DE4430526A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Ausrichten und Kontrollieren von Turbinenlaufradschaufeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausrichten und Kontrollieren der Ausrichtung von Turbinenlaufradschaufeln, insbesondere von großen Francis- Turbinenlaufradschaufeln.

Die Herstellung von Turbinenlaufrädern stellt sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit bei der Fertigung, insbesondere bei der Fertigung der Laufradschaufeln. zusätzlich auf den Laufradschaufeln eine Panzerung durch Auftragsschweißung angebracht, so ist eine schnelle und hinreichend genaue Maßkontrolle direkt nach diesem Arbeitsgang erforderlich. Die Schaufeln werden um einen Betrag von ca. 80 mm verformt gefertigt, um die beim anschließenden Auftragsschweißen auftretende Verformung zu kompensieren. Da die Auftragsschweißung in ihrer Dicke jedoch sehr eng toleriert ist, wird meistens ein sehr genaues Nachrichten der Schaufeln vor dem anschließenden Fräsen unbedingt erforderlich. Die Maßkontrolle und das Richten wird derzeit mit Hilfe von aufwendigen Fünfachsen- Fräsmaschinen oder durch entsprechend aufwendige Koordinatenmeßmaschinen vorgenommen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Ausrichten bzw. Kontrollieren der Ausrichtung von Turbinenlaufradschaufeln darzustellen, welches mit wesentlich einfacheren und preisgünstigeren Vorrichtungen auskommt, wobei insbesondere Wert darauf gelegt wird, daß derartige Vorrichtungen auch vor Ort, d. h. am Einsatzort der Turbine, zur Verfügung stehen.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Verfahrens und Vorrichtungsansprüche gelöst.

Demgemäß wird ein dreidimensionales Modell der Laufradschaufel erstellt, welches beispielsweise in einem CAD-Rechner gemacht werden kann, wobei das Modell selbst als B-Splinefläche abgespeichert wird. Durch dieses Modell werden nun parallele/horizontale Schnitte gelegt und die Konturen dieser Schnitte aus beispielsweise Alublechen auf einer Koordinatenbrennmaschine ausgeschnitten. Die hierbei entstehenden Formschablonen werden danach lage- und maßgerecht mit Hilfe von Distanzstücken fixiert, d. h. sie werden z. B. mit Hilfe von Distanzrohren verschweißt. Auf diese Weise entsteht eine Vorrichtung, bestehend aus zwei Teilen für die Druck- und Saugseite, die die Außenkonturen der Laufradschaufel nachbilden. Vorzugsweise sind die Schnitte auf der Druckseite über die ganze Fläche gleichmäßig verteilt, während auf der Saugseite die Schablonen nur im Bereich der Auftragsschweißung notwendig sind. Zur Erzielung einer höheren Genauigkeit und eines leichteren Aufbaus der Schablone besteht die Möglichkeit, zusätzlich senkrechte Schnitte mit vorzusehen, die dann auch gleichzeitig als Distanzstücke dienen können.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die beiden Teile der Vorrichtung mit Laufelementen, wie z. B. Räder, versehen sind, so daß sie problemlos auf einer Richtplatte verschiebbar sind.

Nun wird die mit Auftragsschweißung versehene Schaufel auf der Richtplatte aufgestellt und das druckseitige Schablonenpaket gegen die zugehörige Turbinenschaufelseite geschoben. Danach wird die Schaufel genau ausgerichtet. Anschließend wird das saugseitige Schablonenpaket mit Gewindespindeln entsprechend der gewünschten Kontur der Laufradschaufel mit Schraubspindeln fixiert. Die Schaufel wird nun mit Hilfe der beidseitigen Schablonenpakete genau auf Maßhaltigkeit überprüft und eventuell in der Vorrichtung durch Nachrichten in die genaue Form gebracht. Falls notwendig, werden nun an der Schaufel Markierungen angebracht, die eine genaue Ausrichtung auf einem Frästisch in der richtigen Lage ermöglichen, um ein anschließendes Nachfräsen durchzuführen.

Vorzugsweise wird das 3-D-Modell der Laufradschaufel, nachdem die Formschablonen hergestellt werden, um einen Abstand a im Bereich einiger Millimeter dicker ausgeführt als die Originallaufradschaufel, um ein leichteres Anpassen und Ausrichten der Kontur der Originallaufradschaufel zu ermöglichen.

Bezugszeichenliste

1 Schablonenpaket für Druckseite
2 Schablonenpaket für Saugseite
3 zusätzliche senkrechte Schablonenschnitte
4 Distanzrohre.

Claims (4)

1. Verfahren zum Ausrichten und Kontrollieren von Turbinenlaufradschaufeln, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

• 1.1 es wird ein dreidimensionales Modell der auszurichtenden Turbinenschaufel erstellt;
• 1.2 durch dieses Modell werden eine Vielzahl von parallelen, horizontalen Schnitten gelegt und die Konturen aus Blechen oder anderen ebenen Materialien ausgeschnitten, womit Formschablonen entstehen;
• 1.3 die ausgeschnittenen Formschablonen werden entsprechend der Laufradschaufel lage- und maßgerecht durch Distanzstücke im Raum fixiert, so daß je ein Schablonenpaket für die Druck- und Saugseite entsteht;
• 1.4 die auszurichtende Schaufel wird auf die Richtplatte aufgestellt und das Schablonenpaket einer Seite gegen die dazu korrespondierende Fläche der Laufradschaufel geschoben und die Laufradschaufel entsprechend dieser vorgegebenen Kontur ausgerichtet;
• 1.5 das jeweils andere Schablonenpaket wird auf der anderen Seite der Laufradschaufel gegen diese geschoben und mit dem ersten Schablonenpaket gemäß der korrekten Außenkontur fixiert und die Laufradschaufel entsprechend der nun vorgegebenen Kontur ausgerichtet.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu den horizontalen Schablonen auch senkrechte Schablonen zur Nachbildung der Schaufelkontur verwendet werden.

3. Vorrichtung zur Kontrolle und zum Ausrichten von Turbinenlaufradschaufeln, insbesondere Francis- Turbinenlaufradschaufeln und zum Vorbereiten zum Fräsen mit folgenden Merkmalen:

• 3.1 es ist eine Vielzahl von Formschablonen vorgesehen, die die Soll-Kontur der Druckseite der Turbinenschaufeln in einigen Ebenen darstellt;
• 3.2 es ist eine Vielzahl von Formschablonen vorgesehen, die die Sollkontur der Saugseite der Turbinenschaufeln in einigen Ebenen darstellt.

4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die saugseitigen Formschablonen ausschließlich im Bereich der zu tätigenden Auftragsschweißung vorgesehen sind.