部2B的端面2C上的螺纹孔9来安装钩,利用起重机将径向销2吊起。如此,将径向销2从涡轮机室1的贯通孔3抜取。
如以上说明那样,本实施方式的焊道切削装置10、60具备:对形成在径向销2的外周的焊道4进行切削的切削部12;及将该切削部12沿着径向销2的外周移动自如地支承在径向销2的另一端部2B的端面2C上的支承部20。并且,支承部20包括:竖立设置在径向销2的另一端部2B的端面2C上的支柱轴22;将切削部12与支柱轴22连接的连接构件24;及将该连接构件24支承为以支柱轴22为中心旋转自如的轴承26。
如此,在焊道切削装置10、60中,设有将切削焊道4的切削部12(切削刀14)沿着径向销2的外周移动自如地支承在径向销2的端面2C(另一端部2B的端面)上的支承部20,因此能够不用在径向销2形成贯通孔地切削焊道4,从而能够大幅提高作业效率。
另外,由于在径向销2未形成贯通孔,因此能够减少对涡轮机室1(具体而言贯通孔3)造成损伤的可能性,并且即使焊道切削装置10、60的切削部12的转矩较小也足够,因此例如能够形成为使用了空气研磨机的轻量的结构。
另外,在本实施方式中,说明如下的径向销抜取方法:首先将焊道切削装置10安装在径向销2的另一端部2B的端面2C,在使切削部12的长度方向与支柱轴22大致平行的状态下使切削部12朝向径向销2的径向内侧移动并对焊道4进行粗削,之后,取代焊道切削装置10而将焊道切削装置60安装于径向销2的另一端部2B的端面2C,在使切削部12的长度方向相对于支柱轴22倾斜的状态下将焊道4削除,最后将除去了焊道4的径向销2从涡轮机室1的贯通孔3抜取。
根据该径向销抜取方法,使用焊道切削装置10、60,经由支承部20将切削部12安装在从涡轮机室1的外表面突出的径向销2的端面2C(另一端部2B的端面)上而进行焊道4的切削,因此能够从涡轮机室1的外侧进行作业。
另外,焊道切削装置10、60为轻量且能够搬运,因此在向下一径向销2的抜取作业转移时,只要将焊道切削装置10、60搬运至下一抜取对象的径向销2的位置即可,无需使用起重机进行涡轮机室1的吊起、翻转、机械安装台及专用机械的移动等。
以上,详细说明了本发明的实施方式,但本发明并未限定于此,在不脱离本发明的主旨的范围内,当然可以进行各种改良、变形。
例如在上述的实施方式中,说明了通过包括支柱轴22、连接构件24、轴承26及嵌合构件28在内的支承部20将切削部12支承在径向销2的端面2C上的例子,但对切削部12进行支承的支承部并未限定为该例子,可采用如下的各种结构。
图5是表示变形例的焊道切削装置的结构的剖视图。该图所示的焊道切削装置70除了支承切削部12的支承部的结构之外,与在第一实施方式中说明的焊道切削装置10相同,因此对于与焊道切削装置10共通的要素标注同一标号而省略其说明。
如图5所示,焊道切削装置70的支承部72具有:竖立设置在径向销2的另一端部2B的端面2C上的支柱轴22;沿着支柱轴22设置在其外周的套筒74;将切削部12与支柱轴22(套筒74)连接的连接构件24;将连接构件24支承为以支柱轴22为中心旋转自如的轴承26。根据这种结构的支承部72,与上述的实施方式中说明的支承部20同样地,能够使切削部12的切削刀14沿着径向销2的外周顺畅地移动。
此外,对切削部12进行支承的支承部只要能够使切削部12沿着径向销2的外周移动自如地支承在径向销2的端面2C上即可,可以为任何结构,例如可以取代轴承26而使用滑动轴承,也可以将轴承26自身省略。在省略轴承26的情况下,在不进行旋转运动的构件上设置圆形的凹部及凸部中的任一方,在进行旋转运动的构件上设置另一方,通过使两构件的凹部与凸部嵌合来限制旋转运动,从而能够使切削部12沿着规定的轨道适当地进行旋转运动。
另外,在上述的实施方式中,说明了在焊道切削装置10中通过进给丝杠机构(径向位置调节单元)30调节径向销2的径向上的切削部12的位置的例子,但也可以设置调节切削部12的长度方向相对于支柱轴22所成角度的角度调节单元、调节支柱轴22的轴向上的切削部12的位置的轴向位置调节单元。
图6是表示角度调节单元及轴向位置调节单元的结构例的剖视图。如该图所示,在进给丝杠机构30的进给螺母36上经由承受板80而安装切削部支架82。切削部支架82通过在将分别具备半圆槽的第一板部82A和第二板部82B以该半圆槽彼此面对的方式配置而形成的圆孔内夹入切削部12,利用一对螺栓(轴向位置调节单元)84进行紧固,从而将切削部12固定。而且,切削部支架82利用螺栓84而固定于承受板80。承受板80通过螺栓(角度调节单元)86而固定于进给螺母36。
在松缓了螺栓86的状态下,以螺栓86为中心而使承受板80旋转了所希望的角度之后,紧固螺栓86,在承受板80上安装切削部支架82及切削部12,由此能够调节切削部12的长度方向相对于支柱轴22所成的角度。
另外,在松缓了螺栓84的状态下,使切削部12沿着其长度方向移动了所希望量之后,紧固螺栓84,从而能够调节支柱轴22的轴向上的切削部12(切削刀14)的位置。
由此,对应于焊道4的切削作业的进展,能够使切削部12始终在适当的角度及位置与焊道4接触。而且,只要是通过螺栓86能调节切削部12的长度方向相对于支柱轴22所成的角度的结构,无需像上述的实施方式中说明那样将焊道切削装置10更换为焊道切削装置60,能够利用一个焊道切削装置将焊道4可靠地除去。