DE3028701A1 - Locking arrangement for turbine rotor blade - has profiled lock segment pressed into blade recess by wedge-expanded spacer - Google Patents

Locking arrangement for turbine rotor blade - has profiled lock segment pressed into blade recess by wedge-expanded spacer

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DE3028701A1 DE19803028701 DE3028701A DE3028701A1 DE 3028701 A1 DE3028701 A1 DE 3028701A1 DE 19803028701 DE19803028701 DE 19803028701 DE 3028701 A DE3028701 A DE 3028701A DE 3028701 A1 DE3028701 A1 DE 3028701A1
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
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    • F01D5/303—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot
    • F01D5/3038—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of radial insertion type, e.g. in individual recesses in a circumferential slot the slot having inwardly directed abutment faces on both sides

Abstract

The turbo blade locking arrangement is for blades positively held in a peripheral rotor groove, suitably undercut on both sides. Apertures along the groove are closed by lock segments shaped to match the blade foot. The aperture and lock segments facing this are angled to the blade-axis plane (A-A), the segment being locked in by a spacer (4) fitting tightly between the two surfaces. The spacer may be parallel-sided, but pref, the spacer angle (alpha 1) is slightly greater than that of the lock segment (alpha 2). A wedge (5) forced into a radial slot in the spacer during insertion pushes its sides to fill the gap.

Description

Beschreibung description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schaufelschloß nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to a shovel lock according to the preamble of the claim.

Die Schaufeln von Turbinenläufern werden üblicherweise in Nuten, welche längs des Umfangs des Läuferkörpers verlaufen, eingesetzt.The blades of turbine rotors are usually in grooves, which run along the circumference of the rotor body, used.

Damit die bei den hohen Drehzahlen auch hohen Fliehkräfte von den Schaufelbefestigungen aufgenommen werden können, erhält der in die Nut hineingreifende Schaufelfuß eine Verbreiterung, z. B.So that the high centrifugal forces at the high speeds from the Blade fastenings can be added to the one reaching into the groove Blade root a widening, z. B.

in Form eines Schwalbenschwanzes oder eines Hammerkopfes, der die beidseitige Unterschneidungsform der Nut entspricht.in the form of a dovetail or hammer head that supports the both-sided undercut shape corresponds to the groove.

Um nun die verbreiterten Schaufelfüße in die Nut einfädeln zu können, muß die Unterschneidung an mindestens einer Umfangsstelle der Nut durch eine- Einfahrstelle unterbrochen sein. Der Verschluß der Einfahrstelle nach dem Einfügen der letzten Schaufel erfolgt durch ein Schaufelschloß, das einerseits alle auftretenden Beanspruchungen insbesondere durch die Fliehkräfte zuverlässig aufnehmen können muß, andererseits bei notwendig werdenden Überholungen und Reparaturen leicht zu öffnen und wieder zu schließen sein muß.In order to be able to thread the widened blade feet into the groove, the undercut must be at least one circumferential point of the groove by an entry point be interrupted. The closure of the entry point after the insertion of the last Shovel takes place by means of a shovel lock, which on the one hand all occurring stresses in particular must be able to reliably absorb the centrifugal forces, on the other hand Easy to open and again when overhauls and repairs become necessary must be closed.

Bei Turbinenlaufrädern mit einem einzigen Schaufelkranz bereitet die Ausbildung des Schaufelschlosses keine besonderen Schwierigkeiten, da das Verschluß- oder Füllstück von der Flanke des Laufrades her angenietet oder angeschraubt werden kann (DE-PS 560 951; Anders ist es bei Turbinenläufern mit mehreren axial hintereinanderliegenden Schaufelkränzen, bei denen die Schaufelfußnuten und damit auch ihre Verschlußstellen nur vom Umfang her radial zugänglich sind. Hier hat man schon die Schaufelfüße oder entsprechende Füllstücke in die Nuten gestaucht, so daß durch die stauchbedingte Verbreiterung eine Verkeilung erfolgt (CH-PS 33125, Abgesehen von der relativ kleinen Festigkeit einer solchen Verbindung, bereitet der Ausbau und die Wiederbeschaufelung bei dieser Befestigungsart naturgemäß erhebliche Schwierigkeiten.In the case of turbine runners with a single blade ring, the Formation of the shovel lock no particular difficulties, since the closure or filler piece can be riveted or screwed on from the flank of the impeller can (DE-PS 560 951; it is different with turbine rotors with several axially one behind the other Blade rings in which the blade root grooves and thus also their locking points are only radially accessible from the circumference. Here you already have the shovel feet or corresponding filler pieces compressed into the grooves, so that the compression-related Widening a wedging takes place (CH-PS 33125, apart from the relatively small The strength of such a connection is provided by the expansion and re-blading at Naturally, this type of fastening presents considerable difficulties.

Bei einer anderen Schaufelschloßkonstruktion wird die prismenförmige radialfiankige Einfahrstelle mit einem der Hinterschneidung des Schaufelfußes angepaßten Füllstück und hinter diesem mit einem prismatischen Paßstück verschlossen und dann mit in die umliegenden Kranzränder des Läufers übergreifenden Gewindesackbohrungen versehen, in die letztlich durch Verstemmung gesicherte Gewindebolzen eingeschraubt werden. Abgesehen von dem Platzaufwand, der durch einen entsprechenden Abstand zum Nachbarkranz berücksichtigt werden muß, bereitet die Öffnung und der Wiederverschluß dieser Konstruktion im Überholungs- und Reparaturfall ebenfalls Schwierigkeiten: die Gewindebolzen müssen ausgebohrt und das Gewinde meistens nachgeschnitten werden, wobei die Qualität und damit Festigkeit zwangsläfig leiden, häufig muß ein nächst größeres Gewinde geschnitten werden, wodurch die Restdicke des Läuferringes zum Nachbarkranz beeinträchtigt wird.Another bucket lock design is the prismatic radialfiankige entry point with one adapted to the undercut of the blade root Filler piece and closed behind this with a prismatic adapter piece and then with threaded blind holes extending into the surrounding rim of the rotor provided, screwed into the threaded bolts that are ultimately secured by caulking will. Apart from the space required by a corresponding distance to the Neighboring wreath must be taken into account, preparing the opening and reclosing This construction also has difficulties in the case of overhaul and repair: the threaded bolts must be drilled out and the thread usually recut, whereby the quality and thus the strength inevitably suffer, often a next one must larger thread can be cut, whereby the remaining thickness of the rotor ring to Neighboring wreath is affected.

Aufgabe der Erfindung ist ein Schaufelschloß, das leicht montierbar ist, zuverlässig den Beanspruchungen standhält und leicht ausbaubar und wiederverschließbar ist.The object of the invention is a shovel lock that is easy to assemble is, reliably withstands the stresses and is easily removable and resealable is.

Die Aufgabe wird durch ein Schaufelschloß nach dem Kennzeichen des Patentanspruchs gelöst.The task is carried out by a shovel lock according to the characteristics of the Claim solved.

An IIand der Zeichnung werden Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihre Wirkungsweise erläutert.Embodiments of the invention and explains their mode of action.

Fig.1 zeigt die Verwendung eines parallelflankigen Paßstücks, Fig.2 zeigt eine zusätzliche Aufkeilung des Paßstücks.Fig.1 shows the use of a parallel flank adapter, Fig.2 shows an additional wedge of the fitting.

In der elntsprechand geformten Umfangsnut im Turbinenläufer 1 sind die Schaufeln 2 mit hammerkopfartigen Füßen hintereinander eingeschoben. Nach der letzten Schaufel 2 wird ein der Fußform angepaßtes Füllstück 3, das sich in die Ilinterschneidung einfügt, eingeschoben, das jedoch an seiner Außenseite um den Winkel t geger die Achse A-A der Schaufel geneigt ist. Denselben Winkel 2¢ besitzt auch die Einfahrstelle an ihrer Außenflanke. In den verbleibenden Spalt mit parallelen sgen die Achse A-A der Schaufel z geneigten Flanken wird nun ein prismatisches, parallelflankiges Paßstück 4 stramm eingepreßt oder eingeschlagen. Die bei der Drehung auf die Schaufel wirkende Fliehkraft bewirkt nun eine zuverlässige,allen Beanspruchungen standhaltende Verkeilung von Schaufelfuß, Füllstück und Paßstück in der Einfahrstelle.In the correspondingly shaped circumferential groove in the turbine rotor 1 are the blades 2 pushed in one behind the other with hammer-head-like feet. After last shovel 2 is a foot shape adapted filler 3, which is in the Intersection inserts, inserted, but that on its outside around the Angle t against the axis A-A of the blade is inclined. Has the same angle 2 ¢ also the entry point on its outer flank. In the remaining gap with parallel saws the axis A-A of the blade z inclined flanks will now be a prismatic, parallel-flanked fitting piece 4 tightly pressed in or hammered in. The centrifugal force acting on the blade during rotation now causes a reliable, all Wedging of blade root, filler piece and adapter piece to withstand stresses in the entry point.

Eine noch größere Sicherheit wird erreicht, wenn, wie in Fig. 2 dargestellt, das Paßstück 4 von innen her geschlitzt ist und beim Eintreiben durch einen dabei eindringenden Keil 5 aufgespreizt wird. Wenn der Winkel « tan der äüßeren Flanke der Einfahrstelle etwas größer als der Winkel C der Flanke des Füllstückes 3 gemacht wird, erhält man eine nach außen wirkende Keilform des Paßstückes 4 beim Aufkeilen mittels des Keiles 5.Even greater security is achieved if, as shown in Fig. 2, the fitting piece 4 is slotted from the inside and when it is driven in by one penetrating wedge 5 is spread open. When the angle is on the outer flank the entry point is made slightly larger than the angle C of the flank of the filler piece 3 is obtained, an outwardly acting wedge shape of the fitting piece 4 is obtained when wedging by means of the wedge 5.

Um die Schwächung der zwischen den Schaufelnuten stehenden Ringe am Läufer durch die Einfahrstellen nicht nur an einer Umfangsseite zu erhalten, sowie um Umçucht zu vermeiden, ist es zweckmäßig, die Einfahrstellen in mehrere Nuten eines Läufers am Umfang zu versetzen.To reduce the weakening of the rings standing between the blade grooves To get runners through the entry points not only on one side of the circumference, as well in order to avoid Umçucht, it is advisable to place the entry points in several grooves of a runner on the circumference.

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Claims (5)

Schaufelschloß für Turbinenbeschaufelung Patentansprüche ½) Schaufelschloß für Turbinenbeschaufelung, bei welcher die Schaufeln formschlüssig in der beiderseitig in beliebiger Formgebung unterschnittenen Umfangsnut des Läufers eingesetzt sind, mit mindestens einer Einfahrstelle am Läuferumfang, in welcher ein mit dem Schaufelfuß formschlüssiges Füllstück eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Einfahrstelle im Läufer (1) und die dieser zugewandte Flanke des Füllstücks (3) mit einem Winkel zur Schaufelachse A-A geneigt ausgeführt sind und der Verschluß mit einem stramm sitzenden Paßstück (4) zwischen der Wandung der Einfahrstelle und der Flanke des Füllstücks (3) erfolgt.Blade lock for turbine blading Patent claims ½) Blade lock for turbine blading, in which the blades form-fit on both sides any shape undercut circumferential groove of the rotor are used, with at least one entry point on the rotor circumference, in which one with the blade root form-fitting filler piece is used, characterized in that the wall the entry point in the runner (1) and the flank of the filler piece facing this (3) are designed inclined at an angle to the blade axis A-A and the closure with a tight fitting piece (4) between the wall of the entry point and the flank of the filler piece (3) takes place. 2. Schaufelschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (4) parallelflankig ist (Fig.1).2. Shovel lock according to claim 1, characterized in that the The fitting piece (4) is parallel-flanked (Fig. 1). 3. Schaufelschloß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück (4) radial von innen geschlitzt und durch das Eindringen eines innen angeordneten Keiles (5) aufgespreizt ist.3. Shovel lock according to claim 1, characterized in that the Fitting piece (4) slotted radially from the inside and arranged by the penetration of an inside Wedge (5) is spread. 4. Schaufelschloß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung der Einfahrstelle im Läufer (1) einen etwas größeren Winkel zur Schaufelachse A-A als die dieser zugewandte Fläche des Füllstücks (3) aufweist und durch Aufspreizung des Paßstückes (4) diese Winkeldifferenz ausgeglichen ist (Fig.2).4. Shovel lock according to claim 3, characterized in that the Wall of the entry point in the rotor (1) a slightly larger angle to the blade axis A-A as the surface of the filler piece (3) facing this and by spreading it of the fitting piece (4) this angular difference is compensated (Fig.2). 5. Schaufelschloß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einfahrstellen in die Umfangsnuten an Läufern mit mehreren axial hintereinanderliegenden Schaufelkränzen am Umfang versetzt sind.5. Shovel lock according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the entry points into the circumferential grooves on runners with several axially one behind the other Blade rings are offset on the circumference.
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