CN111396140B - 一种设置有止动结构的静叶环及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种设置有止动结构的静叶环及其加工方法，包括外环、内环、静子叶片以及销钉，静子叶片的叶片榫头连接外环，静子叶片的叶片榫舌连接内环，外环端面沿轴向均匀开设有若干销钉孔，所述销钉孔中设置有销钉，销钉与销钉孔过盈配合；同时提供其加工方法，外环、内环和静子叶片安装完成后，在外环上加工销钉孔，再将销钉装入，最后切割静叶环；针对有引气需求的静叶环，提供了一种简单可靠的静叶环止动结构，而且用销钉作为止动件，对静叶环本身结构损伤小，销钉容易加工，尺寸容易控制；销钉与销钉孔过盈配合，防止在振动工况下，销钉松动；对静叶环的加工工艺影响不大，静叶环的整体工艺性更好，可有效防止静叶环轴向窜动。
Description
技术领域
本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种设置有止动结构的静叶环及其加工方法。
背景技术
燃气轮机的压气机静叶环用于逐级将动叶加给气流的剩余能量继续转变为压力升高，并将气流导引至下一级动叶要求的进口方向(压缩空气，并按着一定的角度把空气引导给转子上的动叶)。所以静叶环装配在燃气轮机上时都有严格的位置度要求，并有一定刚度要求来抵抗工作时(高温高压)的变形。
某燃气轮机的某级压气机静叶环因需要引气，与其他级静叶环端面直接固定在机匣环槽内不同。该级静叶环仅一个端面与机匣环槽接触。另一端面由销钉与机匣环槽固定。叶片的榫舌装到内环，榫头安装到外环斜向榫槽内，通过热墩使叶片和内环形成整体，从而先使静叶环成一整体，后续再经车加工、钻销钉、装配销钉、切环等工序，最终组件状态变为半环，这种状态下各叶片之间产生一定互锁约束能力，同时在销钉的顶紧下，工作中由于压差和振动影响，叶片在外环内会有一定窜动量，当窜动量小时，会对压气机效率产生影响，当窜动量大时，不仅会对压气机效率产生影响，还有可能发生转静子叶片碰磨，导致燃气轮机失效。因此，静叶环需固定在可靠位置，且自身结构需能够防止其在周向、径向和轴向移动。
现阶段，在燃气轮机中，多采用T型槽结构装配、固定转子叶片，该结构具有可靠性高，结构简单的特点，但不适用有引气需求的静叶环。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种设置有止动结构的静叶环及其加工方法，销钉作为止动件，对静叶环本身结构损伤小，销钉与销钉孔过盈配合，防止在振动工况下，销钉松动，以解决有引气需求的压气机静叶环轴向固定问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是，一种设置有止动结构的静叶环，包括外环、内环、静子叶片以及销钉，静子叶片的叶片榫头连接外环，静子叶片的叶片榫舌连接内环，外环端面沿轴向均匀开设有若干销钉孔，所述销钉孔中设置有销钉，销钉与销钉孔过盈配合。
销钉孔为盲孔，销钉的一端伸入销钉孔底部，销钉的长度销钉长度＝机匣安装槽宽-外环宽度+销钉孔的深度。
销钉的数量为10～20。
销钉孔的边缘与叶片榫头端面相切。
本发明所述静叶环的加工工艺，包括以下步骤：
步骤1，将叶片榫舌依次插入内环中，并保证静子叶片进排气边的方向与内环进排气边方向一致，然后将整圈叶片连同内环一起插入外环上的榫槽内；
步骤2，镦粗叶片榫舌，确定静子叶片在内环中无法窜动；
步骤3，车加工外环的两个端面，保证外环宽度尺寸，且叶片榫头端面与外环端面齐平；
步骤4，在外环的进气侧端面加工销钉孔；
步骤5，将步骤4加工的销钉孔孔口进行倒角，然后将销钉孔清理和清洗；
步骤6，将销钉装入销钉孔中，并保证销钉装入销钉孔的孔底，形成整体的静叶环；
步骤7，将步骤6所形成的静叶环切割成两段，两个切口应在对角线位置，并确保切割线避开静子叶片。
步骤2中，榫舌镦粗后高度应为0.6～1.5mm。
步骤2中，采用夹布木锤由靠近进气边的叶背方向，敲击叶片的方法确定叶片在内环中无法窜动。
步骤4中，加工销钉孔时先钻孔确定销钉孔的中心位置，再采用铰孔工艺加工至设计尺寸。
销钉装入销钉孔之前放入液氮中冷却5-15min，用工具夹取销钉放入销钉孔中。
步骤7中，用线切割机切割静叶环。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：针对有引气需求的静叶环，提供了一种简单可靠的静叶环止动结构，而且用销钉作为止动件，对静叶环本身结构损伤小，销钉容易加工，尺寸容易控制；销钉与销钉孔过盈配合，防止在振动工况下，销钉松动；对静叶环的加工工艺影响不大，静叶环的整体工艺性更好，可有效防止静叶环轴向窜动。
进一步的，销钉孔的边缘与叶片榫头端面相切，能有效防止静子叶片发生轴向窜动。
本发明所述止动结构，工艺性好的压气机静叶环轴向止动结构及工艺方法，静子叶片与内环和外环的安装次序，使静叶环安装不受内应力，而且对部件无损伤；镦粗叶片榫舌，具有铆固作用，避免静子叶片径向窜动；对销钉孔进行清理和清洗能确保销钉伸入孔底，能有助于实现整体平衡的止动效果。
进一步的，采用夹布木锤由靠近进气边的叶背方向，敲击叶片的方法确定叶片在内环中无法窜动，保证安装位置准确的情况下不损伤叶片。
进一步的，榫舌镦粗后高度应为0.6～1.5mm，具有足够的强度确保静子叶片在有振动外部应力的工况下不发生窜动。
进一步的，加工销钉孔时先钻孔确定销钉孔的中心位置，再采用铰孔工艺加工至设计尺寸，能确保其位置准确，孔的深度和直径尺寸更准确。
进一步的，销钉装入销钉孔之前放入液氮中冷却使销钉的尺寸缩小，容易装入销钉孔，而且不需要用外力击打销钉。
附图说明
图1为静叶环整体结构立体示意图。
图2为静叶环整体结构侧视示意图。
图3为静子叶片示意图。
图4为外环示意图。
图5为内环示意图。
图6为销钉与叶片榫头相对位置示意图。
图7为销钉孔的位置与叶片榫头的位置关系示意图。
附图中，1-外环，2-内环，3-静子叶片，4-销钉，5-销钉孔，6-叶片榫头。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明进行详细阐述。
一种设置有止动结构的静叶环包括外环1、内环2、静子叶片3以及销钉4，静子叶片3的叶片榫头6连接外环1，静子叶片的叶片榫舌连接内环2，外环1端面沿轴向均匀开设有若干销钉孔5，所述销钉孔5中设置有销钉4，销钉4与销钉孔5过盈配合；销钉孔5为盲孔，销钉4的一端伸入销钉孔5底部，销钉4的长度销钉长度＝机匣安装槽宽-外环宽度+销钉孔的深度；销钉孔5的边缘与叶片榫头6端面相切。
销钉4的数量为10～20；
本发明提供一种静叶环的加工方法，包括以下步骤：
步骤1，将叶片榫舌依次插入内环2中，并保证静子叶片3进排气边的方向与内环进排气边方向一致，然后将整圈叶片连同内环2一起插入外环上的榫槽内；
步骤2，镦粗叶片榫舌，确定静子叶片3在内环2中无法窜动；
步骤3，车加工外环1的两个端面，保证外环1宽度尺寸，且叶片榫头端面与外环端面齐平；
步骤4，在外环1的进气侧端面加工销钉孔5；
步骤5，将步骤4加工的销钉孔5孔口进行倒角，然后将销钉孔5清理和清洗；
步骤6，将销钉4装入销钉孔5中，并保证销钉4装入销钉孔5的孔底，形成整体的静叶环；
步骤7，将步骤6所形成的静叶环切割成两段，两个切口应在对角线位置，并确保切割线避开静子叶片。
步骤2中，榫舌镦粗后高度应为0.6～1.5mm。
步骤2中，采用夹布木锤由靠近进气边的叶背方向，敲击叶片的方法确定叶片在内环中无法窜动。
步骤4中，加工销钉孔5时先钻孔确定销钉孔的中心位置，再采用铰孔工艺加工至设计尺寸。
销钉4装入销钉孔5之前放入液氮中冷却5-15min，用工具夹取销钉4放入销钉孔5中。
步骤7中，用线切割机切割静叶环。
参考图1、图3、图4和图5，一种轴向止动结构是压气机静叶环，静子叶片、外环、内环以及销钉；外环沿周向均匀开设榫槽，榫槽数量与静子叶片的数量相同，静子叶片的叶片榫头安装于榫槽中；内环沿周向均匀开设槽孔，槽孔数量与静子叶片的数量相同，静子叶片的榫舌安装于槽孔中，外环1端面沿轴向均匀开设有若干销钉孔5，所述销钉孔5中设置有销钉4，销钉4与销钉孔5过盈配合。
如图2、图6和图7所示，销钉孔5的边缘与叶片榫头6端面相切。销钉孔5为盲孔，销钉4的一端伸入销钉孔5底部，销钉4的长度销钉长度＝机匣安装槽宽-外环宽度+销钉孔的深度。
可选的，销钉的数量为10～20。
本发明所述静叶环的加工工艺，包括以下步骤：
步骤1，将叶片榫舌依次插入内环2中，并保证静子叶片3进排气边的方向与内环进排气边方向一致，然后将整圈叶片连同内环2一起插入外环上的榫槽内；
步骤2，镦粗叶片榫舌，确定静子叶片3在内环2中无法窜动；
步骤3，车加工外环1的两个端面，保证外环1宽度尺寸，且叶片榫头端面与外环端面齐平；
步骤4，在外环1的进气侧端面加工销钉孔5；
步骤5，将步骤4加工的销钉孔5孔口进行倒角，然后将销钉孔5清理和清洗；
步骤6，将销钉4装入销钉孔5中，并保证销钉4装入销钉孔5的孔底，形成整体的静叶环；
步骤7，将步骤6所形成的静叶环切割成两段，两个切口应在对角线位置，并确保切割线避开静子叶片。
销钉长度L＝机匣安装槽宽L1-外环宽度L2+静叶环端面盲孔深度h，销钉与静叶环端面销钉盲孔过盈配合。
在外环进气侧端面开设有若干均布的销钉盲孔，特别地，为降低加工难度，避免在斜面上钻孔，销钉孔的位置。
步骤一：将叶片榫舌依次插入内环中，并保证叶片进排气边的方向与内环上方向一致，然后将整圈叶片连同内环一起缓慢插入外环上的榫槽内；
步骤二：镦粗榫舌，榫舌镦粗后高度应为0.6～1.5mm。使用重量30克的夹布木锤由靠近进气边的叶背方向轻轻敲击叶片，确定叶片在内环中无法窜动；
步骤三：车加工外环两个端面，保证外环宽度尺寸，且叶片榫头端面与外环端面齐平；
步骤四：在外环进气侧端面钻较销钉孔，销钉数量优选10，且均匀分布，孔径优选
深度优选8±0.18。特别地，应使孔边缘与叶片榫头端面相切。
步骤五：将10个Φ4孔口倒棱0.1～0.4，用航空洗涤剂或清洗剂将销钉和孔清理干净。
步骤六：将销钉放入液氮中冷却，十分钟后，用镊子将销钉迅速装入销钉孔中，并保证销钉装入孔底。
步骤七：用线切割机将静叶环切成两段，两个切口应在对角线位置，并确保不能伤着叶片。
Claims (4)
1.一种设置有止动结构的静叶环，其特征在于，包括外环（1）、内环（2）、静子叶片（3）以及销钉（4），静子叶片（3）的叶片榫头（6）连接外环（1）的斜向榫槽，静子叶片的叶片榫舌连接内环（2），外环（1）端面沿轴向均匀开设有若干销钉孔（5），所述销钉孔（5）中设置有销钉（4），销钉（4）与销钉孔（5）过盈配合；销钉孔（5）为盲孔，销钉（4）的一端伸入销钉孔（5）底部，销钉（4）的长度=机匣安装槽宽-外环宽度+销钉孔的深度，销钉孔（5）的边缘与叶片榫头（6）端面相切；销钉（4）的数量为10~20；销钉会与叶片榫头（6）的端面顶紧，叶片要发生窜动并与外环发生相对移动时，而销钉与销钉孔过盈配合，叶片榫头（6）难以顶出销钉，销钉起到防止静子叶片窜动的作用。
2.权利要求1所述静叶环的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将叶片榫舌依次插入内环（2）中，并保证静子叶片（3）进排气边的方向与内环进排气边方向一致，然后将整圈静子叶片连同内环（2）一起插入外环上的榫槽内；
步骤2，镦粗叶片榫舌，确定静子叶片（3）在内环（2）中无法窜动；
步骤3，车加工外环（1）的两个端面，保证外环（1）宽度尺寸，且叶片榫头端面与外环端面齐平；
步骤4，在外环（1）的进气侧端面加工销钉孔（5）；
步骤5，将步骤4加工的销钉孔（5）孔口进行倒角，然后将销钉孔（5）清理和清洗；
步骤6，将销钉（4）装入销钉孔（5）中，并保证销钉（4）装入销钉孔（5）的孔底，形成整体的静叶环；
步骤7，将步骤6所形成的静叶环切割成两段，两个切口应在对角线位置，并确保切割线避开静子叶片；步骤4中，加工销钉孔（5）时先钻孔确定销钉孔的中心位置，再采用铰孔工艺加工至设计尺寸；销钉（4）装入销钉孔（5）之前放入液氮中冷却5-15min，用工具夹取销钉（4）放入销钉孔（5）中；步骤2中，榫舌镦粗后高度应为0.6～1.5mm。
3.根据权利要求2所述静叶环的加工方法，其特征在于，步骤2中，采用夹布木锤由靠近进气边的叶背方向，敲击叶片的方法确定叶片在内环中无法窜动。
4.根据权利要求2所述静叶环的加工方法，其特征在于，步骤7中，用线切割机切割静叶环。
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Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3300180A (en) * | 1964-11-17 | 1967-01-24 | Worthington Corp | Segmented diaphragm assembly |
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Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4816213A (en) * | 1987-08-24 | 1989-03-28 | Westinghouse Electric Corp. | Thermal distortion isolation system for turbine blade rings |
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3300180A (en) * | 1964-11-17 | 1967-01-24 | Worthington Corp | Segmented diaphragm assembly |
| CN102373965A (zh) * | 2011-11-24 | 2012-03-14 | 成都发动机（集团）有限公司 | 高温高尘含量烟气轮机可调式静叶组件 |
| CN110761848A (zh) * | 2019-12-16 | 2020-02-07 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种燃气轮机压气机静叶环 |
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