CN216939938U

CN216939938U - 燃气轮机透平叶片磨削工具

Info

Publication number: CN216939938U
Application number: CN202220314873.XU
Authority: CN
Inventors: 关凯; 杨旭
Original assignee: Beijing Jingneng International Energy Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Jingneng International Energy Technology Co ltd
Priority date: 2022-02-16
Filing date: 2022-02-16
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2032-02-16

Abstract

本实用新型为一种燃气轮机透平叶片磨削工具，包括基座，所述基座上设置调节结构，所述调节结构上设置磨削装置，所述基座用于在水平方向和垂直方向上调整调节结构和磨削装置的角度；所述调节结构能驱动所述磨削装置沿调节结构的纵向和横向滑动以控制磨削量。本实用新型通过基座本身的调整完成磨削装置水平方向和垂直方向上的角度调节，通过调节结构实现磨削量的调节，结构简单，操作简单，检修效率高；能在有限的检修空间内高效、精确的磨削透平动叶，以保证叶片与缸体之间的间隙在允许的范围之内。

Description

燃气轮机透平叶片磨削工具

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机透平叶片磨削工具。

背景技术

近年来，国内燃气轮机的装机容量越来越庞大，高温部件的生产和维修，费用昂贵。虽然没有办法短时间解决备件生产和热部件维修问题，但是国内燃机的自主化检修已经崭露头角，因此需要大量的燃机专用工具。燃机检修专用工具的研制迫在眉睫。

某些燃气轮机更换新的透平叶片时，新叶片的长度需要根据开缸间隙等因数进行现场磨削调整，因此需要专用的叶片磨削工具。为了保证检修工期，节约成本，采用一台透平叶片磨削工具，但是由于外形尺寸较大，而燃气轮机(E型机)透平第一、二、四级动叶的检修空间较小，前述的磨削工具无法打磨到透平第一、二、四级动叶。

现有技术中，有一种叶片磨削工具一，其利用电机驱动的带式砂布打磨叶片顶部，通过三坐标系统定位叶片位置和长度，通过单体叶片摆动和旋转砂布之间的相对磨擦来达到磨削叶顶的目的。其外形类似于电话亭的箱体式结构，内部是磨削调整和摆动装置，外表是玻璃护罩。底座是电机、驱动轴以及带式砂布组成的磨削装置，磨削装置沿垂直方式是可调的，通过调整上下推进量，从而使带式砂布与叶顶接触磨削。上部是梁式框架结构，将叶片垂直倒挂在摆动装置上。磨削叶片时，叶片呈钟摆式摆动，从而保证叶顶全面磨削，且不改变叶顶弧度。

该叶片磨削工具一存在的问题在于：占地空间小易操作，磨削效率快和精度较高。检修时，旧的基准叶片拆下来就可以进行相关的打磨工作，不受其他检修项目和工艺制约，能极大的缩短检修工期。但是其结构比较复杂。

现有技术中，还有一种叶片磨削工具二，其外形结构是将电动砂轮机底座固定在操作平台基座上，且砂轮机底座与基座之间可以在水平方向和垂直方向相对旋转，从而保证旋转砂轮和动叶叶顶呈正切角度。操作平台由上下两部分组成，且可以在水平方向上沿轴向和径向位置高精度移动，从而保证砂轮旋转的外切面与叶顶垂直正交。透平每级新叶片全部安装到转子上之后，通过盘动转子，转速控制在约20转/分，通过调整底座角度，保证金刚砂轮与叶片顶部弧度正切接触，通过径向调节进刀量，沿轴向平行于叶顶横向打磨，进行每一级全部动叶同时打磨。

该叶片磨削工具二存在的问题在于：基座较大，与底座在水平方向上无法沿周向调整，轴向和径向调节装置外形尺寸远大于检修区域的空间尺寸，无法安装。另外其砂轮机转轴的强度不足，在进刀的时候，磨削装置抖动剧烈，导致砂轮损坏或叶片受损风险较大。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种燃气轮机透平叶片磨削工具，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种燃气轮机透平叶片磨削工具，通过基座本身的调整完成磨削装置水平方向和垂直方向上的角度调节，通过调节结构实现磨削量的调节，结构简单，操作简单，检修效率高；能在有限的检修空间内高效、精确的磨削透平动叶，以保证叶片与缸体之间的间隙在允许的范围之内。

本实用新型的目的是这样实现的，一种燃气轮机透平叶片磨削工具，包括基座，所述基座上设置调节结构，所述调节结构上设置磨削装置，所述基座用于在水平方向和垂直方向上调整调节结构和磨削装置的角度；所述调节结构能驱动所述磨削装置沿调节结构的纵向和横向滑动以控制磨削量。

在本实用新型的一较佳实施方式中，还包括漏电保护装置和过载保护装置。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述基座包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台的横截面呈圆弧形设置，第一工作台的轴向构成基座的轴向；所述第一工作台上支撑设置所述第二工作台，所述第二工作台能沿所述第一工作台的顶面转动以在水平方向和垂直方向上调整角度。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第二工作台和所述第一工作台通过齿螺纹结构连接。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述调节结构包括第三工作台和第四工作台，所述第三工作台和所述第四工作台呈十字形设置；所述第三工作台内设置第一内螺纹部，所述第三工作台内穿设第一螺杆，所述第一螺杆通过所述第一内螺纹部驱动所述第三工作台移动，所述第一螺杆的轴向构成调节结构的纵向；所述第四工作台内设置第二内螺纹部，所述第四工作台内穿设第二螺杆，所述第二螺杆通过所述第二内螺纹部驱动所述第四工作台移动，所述第二螺杆的轴向构成调节结构的横向。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第三工作台的顶部沿调节结构的横向设置第一导轨，所述第四工作台的底部设置第一滑槽，所述第一导轨能滑动设置于所述第一滑槽内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第三工作台上穿设导向螺栓，所述第二工作台的顶部设置第二滑槽，所述导向螺栓能滑动设置于所述第二滑槽内。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述第三工作台和所述第四工作台的调节精度为0.02mm。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述磨削装置包括研磨机，所述研磨机包括磨削主轴，所述磨削主轴通过主轴托架支撑，所述主轴托架为三点接触式铸铁架。

在本实用新型的一较佳实施方式中，所述磨削装置通过螺栓连接于所述调节结构上。

由上所述，本实用新型的燃气轮机透平叶片磨削工具具有如下有益效果：

本实用新型的燃气轮机透平叶片磨削工具，通过基座本身的调整完成磨削装置水平方向和垂直方向上的角度调节，通过调节结构实现磨削量的调节，结构简单，操作简单，检修效率高；基座整体结构简单，占地面积小；本实用新型用于燃机自主检修时，能在有限的检修空间内高效、精确的磨削透平动叶，以保证叶片与缸体之间的间隙在允许的范围之内；本实用新型能在E级燃机检修及F级燃机检修中应用，适用范围广，检修成本低。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1：为本实用新型的燃气轮机透平叶片磨削工具的示意图。

图2：为本实用新型的基座的主视图。

图3：为本实用新型的基座的侧视图。

图4：为本实用新型的基座的俯视图。

图5：为本实用新型的调节结构的主视图。

图6：为本实用新型的调节结构的侧视图。

图7：为本实用新型的调节结构的俯视图。

图8：为本实用新型的磨削装置的主视图。

图中：

100、燃气轮机透平叶片磨削工具；

1、基座；

11、第一工作台；

12、第二工作台；121、第二滑槽；

13、齿螺纹结构；

2、调节结构；

21、第三工作台；211、第一导轨；

22、第四工作台；221、第一滑槽；

23、第一螺杆；

24、第二螺杆；

3、磨削装置；

31、研磨砂轮；32、主轴托架。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

如图1至图8所示，本实用新型提供一种燃气轮机透平叶片磨削工具100，包括基座1，基座1上设置调节结构2，调节结构2上设置磨削装置3，基座1用于在水平方向和垂直方向上调整调节结构2和磨削装置3的角度；调节结构2能驱动磨削装置3沿调节结构的纵向和横向滑动以控制磨削量。

本实用新型的燃气轮机透平叶片磨削工具，通过基座本身的调整完成磨削装置水平方向和垂直方向上的角度调节，通过调节结构实现磨削量的调节，结构简单，操作简单，检修效率高；本实用新型用于燃机自主检修时，能在有限的检修空间内高效、精确的磨削透平动叶，以保证叶片与缸体之间的间隙在允许的范围之内；本实用新型能在E级燃机检修及F级燃机检修中应用，适用范围广，检修成本低。

进一步，燃气轮机透平叶片磨削工具100还包括漏电保护装置和过载保护装置(采用现有技术即可)，以保证检修过程的操作安全性。

进一步，如图2、图3、图4所示，基座1包括第一工作台11和第二工作台12，第一工作台11的横截面呈圆弧形设置，第一工作台11的轴向构成基座的轴向；第一工作台11上支撑设置第二工作台12，第二工作台12能沿第一工作台11的顶面转动以在水平方向和垂直方向上调整角度。在本实施方式中，基座1整体采用12寸可调角度工作台。基座1整体结构简单，占地面积小。

进一步，如图2、图3所示，第二工作台12和第一工作台11通过齿螺纹结构13连接。需要调节角度时，将第二工作台12沿第一工作台11转动。在本实用新型的一具体实施例中，基座1可对工作面(第二工作台12的顶面)进行90°调节(以图中竖直方向为基点，进行左右45°调节)。

进一步，如图5、图6、图7所示，调节结构2包括第三工作台21和第四工作台22，第三工作台21和第四工作台22呈十字形设置；第三工作台21内设置第一内螺纹部，第三工作台21内穿设第一螺杆23，第一螺杆23通过第一内螺纹部驱动第三工作台21移动(螺杆螺块结构，将第一螺杆23的转动转化为第三工作台21移动)，第一螺杆23的轴向构成调节结构2的纵向；第四工作台22内设置第二内螺纹部，第四工作台22内穿设第二螺杆24，第二螺杆24通过第二内螺纹部驱动第四工作台22移动(螺杆螺块结构，将第二螺杆24的转动转化为第四工作台22移动)，第二螺杆24的轴向构成调节结构2的横向。调节结构2实现其工作面(第四工作台22顶面)前后、左右(图1中的方向)调节。

进一步，如图5、图6、图7所示，第三工作台21的顶部沿调节结构的横向设置第一导轨211，第四工作台22的底部设置第一滑槽221，第一导轨211能滑动设置于第一滑槽221内。

进一步，如图1、图4、图5、图6、图7所示，第三工作台21上穿设导向螺栓，第二工作台12的顶部设置第二滑槽121，导向螺栓能滑动设置于第二滑槽121内。

在本实施方式中，第三工作台21和第四工作台22的调节精度为0.02mm。

进一步，如图1、图8所示，磨削装置3包括研磨机，研磨机包括磨削主轴，磨削主轴上安装研磨砂轮31，磨削主轴通过主轴托架32支撑，主轴托架32为三点接触式铸铁架，稳固耐用不变形。在本实施方式中，研磨砂轮31采用高精度金刚砂，磨削精度可以达到0.003mm。

在本实用新型的一具体实施例中，磨削装置3采用125车床内外径研磨机，其主要技术参数：功率：550W；电压：220/380V；外径研磨砂轮125*32*20mm，内径研磨砂轮25*16*6mm，研磨深度3-90mm；安装尺寸：25*40mm；转速：3500/5500rpm(外圆)，12000rpm(内圆)。

进一步，磨削装置3通过螺栓连接于调节结构2上。调节结构2非转动部位通过螺栓与基座连接。基座1、调节结构2、磨削装置3等通过螺栓组装成一体。

燃气轮机透平叶片磨削工具100通过螺栓固定连接到燃机缸体的水平中分面(现有技术)上，伴随着转子的低速转动和研磨砂轮31(金刚砂轮)高速转动，调节基座1使得研磨砂轮31与叶片顶部垂直，研磨砂轮31外圆与叶顶正切相交。通过调节结构2将磨削装置3缓慢靠向叶片的排气边叶顶，使得研磨砂轮31与叶顶排气侧轻微接触，然后通过第四工作台22(横向滑动)调整初次磨削量，通常每次磨削量控制在0.05mm以内。在确定磨削量后，通过移动第三工作台21(轴向即纵向滑动)，将磨削装置3沿平行于叶顶向进气侧缓慢滑动，从而在叶顶宽度方向上逐渐磨削叶顶。轴向滑动调节(第三工作台21)应缓慢进行，通常在转子完成一整圈转动后进行。

透平动叶的材料是RENE80高温合金，具有很高的疲劳强度、耐腐蚀性、耐高温性等特点。但高温合金的机械加工性能很差，缓进磨削作为一种高效成形磨削技术，得到了广泛应用。由于缓进磨削采用大的磨削切深，其磨削弧区接触面积大、磨削型面复杂、冷却条件恶劣，极易在工件表面产生磨削烧伤层，甚至出现烧伤裂纹，导致叶片报废，因此在磨削过程中冷却方式和效果至关重要。因此在磨削叶顶时，第一次叶顶磨削后，在转子旋转的到下一次磨削时，有充足的冷却时间，从而保证叶顶不会发生过热甚至烧伤情况。另外由于透平第一、二级动叶表面有TBC涂层，防止在磨削过程中出现涂层崩落。

在本实用新型的一具体实施例中，将燃气轮机透平叶片磨削工具100在某热电厂E级燃机中修项目中调试并使用，燃气轮机透平叶片磨削工具100能充分发挥作用，在晚了两个台班的情况下开始磨削，与其他磨机基本同期完成第一、二、四级动叶磨削工作，圆满保证此次燃机检修工程按进度顺利完成。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。

Claims

1.一种燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，包括基座，所述基座上设置调节结构，所述调节结构上设置磨削装置，所述基座用于在水平方向和垂直方向上调整调节结构和磨削装置的角度；所述调节结构能驱动所述磨削装置沿调节结构的纵向和横向滑动以控制磨削量。

2.如权利要求1所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，还包括漏电保护装置和过载保护装置。

3.如权利要求1所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述基座包括第一工作台和第二工作台，所述第一工作台的横截面呈圆弧形设置，第一工作台的轴向构成基座的轴向；所述第一工作台上支撑设置所述第二工作台，所述第二工作台能沿所述第一工作台的顶面转动以在水平方向和垂直方向上调整角度。

4.如权利要求3所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述第二工作台和所述第一工作台通过齿螺纹结构连接。

5.如权利要求3所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述调节结构包括第三工作台和第四工作台，所述第三工作台和所述第四工作台呈十字形设置；所述第三工作台内设置第一内螺纹部，所述第三工作台内穿设第一螺杆，所述第一螺杆通过所述第一内螺纹部驱动所述第三工作台移动，所述第一螺杆的轴向构成调节结构的纵向；所述第四工作台内设置第二内螺纹部，所述第四工作台内穿设第二螺杆，所述第二螺杆通过所述第二内螺纹部驱动所述第四工作台移动，所述第二螺杆的轴向构成调节结构的横向。

6.如权利要求5所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述第三工作台的顶部沿调节结构的横向设置第一导轨，所述第四工作台的底部设置第一滑槽，所述第一导轨能滑动设置于所述第一滑槽内。

7.如权利要求5所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述第三工作台上穿设导向螺栓，所述第二工作台的顶部设置第二滑槽，所述导向螺栓能滑动设置于所述第二滑槽内。

8.如权利要求5所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述第三工作台和所述第四工作台的调节精度为0.02mm。

9.如权利要求1所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述磨削装置包括研磨机，所述研磨机包括磨削主轴，所述磨削主轴通过主轴托架支撑，所述主轴托架为三点接触式铸铁架。

10.如权利要求9所述的燃气轮机透平叶片磨削工具，其特征在于，所述磨削装置通过螺栓连接于所述调节结构上。