CN1330456C - 燕尾销的钻孔方法 - Google Patents

Abstract

一种从孔26中取出销16的方法，包括：a)在销16中钻出第一直径的第一孔28，其长度为销的长度尺寸的一段选定值，并尝试取出销；b)如果无法取出销16，钻出第二直径的第二孔32，第二直径小于第一直径，第二孔的长度为销的长度尺寸的一段更长的值；和c)取出销。

Description

燕尾销的钻孔方法

技术领域

本发明涉及一种对安装在涡轮转子中的燕尾销和辅助键及横向键钻孔以便于将其取出的方法。

背景技术

一些蒸汽涡轮机的叶片采用指形燕尾结构来提供叶片与涡轮转子的连接。具体地说，叶片上的通常为径向设置的指形件与转子中的配对指形件相互配合。各叶片燕尾均具有三个轴向延伸的燕尾销孔，其可与转子中预钻出的相应孔对准。在叶片安装到转子上后，叶片上的燕尾销孔与转子中的相应孔对准。在所有叶片均已安装完毕后对销孔进行精铰，使得可固定叶片的燕尾销安装在转子的适当位置上。在恶劣环境下的操作过程中，由于压力和温度效应、氧化，以及因离心力而使叶片径向拉动销所引起的销的摆动(stepping)，燕尾销会粘附在叶片和/或转子的销孔中。这样，取出这些燕尾销进行检查或更换就变得很困难、费时且成本高。

传统的取出燕尾销的方法包括采用千斤顶、喷丸枪和/或火药促动枪(powder actuated gun)来将销推出孔外。如果不能移动销，叶片就要报废，在这种情况下一个方法是将叶片的主要部分切下来，从转子的指形件上排铣出叶片的燕尾部分。用手去除残余材料。然而，如果要保存叶片的话，则采用传统的人工钻孔方法将燕尾销钻通，再用手取出剩下的外壳。另一种所用的方法是将销部分地钻通，插入驱动器杆，然后用喷丸枪和/或火药促动枪将销推出。现有钻孔方法所带来的额外问题包括：(1)当对坚硬的销进行钻孔时传统的钻头存在偏心的趋势，之后会穿过销的侧部而延伸到转子中；(2)在销上钻好孔后需要花费很多时间用手将剩下的外壳取出；(3)如果钻孔在销中过深的地方结束，驱动操作会使销的端部分离，留下部分外壳位于孔中，需要用手将其取出；(4)当对销钻孔时，钻孔机的任何初始未对准都会导致钻头或放电加工(EDM)电极穿过销的侧部延伸到转子中。钻孔越深，未对准的影响就越大，转子损坏的机率也越大。

发明内容

本发明寻求消除与现有钻孔方法相关联的上述问题。在示例性实施例中，采用步进钻孔工艺，其中包括在要取出的销中钻出一个直径较大的孔(最好采用快速EDM钻孔)，孔的长度约为销长度的三分之一。然后取出电极，通过传统方法来尝试取出销。如果无法移动销，则用一个较小的电极代替此电极，继续钻出一个直径较小的孔，其长度超过销的中点。在取出电极后再次尝试取出销。如果销还不松动，采用上一步骤中使用的相同小电极进行最后的钻孔步骤，继续钻孔到销长度的约四分之三处。试验表明，在此点处销上的压力充分地减轻，可以取出销。重要的一点是，在钻得更深时电极尺寸也应减小，这样就可容纳电极的任何轻微的未对准，减小了穿过销的侧部钻入转子中的可能性。

因此，在其更宽广的方面，本发明涉及一种从孔中取出销的方法，包括：a)在销中钻出第一直径的第一孔，其长度为销的长度尺寸的一段选定值，尝试取出销；b)如果无法取出销，钻出第二直径的第二孔，所述第二直径小于所述第一直径，第二孔的长度为销的长度尺寸的一段更长的值；和c)取出销。

在另一方面，本发明涉及一种从涡轮机的叶片-转子指形燕尾结构中取出燕尾销的方法，在此结构中通常径向设置在叶片上的指形件布置在一转子叶轮的凸出部之间，多个轴向设置的燕尾销将叶片固定在转子上，所述方法包括：a)在销中钻出第一直径的第一孔，其长度为销的轴向长度尺寸的约三分之一；b)从第一孔处继续钻出第二直径的第二孔，第二直径小于第一直径，第二孔延伸到销的轴向长度尺寸的约二分之一；c)从第二孔处继续钻出直径基本上等于第二孔直径的第三孔，其延伸到销的轴向长度的约四分之三；d)取出销。

附图说明

图1是以简化方式显示了涡轮机转子叶轮上一排叶片中的指形燕尾结构的剖开透视图，其中燕尾销将叶片固定在转子上；

图2是通过燕尾销的示意性剖视图，显示了根据本发明的第一钻孔步骤；

图3是与图2类似的视图，但显示了通过本发明第二钻孔步骤的继续钻孔；

图4是与图2和3类似的视图，但显示了通过本发明第三钻孔步骤的继续钻孔；和

图5是与图4类似的视图，但显示了本发明的钻孔操作如何容纳钻孔电极的轴向未对准。

图中各标号所指的是：10涡轮部分；12多个叶片；14涡轮机转子叶轮；16轴向延伸的燕尾销；18叶片燕尾凸出部或指形件；20转子燕尾槽；22径向延伸的燕尾凸出部；26燕尾销孔；28大孔；30销孔终止处；32小孔；34销孔终止处；36延伸的孔；38销孔终止处；40销；42第一孔；44更小直径的钻孔。

具体实施方式

在图1中显示了涡轮的一个部分10，其包括多个通过指形燕尾结构与涡轮机转子叶轮14固定在一起的叶片12，指形燕尾结构与多个轴向延伸的燕尾销16相连。具体地说，各叶片12均具有多个(在此实施例中为四个)叶片燕尾凸出部或指形件18，其容纳于多个转子燕尾槽20之间。类似地，涡轮叶轮具有多个通常为径向延伸的燕尾凸出部22，其容纳于多个叶片燕尾槽24之间。在安装的过程中，在所有叶片均已安装到转子叶轮14上之后，对叶片12进行调节，使得转子和叶片上的燕尾销孔26相互对准。为便于理解，图1中显示了一些燕尾销16已安装就位，而另一些孔26中是空的。孔26形成于叶片燕尾指形件和转子燕尾指形件中，并且轴向对准。在叶片已安装到叶轮上之后，将燕尾件和转子孔相互对准并进行精铰，使得可固定叶片的燕尾销16安装在叶轮的适当位置上。本发明涉及一种钻孔技术，可以在此之后将销16取出以进行检查和/或更换。

参考图2到4，此工艺的第一步骤是在长度为约5到约9英寸之间、直径为约二分之一到八分之五英寸之间的销中钻出一个相对较大的孔28，其直径例如为0.44英寸，最好是采用高速EDM钻孔工艺来进行。这个孔钻到孔的轴向长度约为销长度的三分之一，在点30处终止。然后取出电极，并例如通过用驱动器、喷丸枪或火药促动枪来使销在孔内运动，从而尝试将销取出。如果无法取出销，则用更小的电极来代替此电极，继续钻出一个直径例如约为0.260英寸的小孔32，直到销长度的一半或刚刚超过一半的点处为止，如图3所示，其终止于点34处。取出电极，利用上述传统的工艺再次尝试将销取出。如果销还无法取出，则用同一小电极进行第三也是最后的钻孔步骤，从上一终止点34处沿伸长的孔36向前继续钻出约为0.260英寸的相同直径的孔32，直到销长度的四分之三为止，终止于点38处。在取出电极后再次用传统方法推动销。迄今为止所有的试验表明，在经过此第三钻孔阶段后，销上的压力将充分地减轻，能够将销取出。

参考图5，可以理解，孔直径逐步减小的工艺可以容纳轻微的轴向未对准，减小钻头穿过销并损坏转子的机率。因此，图中显示了具有通常沿销的轴向钻出的第一孔42的销40，但是孔具有轻微的轴向未对准。此未对准会因一个或多个更小直径的钻孔操作而增大，但是由于孔的直径逐步减小的特征，所钻的孔不会穿破销的侧部。

可以理解，本发明也适用于取出辅助键和横向键，其用于紧固与松树形或其它叶片燕尾结构一起使用的最后安装的槽口叶片或叶片块。

虽然在上文中已结合目前被认为是最实用和最优选的实施例来对本发明进行了介绍，但是可以理解，本发明不限于此公开的实施例，相反，本发明覆盖了包括了所附权利要求的精神实质和范围内的各种修改和等效设置。

Claims (4)

1.一种从涡轮机的叶片-转子指形燕尾结构中取出燕尾销(16)的方法，在所述结构中通常径向设置在叶片(12)上的指形件(18)布置在一转子叶轮上的凸出部(22)之间，而且多个轴向设置的所述燕尾销(16)将所述叶片固定在所述转子上，所述方法包括：

a)在所述销中钻出第一直径的第一孔(28)，其延伸到所述销的轴向长度尺寸的约三分之一；

b)从所述第一孔处继续钻出第二直径的第二孔(32)，所述第二直径小于所述第一直径，所述第二孔延伸到所述销的轴向长度尺寸的约二分之一；

c)从所述第二孔处继续钻出直径基本上等于所述第二孔直径的第三孔(36)，其延伸到所述销的轴向长度尺寸的约四分之三；和

d)取出所述销(16)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a)，b)和c)采用放电加工钻孔来进行。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述销(16)的直径在约二分之一英寸到八分之五英寸之间，所述第一孔(28)的直径约为0.44英寸。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二孔(32)的直径约为0.26英寸。

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