CZ297900B6 - Zpusob výroby polotovaru k vytvorení lopatky kosodélníkového tvaru pro axiální prutocné stroje - Google Patents

Abstract

Polotovar (3) o prurezu, odpovídajícímu tvaru prurezu kosodélníkové patky (2) lopatky a o délce odpovídají délce lopatky, prodlouzené o upínací konce(4) potrebné k upnutí polotovaru (3) pri opracování, se oddeluje z výchozího tycového materiálu, který je na vsech stranách vetsí o minimální prídavek (5) potrebný na opracování a je vytvoren válcováním za tepla.

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby polotovaru pro výrobu kosodélníkových lopatek pro axiální průtočné stroje.

Dosavadní stav techniky

Kosodélníkové lopatky se používají jako oběžné lopatky nebo vodicí a rozváděči lopatky turbin a axiálních kompresorů. Tyto kosodélníkové lopatky se vyznačují patkou lopatky, jejíž průřez má tvar kosodélníku nebo paralelogramu se stejně nebo párovitě nestejně dlouhými stranami. Výhodou tohoto tvaru průřezu je, že ve srovnání s lopatkami s pravoúhlou patkou se může na obvodu rotoru nebo statoru umístit více lopatek.

Od počátku se při výrobě lopatek u výrobce strojů vycházelo z pravoúhlé ploché ocele, válcované za tepla, ze které se obráběním vypracuje lopatka. Pravoúhlá plochá nebo široká ocel se dá válcovací technikou jednoduše a proto cenově výhodně vyrobit. Při odběru určitého minimálního množství je výrobce ochoten dodávat rozměry podle přání zákazníka. U všech tyčí musí být z výrobních důvodů délka lopatky vždy uspořádána ve směru válcování. V normálním případě se podle maximálních rozměrů lopatky včetně přídavku na opracování určuje pravoúhlá plochá ocel. V tyči je přitom uspořádána pouze jedna lopatka. Pravoúhlá plochá ocel se pak dokola opracuje do požadovaného kosodélníkového tvaru, který odpovídá průřezu lopatky. Velikost úhlu kosodélníku určuje délku obrábění k dosažení požadovaného tvaru polotovaru pro lopatku.

Menší lopatky se někdy zhotovují ze širokých tyčí, kde je uspořádáno několik lopatek vedle sebe. Široká ocel se rozřeže na kosodélníkové díly, které se pro dosažení požadovaného rozměru polotovaru lopatky frézují. I když se řezáním široké ocele ušetří část materiálových a výrobních nákladů, stále je třeba mnoho času na obrábění řezáním a frézováním.

Ze spisu GB 817 660 A je znám způsob výroby kosodélníkové lopatky pro plynovou turbinu, u něhož se vychází z polotovaru zhotoveného vytlačováním. Tento polotovar má délku odpovídající délce lopatky, případně prodlouženou o upínací konce, nutné k opracování. Průřez polotovaru je kosodélníkový a přizpůsobený tvaru průřezu kosodélníkové lopatky. Na všech stranách je větší o minimální přídavek pro opracování. Současně s výrobou polotovaru vytlačováním se vytvarují podélné otvory uvnitř lopatky. Teprve pak se polotovar třískově obrábí.

Podstata vynálezu

Úkolem vynálezu je poskytnout způsob výroby polotovaru ke zhotovení kosodélníkové lopatky pro axiální průtočné stroje s daleko nižšími náklady než dosud.

Jedná se o způsob výroby polotovaru k vytvoření lopatky pro axiální průtočné stroje, která sestává z patky lopatky, a z listu lopatky, při kterém se vychází z tvářením za tepla vytvořeného polotovaru s kosodélníkovým průřezem, podle vynálezu, jehož podstatou je, že polotovar o průřezu, odpovídajícímu tvaru průřezu kosodélníkové patky lopatky a o délce odpovídající délce lopatky, prodloužené o upínací konce potřebné k upnutí polotovaru při opracování, se odděluje z výchozího tyčového materiálu, který je na všech stranách větší o minimální přídavek potřebný na opracování a je vytvořen válcováním za tepla.

- 1 CZ 297900 B6

U předloženého vynálezu se vychází z tyčového materiálu, tvářeného za tepla, s kosodélníkovým průřezem, který je výrobně dražší než válcovaný materiál s pravoúhlým průřezem. Teprve při speciálním použití pro výrobu lopatek, jak oběžných tak vodicích a rozváděčích lopatek axiálních průtočných strojů, přináší tento surový materiál rozhodující výhodu při snižování nákladů, protože je přizpůsoben na kosodélníkový tvar patky lopatky. Tím se sníží výrobní náklady na zhotovení konečných rozměrů lopatky frézováním.

Vynález se od stavu techniky podle patentu GB 817 660 liší tím, že nevychází z jednotlivého kusu, vzniklého vytlačováním lisováním, nýbrž z tyčového výchozího materiálu. Tento výchozí materiál, kteiý má průřez přizpůsobený patce lopatky, se vyrábí válcováním za tepla. Z výchozího materiálu se oddělí polotovar o požadované délce a lopatka se pak zhotoví z odděleného plného polotovaru.

Výroba polotovaru lopatky oddělením z tyčového výchozího materiálu je nákladově podstatně výhodnější než je jednotlivá výroba polotovaru lopatky protlačováním nebo vtlačovacím lisováním. V úvodu popisu předložené přihlášky vynálezu se hovoří ve stavu techniky rovněž o tyčovitém výchozím materiálu, avšak nevýhody, spojené s tímto způsobem výroby jsou v popisu jasně uvedeny a spočívají v podstatě v tom, že pravoúhlá plochá ocel se musí kolem dokola opracovat na požadovanou kosodélníkovou formu průřezu lopatky. Podle velikosti úhlu kosodélníku je pak nutno třískově opracovat značné množství materiálu, než se dosáhne požadovaného polotovaru ve tvaru lopatky.

Přehled obrázků na výkrese

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na připojených výkresech a bude v následujícím blíže vysvětlen. Obrázky znázorňují:

obr. 1 nárys oběžné lopatky, obr. 2 boční pohled k obrázku 1, obr. 3 půdorys k obrázku 1, obr. 4 nárys polotovaru pro výrobu oběžné lopatky podle obrázků 1 až 3, obr. 5 boční pohled k obrázku 4 a obr. 6 půdorysný pohled k obrázku 4.

Příklad provedení vynálezu

Oběžná lopatka turbiny nebo axiálního kompresoru se skládá z proudnicově tvarovaného listu 1 lopatky a z patky 2 lopatky. Patka 2 lopatky má kónický tvar, který je ve znázorněném příkladu proveden jako dvojitá T-hlava. Kónickými patkami 2 lopatek jsou oběžné lopatky držené v přizpůsobené obvodové drážce rotoru turbiny, přičemž patky 2 lopatek jsou uspořádané blízko sebe. Průřez patky 2 lopatky má tvar kosodélníku nebo rovnoběžníku. Místo kosodélníku může patka 2 také vykazovat tvar kosočtverce. Největší průřez lopatky vyplývá u všech oběžných a vodicích lopatek axiálních průtočných strojů obecně z půdorysu lopatky. Přitom je maximální průřez tvořen největšími rozměry patky 2 lopatky, listu 1 lopatky jakož případně existující krycí destičky připojené frézováním ke konci profilu. U tohoto provedení vyplývá průřez lopatky z obrázku 3.

Vodicí lopatka pro axiální průtočné stroje znázorněného tvaru na obrázcích 1 až 3 se zhotoví z polotovaru 3 oddělováním třískovým frézováním z plného kusu. Polotovar 3 je znázorněn na obrázcích 4 až 6, přičemž obrys listu 1 lopatky a patky 2 lopatky vyráběné lopatky je naznačen čarami Γ a 2'. Polotovar 3 se oddělí z tyčového, tvarováním za tepla zhotoveného surového

-2CZ 297900 B6 materiálu. Délka polotovaru 3 odpovídá délce lopatky nebo je o upínací konce 4 větší než délka lopatky.

Tvar průřezu tyčového výchozího materiálu je přizpůsoben průřezu patky 2 lopatky. Tyčový výchozí materiál jev průřezu po všech stranách zvětšen o přídavek 5 na opracování, například alespoň o 2 mm a je větší než největší průřez patky 2 lopatky.

V současnosti u nejnáročnější technologické varianty se polotovar 3 upíná do pěti NC-osami řízeného sklopného frézovacího stroje. Tento stroj umožňuje, mimo obou upínacích konců 4, kompletní hotové frézování lopatky, tj. listu 1 lopatky a patky 2 lopatky, při jednom upnutí obrobku. Popsaným tvarem kosodélníkového polotovaru 3 se zkracuje doba potřebná k opracování na fréze, protože mohou odpadnout kroky opracování dosud nutné pro dosažení požadovaného kosodélníku při použití pravoúhlých plochých ocelí.

Tyčový surový materiál, ze kterého se zhotovuje válcováním za tepla polotovar 3 je vyroben na válcovací trati, přičemž je kalibrován do odpovídajícího tvaru o průřezu kosodélníkového tvaru polotovaru.

K výrobě tepelně válcovaného výchozího materiálu je z hlediska hospodárnosti a provozně technických postupů nutné určit odběr minimálního množství tyče. Mimoto, pro některé tvary lopatky se nemůže odpovídající tyčový výchozí materiál tepelným válcování vyrobit. V uvedených příkladech se proto polotovar, vycházející z výchozího materiálu zhotoví zápustkovým kováním nebo tvarovým kováním za tepla. Při zápustkovém kování nebo tvarovém kování za tepla se tyč o průřezu kosodélníku zhotovuje ve vícedílné duté formě působením tlaku. Délka tyče odpovídá délce lopatky plus přídavku na opracování. Při tvarovém kování se používá dvoudílná, na obou stranách otevřená matrice, která má tvar průřezu polotovaru. Tvarování se uskutečňuje protažením obrobku řadou opakujících se pěchovacích tlaků s příčně k podélné ose ležícími dráhami lisování. Pomocí otevřené matrice po obou stranách se k polotovaru rovnoměrně protlačí zpracovávaný obrobek. Oba způsoby se provádějí pomocí kladiv nebo lisů.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby polotovaru k vytvoření lopatky kosodélníkového tvaru pro axiální průtočné stroje, která sestává z patky (2) lopatky, a z listu (1) lopatky, při kterém se vychází z tvářením za tepla vytvořeného polotovaru (3) s kosodélníkovým průřezem, vyznačující se tím, že polotovar (3) o průřezu, odpovídajícímu tvaru průřezu kosodélníkové patky (2) lopatky a o délce odpovídající délce lopatky, prodloužené o upínací konce (4) potřebné k upnutí polotovaru (3) při opracování, se odděluje z výchozího tyčového materiálu, který je na všech stranách větší o minimální přídavek (5) potřebný na opracování a je vytvořen válcováním za tepla.