CN119388057A - 一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,它涉及一种过渡段结构的制造方法。本发明为了解决目前过渡段结构在焊接过程中受焊接温度影响产生变形、影响产品尺寸及后续装配的问题。本发明包括过渡段装配体和第一工装、第二工装和第三工装。过渡段装配体包括过渡段组件和过渡段外衬套,过渡段外衬套同轴套装在过渡段组件上。本发明的制造方法针对过渡段结构的特点设计更合理的工装和组焊顺序,解决了焊接变形的问题,为过渡段组件和过渡段外衬套的装配、焊接提供了便利,进一步保证过渡段结构的整体制造精度,保证过渡段结构的使用性能。本发明属于过渡段结构制造技术领域。

Description

一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法
技术领域
本发明涉及一种过渡段结构的制造方法,具体涉及一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,属于过渡段结构制造技术领域。
背景技术
过渡段结构是燃气轮机中非常重要的部件,其主要作用是将燃烧室产生的高温燃气引导至涡轮的导向叶片,确保燃气能够顺利地从燃烧室流向涡轮部分。
公开号为CN117532190A的专利公开了用于400MW重型燃机过渡段组件整体装焊工具及其装焊方法,该专利的技术方案中,通过各工装来完成过渡段组件的焊接,但随着机组性能的不断提升,需要在原过渡段组件上加装衬套,形成内、外双层的过渡段结构,以提升过渡段组件的冷却效果。
目前该型过渡段结构为薄壁件焊接结构,且因其型面复杂,如果直接焊接,因焊接变形影响,会导致最终尺寸难以保证,严重影响内、外层的后续装配。因此目前该型过渡段结构尚未有成熟的制造技术方案。
综上所述,如何针对上述技术问题,提出一种全新的过渡段结构的制造方法,这也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足,进而提供一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法。
本发明的技术方案是:一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,包括过渡段装配体和第一工装、第二工装和第三工装。
过渡段装配体包括过渡段组件和过渡段外衬套,过渡段外衬套同轴套装在过渡段组件上。
过渡段组件包括由上至下依次焊接的安装边、连接段、扰流段、支撑环和前环,且连接段和扰流段上均安装有若干个浮动环。
过渡段外衬套包括由上至下依次焊接的安装法兰、曲面连接筒、扰流锥筒和转接环。
曲面连接筒和扰流锥筒的型面上均加工有若干个冷却孔和若干个浮动环连接孔,扰流锥筒与扰流段的型面相同,曲面连接筒与连接段的型面相同;曲面连接筒包括内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣,内弧侧对接瓣与外弧侧对接瓣通过焊接连接,转接环的内径与支撑环的外径相同,且转接环套装在支撑环上。
第一工装包括第一底板、第一中心支撑柱、楔块和方口定位板。
第一底板上一体设置有第一定位凸台,第一定位凸台的外径与曲面连接筒出口端的内径相同。
第一中心支撑柱的一端同轴插装在第一底板上,第一中心支撑柱的另一端开有楔孔。
楔块插装在楔孔内,方口定位板同轴套装在第一中心支撑柱上,且方口定位板布置在第一底板与楔块之间,方口定位板上一体设置有第二定位凸台,第二定位凸台的外径与曲面连接筒入口端的内径相同。
第二工装包括第二底板、第二中心支撑柱、楔块和压紧顶板、第一定位环、第二定位环、两根第一阶梯杆和两根第二阶梯杆。
第二底板上一体设置有第三定位凸台,第三定位凸台的外径与转接环出口端的内径相同;第二中心支撑柱的一端同轴插装在第二底板上,第二中心支撑柱的另一端开有楔孔。
楔块插装在楔孔内,压紧顶板、第一定位环和第二定位环依次同轴套装在第二中心支撑柱上,压紧顶板布置在楔块与第一定位环之间,压紧顶板上一体设置有第四定位凸台,第四定位凸台的外径与曲面连接筒入口端的内径相同。
曲面连接筒出口端的内径和扰流锥筒入口端的内径均与第一定位环的外径相同,扰流锥筒出口端的内径和转接环入口端的内径均与第二定位环的外径相同。
第二定位环与第二底板固接,第一阶梯杆和第二阶梯杆的一端均插装在第二底板上;第一阶梯杆和第二阶梯杆的另一端均与第一定位环相抵。
第三工装包括第三底板、第一型线样板、楔形定位基座、第二型线样板、定位立板、第三阶梯杆、第三定位环、第四阶梯杆和第四定位环。
第一型线样板、楔形定位基座、第二型线样板和定位立板均垂直安装在第三底板上。
定位立板与第一型线样板呈90°布置,第一型线样板与外弧侧对接瓣的型面相抵,且第一型线样板与曲面连接筒的对接面呈90°布置。
第二型线样板与内弧侧对接瓣的型面相抵,且第二型线样板与第一型线样板呈180°布置。
第三阶梯杆与第三底板垂直布置,且第三阶梯杆安装在楔形定位基座上,楔形定位基座上安装有定位底板,定位底板的外径与曲面连接筒入口端的内径相同。
第三定位环套装在第三阶梯杆上,且第三定位环在第三阶梯杆上通过螺母实现轴向固定。
第四阶梯杆与第三阶梯杆螺纹连接,第四定位环套装在第四阶梯杆上,且第四定位环在第四阶梯杆上通过螺母实现轴向固定。
该制造方法具体按以下步骤进行:
步骤一、制造曲面连接筒
步骤一一、将板料放入凸模与凹模之间,分别压型出内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣;
步骤一二、首先将第一中心支撑柱插装在第一底板上,然后将内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣安装在第一底板上,随后将方口定位板套装在第一中心支撑柱上,且保证内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣的两端分别与第一定位凸台和第二定位凸台相配合,最后将楔块插装在第一中心支撑柱的楔孔内,且保证楔块与方口定位板相抵;
步骤一三、对内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣的对接缝进行焊接,以实现将内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣焊接成曲面连接筒;
步骤二、制造扰流锥筒
将板料放入卷锥机卷制成型扰流锥筒,扰流锥筒的两端均留有加工余量,扰流锥筒的对接缝用氩弧焊进行焊接,焊接完成后采用激光切割的方式去除余量;
步骤三、制造转接环
将板料放入凸模与凹模之间压型出转接环,转接环的两端均留有加工余量,采用激光切割的方式去除转接环入口端的余量;
步骤四、在第二工装上组焊曲面连接筒、扰流锥筒和转接环
步骤四一、将转接环套装在第二底板的第三定位凸台上;
步骤四二、首先将第二定位环和第二中心支撑柱均安装在第二底板上,然后将第一定位环套装在第二中心支撑柱上,通过第一阶梯杆和第二阶梯杆对第一定位环进行定位;
步骤四三、将扰流锥筒套装在第二中心支撑柱上,且保证扰流锥筒的出口端和入口端分别与第二定位环和第一定位环相配合;
步骤四四、将曲面连接筒和压紧顶板依次套装在第二中心支撑柱上,且保证曲面连接筒的出口端和入口端分别与第一定位环和压紧顶板上的第四定位凸台相配合;
步骤四五、将楔块插装在第二中心支撑柱的楔孔内,且保证楔块与压紧顶板相抵;
步骤四六、对转接环入口端与扰流锥筒出口端的对接缝、曲面连接筒出口端与扰流锥筒入口端的对接缝分别进行焊接;
步骤四七、焊接完成后曲面连接筒、扰流锥筒和转接环形成一个焊合体,将焊合体与第二工装一同进行热处理,以消除焊接应力;
步骤五、在第三工装上对焊合体进行划线、分割
步骤五一、将焊合体从第二工装上拆下;
步骤五二、首先将楔形定位基座安装在第三底板上,然后将第三阶梯杆安装在楔形定位基座上;
步骤五三、将焊合体套装在第三阶梯杆上,且保证曲面连接筒的入口端与定位底板相配合;
步骤五四、将第一型线样板、第二型线样板和定位立板安装在第三底板上,且保证第一型线样板、第二型线样板和定位立板均与焊合体的型面相抵;
步骤五五、将第三定位环套装在第三阶梯杆上,且保证第三定位环的外圆周面与焊合体的内圆周面相抵;
步骤五六、首先将第四阶梯杆旋拧在第三阶梯杆上,然后将第四定位环套装在第四阶梯杆上,保证第四定位环与转接环的出口端相抵;
步骤五七、通过第一型线样板和第二型线样板在焊合体上划出轴对称分割线,并且在焊合体的型面上划出两个冷却孔的轮廓线;
步骤五八、首先将焊合体从第三工装上拆下;
然后对焊合体进行三维实体建模,并且对三维实体建模进行编程;将编制好的程序输给五轴激光切割机床;
随后用五轴激光切割机床对焊合体进行冷却孔的切割,切割时先对步骤五七中所划的轮廓线处进行切割,观察切割出的冷却孔与轮廓线是否重合,如不重合则调整焊合体在五轴激光切割机床上的位置,直至冷却孔与轮廓线重合;
最后切割焊合体型面上其他位置的冷却孔;
步骤五九、用五轴激光切割机床沿轴对称分割线将焊合体切割成两个焊合体对接瓣;
步骤六、对过渡段组件和过渡段外衬套进行装配
步骤六一、将过渡段外衬套的安装法兰通过螺钉安装在过渡段组件的安装边上;
步骤六二、将两个焊合体对接瓣套装在过渡段组件上,且保证曲面连接筒的入口端与安装法兰相抵;
步骤六三、调整两个焊合体对接瓣的位置,保证焊合体对接瓣的内表面与过渡段组件的外表面间距一致;
步骤六四、首先以过渡段组件的前环出口端端面为基准,划出转接环出口端的余量线;
然后将安装法兰通过氩弧焊的方式点焊在曲面连接筒的入口端;
随后将安装法兰与安装边之间的螺钉取下,以实现过渡段外衬套与过渡段组件分离;
最后采用激光切割的方式去除转接环出口端的余量;
步骤六五、首先对安装法兰与曲面连接筒的连接处进行焊接;
然后对焊合体对接瓣的对接缝进行焊接;
随后将过渡段外衬套套装在过渡段组件上;
最后将安装法兰与过渡段组件的安装边通过螺钉连接;
步骤六六、通过冷却孔的观察浮动环的位置,在过渡段外衬套的型面上划出浮动环位置的轮廓线,按照轮廓线加工浮动环连接孔,至此完成过渡段结构的制造。
本发明与现有技术相比具有以下效果:
本发明的制造方法针对过渡段结构的特点设计更合理的工装和组焊顺序,解决了焊接变形的问题,为过渡段组件110和过渡段外衬套120的装配、焊接提供了便利,进一步保证过渡段结构的整体制造精度,保证过渡段结构的使用性能。
附图说明
图1是本发明渡段装配体100的结构示意图;
图2是本发明过渡段外衬套120的结构示意图;
图3是本发明第一工装200的结构示意图;
图4是本发明第二工装300的结构示意图;
图5是本发明第三工装400的主视图;
图6是本发明第三工装400的侧视图。
图中:
100、过渡段装配体;110、过渡段组件;120、过渡段外衬套;121、安装法兰;122、曲面连接筒;123、扰流锥筒;124、转接环;
200、第一工装;11、第一底板;12、第一支撑座;15、定位销;16、第一中心支撑柱;17、楔块;18、方口定位板;
300、第二工装;31、第二底板;32、第二支撑座;36、第二中心支撑柱;38、压紧顶板;310、第一定位环;320、第二定位环;330、第一阶梯杆;340、第二阶梯杆;
400、第三工装;410、第三底板;420、第一型线样板;430、楔形定位基座;431、定位底板;470、第二型线样板;480、定位立板;490、第三阶梯杆;491、第三定位环;492、第四阶梯杆;493、第四定位环。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
具体实施方式一:结合图1至图6说明本实施方式,本实施方式的一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,包括过渡段装配体100和第一工装200、第二工装300和第三工装400。
过渡段装配体100包括过渡段组件110和过渡段外衬套120,过渡段外衬套120同轴套装在过渡段组件110上。
过渡段组件110包括由上至下依次焊接的安装边、连接段、扰流段、支撑环和前环,且连接段和扰流段上均安装有若干个浮动环。
过渡段外衬套120包括由上至下依次焊接的安装法兰121、曲面连接筒122、扰流锥筒123和转接环124。
曲面连接筒122和扰流锥筒123的型面上均加工有若干个冷却孔和若干个浮动环连接孔,扰流锥筒123与扰流段的型面相同,曲面连接筒122与连接段的型面相同;曲面连接筒122包括内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣,内弧侧对接瓣与外弧侧对接瓣通过焊接连接,转接环124的内径与支撑环的外径相同,且转接环124套装在支撑环上。
第一工装200包括第一底板11、第一中心支撑柱16、楔块17和方口定位板18。
第一底板11上一体设置有第一定位凸台,第一定位凸台的外径与曲面连接筒122出口端的内径相同。
第一中心支撑柱16的一端同轴插装在第一底板11上,第一中心支撑柱16的另一端开有楔孔。
楔块17插装在楔孔内,方口定位板18同轴套装在第一中心支撑柱16上,且方口定位板18布置在第一底板11与楔块17之间,方口定位板18上一体设置有第二定位凸台,第二定位凸台的外径与曲面连接筒122入口端的内径相同。
第二工装300包括第二底板31、第二中心支撑柱36、楔块17和压紧顶板38、第一定位环310、第二定位环320、两根第一阶梯杆330和两根第二阶梯杆340。
第二底板31上一体设置有第三定位凸台,第三定位凸台的外径与转接环124出口端的内径相同;第二中心支撑柱36的一端同轴插装在第二底板31上,第二中心支撑柱36的另一端开有楔孔。
楔块17插装在楔孔内,压紧顶板38、第一定位环310和第二定位环320依次同轴套装在第二中心支撑柱36上,压紧顶板38布置在楔块17与第一定位环310之间,压紧顶板38上一体设置有第四定位凸台,第四定位凸台的外径与曲面连接筒122入口端的内径相同。
曲面连接筒122出口端的内径和扰流锥筒123入口端的内径均与第一定位环310的外径相同,扰流锥筒123出口端的内径和转接环124入口端的内径均与第二定位环320的外径相同。
第二定位环320与第二底板31固接,第一阶梯杆330和第二阶梯杆340的一端均插装在第二底板31上;第一阶梯杆330和第二阶梯杆340的另一端均与第一定位环310相抵。
进一步地,两根第一阶梯杆330在第二底板31的圆周方向上呈180°布置,第一阶梯杆330对第一定位环310朝向第二底板31的表面进行支撑;两根第二阶梯杆340在第二底板31的圆周方向上呈180°布置,第二阶梯杆340穿过第一定位环310后与第二底板31连接,如此设置,以实现第二阶梯杆340对第一定位环310朝向压紧顶板38的表面进行压紧。
第三工装400包括第三底板410、第一型线样板420、楔形定位基座430、第二型线样板470、定位立板480、第三阶梯杆490、第三定位环491、第四阶梯杆492和第四定位环493。
第一型线样板420、楔形定位基座430、第二型线样板470和定位立板480均垂直安装在第三底板410上。
定位立板480与第一型线样板420呈90°布置,第一型线样板420与外弧侧对接瓣的型面相抵,且第一型线样板420与曲面连接筒122的对接面呈90°布置。
第二型线样板470与内弧侧对接瓣的型面相抵,且第二型线样板470与第一型线样板420呈180°布置。
第三阶梯杆490与第三底板410垂直布置,且第三阶梯杆490安装在楔形定位基座430上,楔形定位基座430上安装有定位底板431,定位底板431的外径与曲面连接筒122入口端的内径相同。
第三定位环491套装在第三阶梯杆490上,且第三定位环491在第三阶梯杆490上通过螺母实现轴向固定。
第四阶梯杆492与第三阶梯杆490螺纹连接,第四定位环493套装在第四阶梯杆492上,且第四定位环493在第四阶梯杆492上通过螺母实现轴向固定。
该制造方法具体按以下步骤进行:
步骤一、制造曲面连接筒122
步骤一一、将板料放入凸模与凹模之间,分别压型出内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣;
步骤一二、首先将第一中心支撑柱16插装在第一底板11上,然后将内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣安装在第一底板11上,随后将方口定位板18套装在第一中心支撑柱16上,且保证内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣的两端分别与第一定位凸台和第二定位凸台相配合,最后将楔块17插装在第一中心支撑柱16的楔孔内,且保证楔块17与方口定位板18相抵;
步骤一三、对内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣的对接缝进行焊接,以实现将内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣焊接成曲面连接筒122;
步骤二、制造扰流锥筒123
将板料放入卷锥机卷制成型扰流锥筒123,扰流锥筒123的两端均留有加工余量,扰流锥筒123的对接缝用氩弧焊进行焊接,焊接完成后采用激光切割的方式去除余量;
步骤三、制造转接环124
将板料放入凸模与凹模之间压型出转接环124,转接环124的两端均留有加工余量,采用激光切割的方式去除转接环124入口端的余量;
步骤四、在第二工装300上组焊曲面连接筒122、扰流锥筒123和转接环124
步骤四一、将转接环124套装在第二底板31的第三定位凸台上;
步骤四二、首先将第二定位环320和第二中心支撑柱36均安装在第二底板31上,然后将第一定位环310套装在第二中心支撑柱36上,通过第一阶梯杆330和第二阶梯杆340对第一定位环310进行定位;
步骤四三、将扰流锥筒123套装在第二中心支撑柱36上,且保证扰流锥筒123的出口端和入口端分别与第二定位环320和第一定位环310相配合;
步骤四四、将曲面连接筒122和压紧顶板38依次套装在第二中心支撑柱36上,且保证曲面连接筒122的出口端和入口端分别与第一定位环310和压紧顶板38上的第四定位凸台相配合;
步骤四五、将楔块17插装在第二中心支撑柱36的楔孔内,且保证楔块17与压紧顶板38相抵;
步骤四六、对转接环124入口端与扰流锥筒123出口端的对接缝、曲面连接筒122出口端与扰流锥筒123入口端的对接缝分别进行焊接;
步骤四七、焊接完成后曲面连接筒122、扰流锥筒123和转接环124形成一个焊合体,将焊合体与第二工装300一同进行热处理,以消除焊接应力;
步骤五、在第三工装400上对焊合体进行划线、分割
步骤五一、将焊合体从第二工装300上拆下;
步骤五二、首先将楔形定位基座430安装在第三底板410上,然后将第三阶梯杆490安装在楔形定位基座430上;
步骤五三、将焊合体套装在第三阶梯杆490上,且保证曲面连接筒122的入口端与定位底板431相配合;
步骤五四、将第一型线样板420、第二型线样板470和定位立板480安装在第三底板410上,且保证第一型线样板420、第二型线样板470和定位立板480均与焊合体的型面相抵;
步骤五五、将第三定位环491套装在第三阶梯杆490上,且保证第三定位环491的外圆周面与焊合体的内圆周面相抵;
步骤五六、首先将第四阶梯杆492旋拧在第三阶梯杆490上,然后将第四定位环493套装在第四阶梯杆492上,保证第四定位环493与转接环124的出口端相抵;
步骤五七、通过第一型线样板420和第二型线样板470在焊合体上划出轴对称分割线,并且在焊合体的型面上划出两个冷却孔的轮廓线;
步骤五八、首先将焊合体从第三工装400上拆下;
然后对焊合体进行三维实体建模,并且对三维实体建模进行编程;将编制好的程序输给五轴激光切割机床;
随后用五轴激光切割机床对焊合体进行冷却孔的切割,切割时先对步骤五七中所划的轮廓线处进行切割,观察切割出的冷却孔与轮廓线是否重合,如不重合则调整焊合体在五轴激光切割机床上的位置,直至冷却孔与轮廓线重合;
最后切割焊合体型面上其他位置的冷却孔;
步骤五九、用五轴激光切割机床沿轴对称分割线将焊合体切割成两个焊合体对接瓣;
步骤六、对过渡段组件110和过渡段外衬套120进行装配
步骤六一、将过渡段外衬套120的安装法兰121通过螺钉安装在过渡段组件110的安装边上;
步骤六二、将两个焊合体对接瓣套装在过渡段组件110上,且保证曲面连接筒122的入口端与安装法兰121相抵;
步骤六三、调整两个焊合体对接瓣的位置,保证焊合体对接瓣的内表面与过渡段组件110的外表面间距一致;
步骤六四、首先以过渡段组件110的前环出口端端面为基准,划出转接环124出口端的余量线;
然后将安装法兰121通过氩弧焊的方式点焊在曲面连接筒122的入口端;
随后将安装法兰121与安装边之间的螺钉取下,以实现过渡段外衬套120与过渡段组件110分离;
最后采用激光切割的方式去除转接环124出口端的余量;
步骤六五、首先对安装法兰121与曲面连接筒122的连接处进行焊接;
然后对焊合体对接瓣的对接缝进行焊接;
随后将过渡段外衬套120套装在过渡段组件110上;
最后将安装法兰121与过渡段组件110的安装边通过螺钉连接;
步骤六六、通过冷却孔的观察浮动环的位置,在过渡段外衬套120的型面上划出浮动环位置的轮廓线,按照轮廓线加工浮动环连接孔,至此完成过渡段结构的制造。
本实施方式中曲面连接筒122的出口端端面与水平面平行,曲面连接筒122的入口端端面与水平面的夹角为β。
进一步地,第一中心支撑柱16包括第一柱身和第二柱身,第一柱身与第二柱身一体设置。第一柱身插装在第一支撑座12上,第二柱身上开有楔孔,楔块17插装在楔孔内,方口定位板18同轴套装在第二柱身上,第二柱身与第一柱身的夹角为(180°-β)。
进一步地,第二中心支撑柱36包括第三柱身和第四柱身,第三柱身与第四柱身一体设置。第三柱身插装在第二支撑座32上,第四柱身上开有楔孔,楔块17插装在楔孔内,压紧顶板38同轴套装在第四柱身上,第四柱身与第三柱身的夹角为(180°-β)。
进一步地,楔形定位基座430的楔角为β,如此设置,保证焊合体在第三工装400上安装时,焊合体与水平面垂直。
具体实施方式二:结合图3说明本实施方式,本实施方式的第一工装200还包括第一支撑座12,第一支撑座12安装在第一底板11上,第一中心支撑柱16插装在第一支撑座12上。
进一步地,第一中心支撑柱16在第一支撑座12上通过定位销15实现轴向固定。
其它组成和连接方式与具体实施方式一相同。
具体实施方式三:结合图4说明本实施方式,本实施方式的第二工装300还包括第二支撑座32,第二支撑座32安装在第二底板31上,第二中心支撑柱36插装在第二支撑座32上。
第二中心支撑柱36在第二支撑座32上通过定位销15实现轴向固定。
其它组成和连接方式与具体实施方式一或二相同。
本发明已以较佳实施方式揭示如上,然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业技术人员,未脱离本发明技术方案的内容,依据本发明的技术实质对以上实施案例所做的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属本发明技术方案范围。

Claims (5)

1.一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,包括过渡段装配体(100)和第一工装(200)、第二工装(300)和第三工装(400);
过渡段装配体(100)包括过渡段组件(110)和过渡段外衬套(120),过渡段外衬套(120)同轴套装在过渡段组件(110)上;
过渡段组件(110)包括由上至下依次焊接的安装边、连接段、扰流段、支撑环和前环,且连接段和扰流段上均安装有若干个浮动环;
过渡段外衬套(120)包括由上至下依次焊接的安装法兰(121)、曲面连接筒(122)、扰流锥筒(123)和转接环(124);
曲面连接筒(122)和扰流锥筒(123)的型面上均加工有若干个冷却孔和若干个浮动环连接孔,扰流锥筒(123)与扰流段的型面相同,曲面连接筒(122)与连接段的型面相同;曲面连接筒(122)包括内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣,内弧侧对接瓣与外弧侧对接瓣通过焊接连接,转接环(124)的内径与支撑环的外径相同,且转接环(124)套装在支撑环上;
第一工装(200)包括第一底板(11)、第一中心支撑柱(16)、楔块(17)和方口定位板(18);
第一底板(11)上一体设置有第一定位凸台,第一定位凸台的外径与曲面连接筒(122)出口端的内径相同;
第一中心支撑柱(16)的一端同轴插装在第一底板(11)上,第一中心支撑柱(16)的另一端开有楔孔;
楔块(17)插装在楔孔内,方口定位板(18)同轴套装在第一中心支撑柱(16)上,且方口定位板(18)布置在第一底板(11)与楔块(17)之间,方口定位板(18)上一体设置有第二定位凸台,第二定位凸台的外径与曲面连接筒(122)入口端的内径相同;
第二工装(300)包括第二底板(31)、第二中心支撑柱(36)、楔块(17)和压紧顶板(38)、第一定位环(310)、第二定位环(320)、两根第一阶梯杆(330)和两根第二阶梯杆(340);
第二底板(31)上一体设置有第三定位凸台,第三定位凸台的外径与转接环(124)出口端的内径相同;第二中心支撑柱(36)的一端同轴插装在第二底板(31)上,第二中心支撑柱(36)的另一端开有楔孔;
楔块(17)插装在楔孔内,压紧顶板(38)、第一定位环(310)和第二定位环(320)依次同轴套装在第二中心支撑柱(36)上,压紧顶板(38)布置在楔块(17)与第一定位环(310)之间,压紧顶板(38)上一体设置有第四定位凸台,第四定位凸台的外径与曲面连接筒(122)入口端的内径相同;
曲面连接筒(122)出口端的内径和扰流锥筒(123)入口端的内径均与第一定位环(310)的外径相同,扰流锥筒(123)出口端的内径和转接环(124)入口端的内径均与第二定位环(320)的外径相同;
第二定位环(320)与第二底板(31)固接,第一阶梯杆(330)和第二阶梯杆(340)的一端均插装在第二底板(31)上;第一阶梯杆(330)和第二阶梯杆(340)的另一端均与第一定位环(310)相抵;
第三工装(400)包括第三底板(410)、第一型线样板(420)、楔形定位基座(430)、第二型线样板(470)、定位立板(480)、第三阶梯杆(490)、第三定位环(491)、第四阶梯杆(492)和第四定位环(493);
第一型线样板(420)、楔形定位基座(430)、第二型线样板(470)和定位立板(480)均垂直安装在第三底板(410)上;
定位立板(480)与第一型线样板(420)呈90°布置,第一型线样板(420)与外弧侧对接瓣的型面相抵,且第一型线样板(420)与曲面连接筒(122)的对接面呈90°布置;
第二型线样板(470)与内弧侧对接瓣的型面相抵,且第二型线样板(470)与第一型线样板(420)呈180°布置;
第三阶梯杆(490)与第三底板(410)垂直布置,且第三阶梯杆(490)安装在楔形定位基座(430)上,楔形定位基座(430)上安装有定位底板(431),定位底板(431)的外径与曲面连接筒(122)入口端的内径相同;
第三定位环(491)套装在第三阶梯杆(490)上,且第三定位环(491)在第三阶梯杆(490)上通过螺母实现轴向固定;
第四阶梯杆(492)与第三阶梯杆(490)螺纹连接,第四定位环(493)套装在第四阶梯杆(492)上,且第四定位环(493)在第四阶梯杆(492)上通过螺母实现轴向固定;
其特征在于,该制造方法具体按以下步骤进行:
步骤一、制造曲面连接筒(122)
步骤一一、将板料放入凸模与凹模之间,分别压型出内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣;
步骤一二、首先将第一中心支撑柱(16)插装在第一底板(11)上,然后将内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣安装在第一底板(11)上,随后将方口定位板(18)套装在第一中心支撑柱(16)上,且保证内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣的两端分别与第一定位凸台和第二定位凸台相配合,最后将楔块(17)插装在第一中心支撑柱(16)的楔孔内,且保证楔块(17)与方口定位板(18)相抵;
步骤一三、对内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣的对接缝进行焊接,以实现将内弧侧对接瓣和外弧侧对接瓣焊接成曲面连接筒(122);
步骤二、制造扰流锥筒(123)
将板料放入卷锥机卷制成型扰流锥筒(123),扰流锥筒(123)的两端均留有加工余量,扰流锥筒(123)的对接缝用氩弧焊进行焊接,焊接完成后采用激光切割的方式去除余量;
步骤三、制造转接环(124)
将板料放入凸模与凹模之间压型出转接环(124),转接环(124)的两端均留有加工余量,采用激光切割的方式去除转接环(124)入口端的余量;
步骤四、在第二工装(300)上组焊曲面连接筒(122)、扰流锥筒(123)和转接环(124)
步骤四一、将转接环(124)套装在第二底板(31)的第三定位凸台上;
步骤四二、首先将第二定位环(320)和第二中心支撑柱(36)均安装在第二底板(31)上,然后将第一定位环(310)套装在第二中心支撑柱(36)上,通过第一阶梯杆(330)和第二阶梯杆(340)对第一定位环(310)进行定位;
步骤四三、将扰流锥筒(123)套装在第二中心支撑柱(36)上,且保证扰流锥筒(123)的出口端和入口端分别与第二定位环(320)和第一定位环(310)相配合;
步骤四四、将曲面连接筒(122)和压紧顶板(38)依次套装在第二中心支撑柱(36)上,且保证曲面连接筒(122)的出口端和入口端分别与第一定位环(310)和压紧顶板(38)上的第四定位凸台相配合;
步骤四五、将楔块(17)插装在第二中心支撑柱(36)的楔孔内,且保证楔块(17)与压紧顶板(38)相抵;
步骤四六、对转接环(124)入口端与扰流锥筒(123)出口端的对接缝、曲面连接筒(122)出口端与扰流锥筒(123)入口端的对接缝分别进行焊接;
步骤四七、焊接完成后曲面连接筒(122)、扰流锥筒(123)和转接环(124)形成一个焊合体,将焊合体与第二工装(300)一同进行热处理,以消除焊接应力;
步骤五、在第三工装(400)上对焊合体进行划线、分割
步骤五一、将焊合体从第二工装(300)上拆下;
步骤五二、首先将楔形定位基座(430)安装在第三底板(410)上,然后将第三阶梯杆(490)安装在楔形定位基座(430)上;
步骤五三、将焊合体套装在第三阶梯杆(490)上,且保证曲面连接筒(122)的入口端与定位底板(431)相配合;
步骤五四、将第一型线样板(420)、第二型线样板(470)和定位立板(480)安装在第三底板(410)上,且保证第一型线样板(420)、第二型线样板(470)和定位立板(480)均与焊合体的型面相抵;
步骤五五、将第三定位环(491)套装在第三阶梯杆(490)上,且保证第三定位环(491)的外圆周面与焊合体的内圆周面相抵;
步骤五六、首先将第四阶梯杆(492)旋拧在第三阶梯杆(490)上,然后将第四定位环(493)套装在第四阶梯杆(492)上,保证第四定位环(493)与转接环(124)的出口端相抵;
步骤五七、通过第一型线样板(420)和第二型线样板(470)在焊合体上划出轴对称分割线,并且在焊合体的型面上划出两个冷却孔的轮廓线;
步骤五八、首先将焊合体从第三工装(400)上拆下;
然后对焊合体进行三维实体建模,并且对三维实体建模进行编程;将编制好的程序输给五轴激光切割机床;
随后用五轴激光切割机床对焊合体进行冷却孔的切割,切割时先对步骤五七中所划的轮廓线处进行切割,观察切割出的冷却孔与轮廓线是否重合,如不重合则调整焊合体在五轴激光切割机床上的位置,直至冷却孔与轮廓线重合;
最后切割焊合体型面上其他位置的冷却孔;
步骤五九、用五轴激光切割机床沿轴对称分割线将焊合体切割成两个焊合体对接瓣;
步骤六、对过渡段组件(110)和过渡段外衬套(120)进行装配
步骤六一、将过渡段外衬套(120)的安装法兰(121)通过螺钉安装在过渡段组件(110)的安装边上;
步骤六二、将两个焊合体对接瓣套装在过渡段组件(110)上,且保证曲面连接筒(122)的入口端与安装法兰(121)相抵;
步骤六三、调整两个焊合体对接瓣的位置,保证焊合体对接瓣的内表面与过渡段组件(110)的外表面间距一致;
步骤六四、首先以过渡段组件(110)的前环出口端端面为基准,划出转接环(124)出口端的余量线;
然后将安装法兰(121)通过氩弧焊的方式点焊在曲面连接筒(122)的入口端;
随后将安装法兰(121)与安装边之间的螺钉取下,以实现过渡段外衬套(120)与过渡段组件(110)分离;
最后采用激光切割的方式去除转接环(124)出口端的余量;
步骤六五、首先对安装法兰(121)与曲面连接筒(122)的连接处进行焊接;
然后对焊合体对接瓣的对接缝进行焊接;
随后将过渡段外衬套(120)套装在过渡段组件(110)上;
最后将安装法兰(121)与过渡段组件(110)的安装边通过螺钉连接;
步骤六六、通过冷却孔的观察浮动环的位置,在过渡段外衬套(120)的型面上划出浮动环位置的轮廓线,按照轮廓线加工浮动环连接孔,至此完成过渡段结构的制造。
2.根据权利要求1所述的一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,其特征在于:所述第一工装(200)还包括第一支撑座(12),第一支撑座(12)安装在第一底板(11)上,第一中心支撑柱(16)插装在第一支撑座(12)上。
3.根据权利要求2所述的一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,其特征在于:所述第一中心支撑柱(16)在第一支撑座(12)上通过定位销(15)实现轴向固定。
4.根据权利要求3所述的一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,其特征在于:所述第二工装(300)还包括第二支撑座(32),第二支撑座(32)安装在第二底板(31)上,第二中心支撑柱(36)插装在第二支撑座(32)上。
5.根据权利要求4所述的一种重型燃气轮机过渡段结构的制造方法,其特征在于:所述第二中心支撑柱(36)在第二支撑座(32)上通过定位销(15)实现轴向固定。
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