Diese
Erfindung bezieht sich auf Rotationsmaschinen mit axialer Strömung und
insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausformen
der Stirnfläche
eines Kragens auf einer benutzten oder teilweise ausgebildeten Rotorschaufel
für solch
eine Maschine.These
The invention relates to rotary machines with axial flow and
in particular to a method and an apparatus for molding
the face
a collar on a used or partially formed rotor blade
for such
a machine.
Rotationsmaschinen
mit axialer Strömung wie
z. B. Gasturbinentriebwerke, die zum Antrieb von Flugzeugen benutzt
werden, haben Rotoranordnungen, die in der Maschine angeordnet sind.
Jede Rotoranordnung wird benutzt, um Energie zwischen der Rotoranordnung
und Gasen, die durch die Maschine strömen, zu übertragen. Die Rotoranordnung
weist im Allgemeinen mit Rotorscheiben auf, von denen jede mehrere
Rotorschaufeln hat.rotary machines
with axial flow like
z. B. gas turbine engines used for propulsion of aircraft
have rotor assemblies which are arranged in the machine.
Each rotor assembly is used to transfer energy between the rotor assembly
and transfer gases that flow through the machine. The rotor arrangement
generally has rotor disks, each of which has several
Has rotor blades.
Jede
Rotorschaufel hat typischerweise eine Wurzel, welche die Schaufel
geeignet macht, zur Befestigung der Rotorschaufel in einen entsprechenden Schlitz
in der Scheibe einzugreifen. Ein Strömungsprofil erstreckt sich
von der Wurzel nach außen
und hat eine konvexe Seite und eine konkave Seite zur Wechselwirkung
mit den Gasen des Arbeitsmediums. Die Rotorschaufel kann auch mit
einem Kragen versehen sein, wie z. B. einem Spitzen-Kragen am äußeren Ende
des Strömungsprofils.
Jeder Kragen hat sich lateral (in Umfangsrichtung) erstreckende Oberflächen und
sich axial erstreckende Oberflächen.
Ein Beispiel für
eine sich axial erstreckende Oberfläche ist die Stirnfläche mit
Kerbe. Der Kragen erstreckt sich in Umfangsrichtung, um an der Stirnfläche mit
Kerbe mit dem Kragen jeder der benachbarten Rotorschaufeln im Eingriff
zu sein.each
Rotor blade typically has a root, which is the blade
suitable for fastening the rotor blade in a corresponding slot
to intervene in the disc. An airfoil extends
from the root to the outside
and has a convex side and a concave side to interact
with the gases of the working medium. The rotor blade can also with
be provided a collar, such as. B. a lace collar at the outer end
of the airfoil.
Each collar has laterally (circumferentially) extending surfaces and
axially extending surfaces.
An example for
an axially extending surface is the end face with
Score. The collar extends in the circumferential direction to the front surface with
Notch engaged with the collar of each of the adjacent rotor blades
to be.
Während des
Betriebs der Maschine erstrecken sich die Rotorschaufeln im Turbinenbereich über den
Strömungspfad
des Arbeitsmediums nach außen.
Die Rotorschaufeln nehmen Energie von dem Strömungspfad des Arbeitsmediums
auf, um die Rotoranordnung um ihre Rotationsachse anzutreiben. Im
Kompressionsbereich übertragen
die Rotorschaufeln Energie an die Gase, um die Gase zu komprimieren,
wenn die Rotorschaufeln durch die Rotoranordnung um ihre Rotationsachse
angetrieben werden. Im Ergebnis werden die Rotorschaufeln und Kragen schwankenden
Gasströmungen
und hohen Temperaturen ausgesetzt.During the
Operating the machine, the rotor blades in the turbine area extend over the
flow path
the working medium to the outside.
The rotor blades take energy from the flow path of the working medium
on to drive the rotor assembly about its axis of rotation. in the
Transfer compression range
the rotor blades energize the gases to compress the gases,
when the rotor blades through the rotor assembly about its axis of rotation
are driven. As a result, the rotor blades and collar will fluctuate
gas flows
and exposed to high temperatures.
Diese
schwankenden Gasströmungen
führen
zu Vibrationen in den Schaufeln, die durch die Gleitreibung gedämpft werden,
wenn die Kragen aneinander reiben. Solch ein Reiben verursacht Abnutzung.
Die Stirnfläche
mit Kerbe des Kragens hat am Kontaktpunkt ein hartes Stirnflächenmaterial,
um die Lebensdauer der reibenden Oberflächen auf neuen Schaufeln zu
verlängern
und wird auf benutzten Schaufeln ersetzt, nachdem die Kerbe abgenutzt wird.These
fluctuating gas flows
to lead
to vibrations in the blades, which are damped by the sliding friction,
when the collars rub against each other. Such rubbing causes wear.
The face
with notch of the collar has at the point of contact a hard face material,
to extend the life of the rubbing surfaces on new blades
extend
and will be replaced on used blades after the notch wears out.
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Halterung und ein Verfahren
zum Anbringen von Kragenmaterial wie z. B. einem Schweißmaterial,
um eine Kreuzkerbe mit einer harten Oberfläche zu versehen, auf dem Substrat
einer benutzten Rotorschaufel oder einer neuen Rotorschaufel, die
teilweise ausgebildet ist. Dementsprechend umfasst der Ausdruck "Rotorschaufel" eine teilweise ausgebildete
Rotorschaufel, die ein Substrat hat, das den Kragen der Rotorschaufel
geeignet macht, solch ein Material aufzunehmen, oder eine benutzte
Rotorschaufel, bei der ein Bereich der Oberfläche des Kragens spanend entfernt
worden ist, um vor dem Wiederherstellen der Rotorschaufel ein Substrat
auszubilden.The
The present invention relates to a holder and a method
for attaching collar material such. B. a welding material,
to provide a cross notch with a hard surface on the substrate
a used rotor blade or a new rotor blade, the
partially formed. Accordingly, the term "rotor blade" includes a partially formed one
Rotor blade, which has a substrate that covers the collar of the rotor blade
makes suitable to accommodate such a material, or a used
Rotor blade in which a portion of the surface of the collar is removed by machining
has been to make a substrate before restoring the rotor blade
train.
Ein
Verfahren, um einen Kragen mit einem harten Oberflächenmaterial
zu versehen, ist, an der Oberfläche
der Kerbe ein hartes Oberflächenmaterial wie
beim Schweißen
durch Leiten eines elektrischen Stromes durch das Material zu schmelzen.
Dies führt zu
einem Vorrat an geschmolzenem Material. Das geschmolzene Material
wird benutzt, um die Dicke des Materials auf der Oberfläche der
Kerbe aufzubauen, wenn es aushärtet.
Bedauerlicherweise überzieht
der Vorrat an geschmolzenem Material die Oberseite des Kragens, überzieht
die Strömungspfadoberfläche unterhalb
des Kragens und erstreckt sich radial über die Oberfläche der
Stirnseite mit Kerbe hinaus, wenn es aushärtet.One
Procedure to make a collar with a hard surface material
It is, at the surface
the notch a hard surface material like
when welding
by passing an electric current through the material to melt.
this leads to
a supply of molten material. The molten material
is used to measure the thickness of the material on the surface of the material
Score build up when it hardens.
Unfortunately it covers
the supply of molten material covers the top of the collar
the flow path surface below
of the collar and extends radially across the surface of the
Front side with notch out when it hardens.
Es
ist relativ einfach, das abgelagerte Material von der Oberseite
des Kragens zu entfernen, da dies keine Strömungspfadoberfläche ist
und sie während
des Herstellungsprozesses der Rotorschaufel einfach zugänglich ist.
Anders verhält
es sich mit der Unterseite des Kragens, da diese hartes Oberflächenmaterial
aufweist, das von dem Substrat hervorsteht und an dem Kragen befestigt
ist.It
is relatively simple, the deposited material from the top
of the collar, as this is not a flow path surface
and she while
the manufacturing process of the rotor blade is easily accessible.
Different behavior
it is with the bottom of the collar, as this hard surface material
protruding from the substrate and fixed to the collar
is.
Der
Vorsprung fügt
dem Kragen Gewicht an einer kritischen Stelle hinzu und unterbricht
die aerodynamische Glätte
der Strömungspfadoberfläche. Das
einst geschmolzene Material, das nun in einen Klumpen aus hartem
Oberflächenmaterial
ausgehärtet
ist, wird von der Unterseite des Kragens entfernt, um Rotationsspannungen
in dem Kragen auf akzeptable Niveaus zu verringern und um eine Oberfläche auszubilden,
die eine akzeptable aerodynamische Glätte hat.Of the
Advantage adds
Add weight to the collar at a critical point and interrupt the collar
the aerodynamic smoothness
the flow path surface. The
Once melted material, now in a lump of hard
surface material
hardened
is, is removed from the bottom of the collar to rotate tensions
in the collar to reduce to acceptable levels and to form a surface,
which has an acceptable aerodynamic smoothness.
Eine
Methode ist es, das Schweißmaterial
z. B. unter Benutzung einer Hand-Bandschleifmaschine oder
eines Hand-Oberflächenschleifers
per Hand abzuschleifen. Solch eine Arbeit ist zeitaufwendig, ergonomisch
unerwünscht
und teuer. Maschinelle Bearbeitung ist keine attraktive Alternative,
da es schwierig ist, ein teilweise ausgebildetes Teil, wie z. B.
eine Rotorschaufel, die ein Substrat hat, welches das geschmolzene
Material aufnimmt, während
der Bearbeitung zu fixieren. Das typische Verfahren ist es, die
Rotorschaufel für
die maschinelle Bearbeitung durch Aufnehmen der teilweise ausgebildeten Wurzel
der Rotorschaufel fest abzustützen.
Eine Rotorschaufel mit einer unvollendeten Wurzel ist schwierig
zu fixieren, wenn die Wurzel als Bezugspunkt für die maschinelle Bearbeitung
benutzt wird, da der Ort des Kragens dann in einer Anordnungsvorrichtung
eine große
Variabilität
hat. Die Benutzung eines Gussblockes um das Strömungsprofil als Bezugspunkt
ist eine Alternative, aber der Block verhindert den Zugang auf die
Unterseite des Kragens und verhindert das Entfernen von Material
von der Strömungspfadoberfläche, das
sich dort befindet.One method is to use the welding material z. B. by hand using a hand-held belt sander or a hand surface grinder. Such work is time consuming, ergonomically undesirable and expensive. Machining is not an attractive alternative, as it is difficult to design a partially formed part, such as a part. B. a rotor blade having a substrate which pick up the molten material to fix during processing. The typical method is to firmly support the rotor blade for machining by receiving the partially formed root of the rotor blade. A rotor blade with an unfinished root is difficult to fix when the root is used as a reference point for machining because the location of the collar then has great variability in a placement device. Use of a cast block around the airfoil as a reference is an alternative, but the block prevents access to the underside of the collar and prevents removal of material from the flow path surface located there.
DE-A-423 70 52 offenbart
eine Befestigungsvorrichtung zum Reparaturschweißen von Turbinenschaufeln. DE-A-423 70 52 discloses a fastening device for repair welding turbine blades.
Dementsprechend
war es das Bestreben der Wissenschaftler und Ingenieure des Anmelders,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Benutzung mit den Kragen
von Rotorblättern
zu entwickeln, welche die Schwierigkeiten verringert, die mit dem
Entfernen von hartem Oberflächenmaterial
von der Strömungspfadoberfläche des
Rotorblattkragens verbunden sind.Accordingly
it was the aspiration of the scientist and engineers of the applicant,
a method and apparatus for use with the collars
of rotor blades
which reduces the difficulties associated with the
Remove hard surface material
from the flow path surface of the
Rotor blade collar are connected.
Diese
Erfindung beruht teilweise auf der Erkenntnis, dass eine sehr kleine
Menge von hartem Oberflächenmaterial
auf der Strömungspfadoberfläche des
Kragens toleriert werden kann, solange seine Masse und seine Rauigkeit
und jegli che Vorsprünge
von der Oberfläche
in den Strömungspfad
nicht größer als
Grenzwerte sind, die viel kleiner als die Vorsprünge sind, die sich derzeit
aus der Ablagerung von hartem Oberflächenmaterial ergeben. Z. B.
wurde für
typische Rotorschaufeln erkannt, dass ein Vorsprung akzeptabel ist,
vorausgesetzt der Vorsprung ist nicht größer als zehn Tausendstel eines
Zolls (0,010'') (0,25 mm) mit einer
Oberflächenrauigkeitsmessung
(Ra) von 90 bis 150 Mikrozoll (2,3 – 3,8 × 103 μm), wie sie
in Übereinstimmung
mit den Verfahren gemessen wird, die in der Spezifikation "ANSI B46.1-1985 Oberflächenstruktur" beschreiben sind, die
vom amerikanischen Institut für
nationale Standards (ANSI) erhältlich
ist.This invention is based in part on the recognition that a very small amount of hard surface material on the flow path surface of the collar can be tolerated, as long as its mass and roughness and any protrusions from the surface into the flow path are not greater than limits much smaller than the protrusions that currently result from the deposition of hard surface material. For example, it has been recognized for typical rotor blades that a protrusion is acceptable, provided that the protrusion is no more than ten thousandths of an inch (.010 ") (0.25 mm) with a surface roughness measurement (Ra) of 90 to 150 microinches (2.3 3.8 × 10 3 μm) as measured in accordance with the methods described in the specification "ANSI B46.1-1985 Surface Structure" available from the American Institute for National Standards (ANSI).
Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung stellt die Erfindung ein Verfahren zur
Verfügung,
wie es in Anspruch 1 beansprucht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform
beinhaltet ein Verfahren zum Ausbilden eines Bereiches von gehärtetem Material
auf der Stirnfläche
mit Kerbe einer Rotorschaufel das Schmelzen von hartem Stirnflächenmaterial auf
der Oberfläche
mit Kerbe, während
eine Metallauflage gegen die Unterseite des Kragens gedrückt wird,
um das Fließen
von geschmolzenem Material auf die Unterseite des Kragens zu blockieren.According to one
In the first aspect of the invention, the invention provides a method
available
as claimed in claim 1. In a preferred embodiment
includes a method of forming a region of cured material
on the face
with notch of a rotor blade, the melting of hard face material
the surface
with notch while
a metal pad is pressed against the bottom of the collar,
to the flow
of molten material to block the bottom of the collar.
In
einer Ausführungsform
des Verfahrens beinhaltet der Schritt des Drückens der Auflage gegen den
Kragen das Ineingriffbringen der Kontur des Kragens mit der Kontur
der Auflage.In
an embodiment
of the method includes the step of pressing the support against the
Collar engaging the contour of the collar with the contour
the edition.
Der
Schritt des Drückens
der Auflage gegen den Kragen kann einschließen, eine Kraft entlang einer
Kraftlinie an einer ersten Stelle auf die Auflage auszuüben und
die Auflage in Bezug auf die Kraftlinie zu drehen, um die Auflage
im Wesentlichen parallel zur Unterseite des Kragens auszurichten.Of the
Step of pressing
The pad against the collar can include a force along one
Apply force line at a first location on the pad and
to rotate the overlay in relation to the force line to the overlay
to align substantially parallel to the underside of the collar.
Der
Schritt des Drückens
einer Auflage gegen die Strömungspfadoberfläche des
Kragens kann einschließen,
die Auflage mit einer Federkraft zu drücken, sodass die Auflage einer
Bewegung weg von dem Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des Kragens
mit einer stärkenden
Kraft widersteht.Of the
Step of pressing
a support against the flow path surface of
Collar can include
To press the pad with a spring force, so that the support of a
Movement away from the engagement with the flow path surface of the collar
with a strengthening
Withstands force.
Der
Schritt des Drückens
einer Auflage gegen die Strömungspfadoberfläche des
Kragens kann einschließen,
die Rotorschaufel außerhalb
des Wurzelberei ches der Rotorschaufel in Eingriff zu bringen, um
die Auflage in Bezug auf die Strömungspfadoberfläche des
Kragens auszurichten.Of the
Step of pressing
a support against the flow path surface of
Collar can include
the rotor blade outside
the root preparation ches the rotor blade to engage to
the overlay with respect to the flow path surface of the
Align collar.
Der
Schritt des in Eingriffbringens der Rotorschaufel außerhalb
des Wurzelbereiches der Rotorschaufel, um die Auflage in Bezug auf
die Strömungspfadoberfläche des
Kragens auszurichten, kann einschließen, eine Abstützstruktur
neben der Rotorschaufel anzuordnen, welche in die Auflage eingreift
und den Kragenbereich der Rotorschaufel in Eingriff bringt, um die
Auflage von dem Kragenbereich abzustützen und zu positionieren.Of the
Step of engaging the rotor blade outside
of the root portion of the rotor blade, relative to the support
the flow path surface of the
Aligning collar can include a support structure
next to the rotor blade, which engages in the support
and engages the collar portion of the rotor blade to engage the
Support and position the collar area.
Vorzugsweise
beinhaltet das Verfahren, Wärme
von dem geschmolzenen Material in der Nähe der Auflage mit einer größeren Rate
als von dem Material in der Nähe
des Kragens abzuführen und
der Schritt des Blockierens des Fließens von geschmolzenem Material
zu der Strömungspfadoberfläche des
Kragens schließt
den Schritt des Erhöhens der
Viskosität
des geschmolzenen Materials in der Nähe der angepassten Oberflächen der
Auflage und des Kragens durch Übertragen
der Wärme
von dieser Stelle mit einer höheren
Rate ein.Preferably
includes the process, heat
from the molten material near the pad at a greater rate
as of the material in the vicinity
to dissipate the collar and
the step of blocking the flow of molten material
to the flow path surface of
Kragens closes
the step of increasing the
viscosity
of the molten material near the fitted surfaces of the
Pad and collar by transferring
the heat
from this point with a higher
Rate.
Der
Schritt des Übertragens
der Wärme schließt vorzugsweise
das Begrenzen der übertragenen
Wärme,
so dass die Auflage nicht als Wärmesenke
wirkt, die zu viel Wärme
aus dem geschmolzenen Material überträgt und Rissbildung
des geschmolzenen Materials bewirkt, und das Erwärmen der Auflage auf eine Temperatur
ein, die weniger als ein Drittel des Schmelzpunktes des Auflagematerials ist.Of the
Step of transferring
the heat preferably closes
limiting the transferred
Warmth,
so the pad does not act as a heat sink
that works too much heat
from the molten material transfers and cracking
causes the melted material, and heating the pad to a temperature
which is less than one third of the melting point of the overlay material.
Der
Schritt des Ineingriffbringens der Rotorschaufel mit der Halterungsstruktur
schließt
vorzugsweise das Ausrichten der Halterungsstruktur für die Auflage
ein, sodass die Halterungsstruktur sich lateral nicht über die
Auflage hinaus erstreckt und sich radial nicht über einen wesentlichen Abstand
zwischen der Plattform der Schaufel und der Strömungspfadoberfläche des
Kragens erstreckt.The step of engaging the rotor blade with the support structure preferably closes orienting the support support structure such that the support structure does not extend laterally beyond the support and does not extend radially a substantial distance between the platform of the airfoil and the flow path surface of the collar.
Die
Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vorrichtung, um das obige
Verfahren auszuführen. Unter
einem zweiten Aspekt stellt die Erfindung daher eine Vorrichtung
zur Verfügung,
wie sie in Anspruch 13 beansprucht wird. Somit weist eine Halterung
zur Benutzung beim Aufbringen von Material auf die Stelle einer Rotorkragenstirnfläche eine
Auflage auf, die mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens im Eingriff ist, sodass die Auflage das Fließen vom
geschmolzenen Material auf die Strömungsseite des Kragens blockiert.The
The invention also extends to a device for the above
Perform procedure. Under
In a second aspect, therefore, the invention provides a device
to disposal,
as claimed in claim 13. Thus, a holder has
for use in applying material to the location of a rotor collar face
Edition on, with the flow path surface of
Collar is engaged, so that the circulation of the flow
molten material blocked on the flow side of the collar.
In
einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung hat eine Halterung zum Anbringen eines Bereiches
von Material an der Stelle des Kragens der Rotorschaufel eine Auflage,
die im Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens ist und sich über
den Kragen hinaus erstreckt, sodass die Auflage das Fließen von
geschmolzenem Material auf die Strömungspfadoberfläche des
Kragens blockiert.In
an embodiment
The present invention has a bracket for attaching a portion
of material at the location of the collar of the rotor blade a pad,
engaged with the flow path surface of the
Kragens is and over
extends beyond the collar so that the overlay flows from
molten material on the flow path surface of the
Collar blocked.
In
einer bevorzugten Ausführungsform
hat eine Halterung zum Anbringen eines Bereiches von gehärtetem Material
an der Stelle einer Stirnfläche mit
Kerbe eine Rotorschaufel eine Anordnung, um eine Auflage in Eingriff
mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu drücken,
sodass die Auflage das Fließen
von geschmolzenem Material zur Strömungspfadoberfläche blockiert,
wobei die Anordnung von der Rotorschaufel an einer Stelle abgestützt und
positioniert wird, die nicht innerhalb des Strömungsprofils ist.In
a preferred embodiment
has a holder for attaching a portion of hardened material
in the place of an end face with
Score a rotor blade an assembly to engage a rest
with the flow path surface of
Collar to press
so that the circulation flow
blocked by molten material to the flow path surface,
the assembly being supported by the rotor blade at one location and
is positioned that is not within the airfoil.
Vorzugsweise
hat die Anordnung ein Paar Backen, die gegeneinander gedrückt werden,
um in die Rotorschaufel einzugreifen.Preferably
the arrangement has a pair of jaws that are pressed against each other,
to intervene in the rotor blade.
Vorzugsweise
hat die erste Backe zwei voneinander beabstandete Seiten, die mit
einer Strömungspfadoberfläche auf
dem Kragen im Eingriff stehen, und die zweite Backe ist zwischen
den Seiten angeordnet und steht mit der äußeren Oberfläche des
Kragens im Eingriff.Preferably
The first jaw has two spaced apart sides that come with it
a flow path surface
engage the collar and the second jaw is in between
arranged on the sides and communicates with the outer surface of the
Collar in engagement.
Vorzugsweise
hat jede Seite der ersten Backe einen Fortsatz, der rotierbar mit
der Backe im Eingriff steht und in Bezug auf den Kragen einstellbar ist.Preferably
Each side of the first jaw has an extension rotatable with
the jaw is engaged and adjustable with respect to the collar.
Unter
einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Vorrichtung zur Verfügung, wie
sie in Anspruch 23 beansprucht wird.Under
In another aspect, the invention provides a device such as
it is claimed in claim 23.
In
einer Ausführungsform
der Erfindung wird die Auflage durch einen einstellbaren Arm und
eine verschiebbare Stange, die gegen die Strömungspfadoberfläche des
Kragens gefedert gelagert sind, in Eingriff mit der Strömungspfad oberfläche des
Kragens gedrückt
und die Turbinenschaufel ist in Bezug auf die Plattform in der Halterung
angeordnet.In
an embodiment
the invention is the support by an adjustable arm and
a displaceable rod which bears against the flow path surface of the
Kragens spring-mounted, in engagement with the flow path surface of the
Collar pressed
and the turbine blade is in the mount with respect to the platform
arranged.
Vorzugsweise
hat die Auflage eine Oberfläche,
deren Kontur ein Bereich einer Kugel ist und einen Schaft, der in
einer zylindrischen Öffnung
in der Halterungsstruktur angeordnet ist, z. B. den Fortsatz einer
Backe, sodass die Auflage um die Achse des Schaftes rotierbar ist
und die Achse sich in Bezug auf die Achse der Öffnung, in der der Schaft angeordnet ist,
neigen kann.Preferably
does the overlay have a surface,
the contour of which is an area of a sphere and a shaft which is in
a cylindrical opening
is arranged in the support structure, for. B. the extension of a
Jaw, so that the support is rotatable about the axis of the shaft
and the axis relative to the axis of the opening in which the shaft is arranged,
can tend.
Vorzugsweise
ist die Auflage aus Metall und vorzugsweise hat sie eine konturierte
Oberfläche,
die genau der Kontur des Kragens entspricht.Preferably
is the metal pad and preferably it has a contoured
Surface,
which corresponds exactly to the contour of the collar.
Vorzugsweise
ist der Schmelzpunkt der Metallauflage größer als der Schmelzpunkt des
Kragenmaterials und des Materials der harten Stirnfläche. So
kann die Auflage aus Wolfram sein, das einen Schmelzpunkt hat, der
wenigstens dreimal größer als der
Schmelzpunkt des Materials der harten Stirnfläche ist.Preferably
the melting point of the metal overlay is greater than the melting point of the
Collar material and the material of the hard face. So
For example, the overlay may be tungsten, which has a melting point
at least three times bigger than that
Melting point of the material of the hard face is.
Vorzugsweise
hat die Auflage eine thermische Leitfähigkeit, die größer als
die thermische Leitfähigkeit
des geschmolzenen Materials und des benachbarten Kragenmaterials
ist.Preferably
the overlay has a thermal conductivity greater than
the thermal conductivity
the molten material and the adjacent collar material
is.
Vorzugsweise
sind die thermische Leitfähigkeit
und die thermische Kapazität
der Auflage so ausgewählt,
dass der Wärmesenken-Effekt
der Auflage auf einem akzeptablen Niveau ist; einem Niveau, das Rissbildung
des Schweißmaterials
aufgrund thermischer Gradienten in dem Schweißmaterial während des Aufbringens des harten
Stirnflächenmaterials verhindert.Preferably
are the thermal conductivity
and the thermal capacity
the edition selected so
that the heat sink effect
the circulation is at an acceptable level; a level that cracking
of the welding material
due to thermal gradients in the weld material during the application of the hard
Endface material prevented.
Somit
ist ein Hauptmerkmal der Erfindung, das Fließen von geschmolzenem Material
auf die Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu blockieren. Ein anderes Merkmal ist es, ein Erwärmen der Auflage
auf eine Temperatur, die ihrem Schmelzpunkt nahe kommt, zu verhindern.
Ein weiteres Merkmal ist das Übertragen
von Wärme
aus der Nähe
der angepassten Oberfläche
der Auflage mit dem Kragen mit einer Rate, die größer als
bei dem Kragen ist, um die Viskosität des geschmolzenen Materials
an der Stelle der Auflage zu erhöhen.Consequently
a key feature of the invention is the flow of molten material
on the flow path surface of the
Block collar. Another feature is heating up the overlay
to prevent it from reaching its melting point.
Another feature is the transfer
of heat
from near
the customized surface
the overlay with the collar at a rate greater than
At the collar is the viscosity of the molten material
to increase at the point of circulation.
Ein
weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Auflage der
Halterung, die im Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens ist. Ein anderes Merkmal ist eine Anordnung, um die Auflage in
Eingriff mit der Auflage zu drücken.
Ein weiteres Merkmal ist die Struktur der Anordnung, welche die Anordnung
geeignet macht, im Eingriff mit der Rotorschaufel zu sein, um die
Auflage direkt von der Rotorschaufel aus an einer Stelle, die nicht
auf der Innenseite der Rotorschaufel ist, abstützen und zu positionieren.
In einer detaillierten Ausführungsform
ist ein Merkmal ein Paar von Backen auf der Anordnung. Ein weiteres
Merkmal ist ein Paar von Fortsätzen,
die rotierbar mit der Backe im Eingriff sind und in Bezug auf eine
Rotorschaufel einstellbar sind.Another feature of the present invention is the support of the bracket, which is in engagement with the flow path surface of the collar. Another feature is an arrangement to press the overlay into engagement with the overlay. Another one A feature is the structure of the assembly, which makes the assembly suitable to be engaged with the rotor blade to support and position the support directly from the rotor blade at a location that is not on the inside of the rotor blade. In a detailed embodiment, one feature is a pair of jaws on the assembly. Another feature is a pair of extensions rotatably engaged with the jaw and adjustable with respect to a rotor blade.
Ein
weiteres Merkmal ist der rotierbare Eingriff zwischen der Auflage
und dem Kragen, wobei die Auflage einen Bereich aus einer Kugeloberfläche, die
im Eingriff mit einem Fortsatz ist, und einen Schaft hat, der in
einer zylindrischen Öffnung
in der Halterungsstruktur angeordnet ist. Ein anderes Merkmal ist
die thermische Leitfähigkeit
der Auflage.One
Another feature is the rotatable engagement between the support
and the collar, wherein the support comprises an area of a spherical surface, the
is engaged with an appendage, and has a shaft which is in
a cylindrical opening
is arranged in the support structure. Another feature is
the thermal conductivity
the edition.
Ein
Hauptvorteil der vorliegenden Erfindung ist die Effizienz und Kostenersparnis,
die sich daraus ergibt, dass es durch die Benutzung einer Auflage zum
Blockieren des Fließens
von geschmolzenem Material von der Strömungspfadoberfläche des
Kragens oder dadurch, geschmolzenes Material davon abzuhalten, sich
in Richtung des Strömungsprofils über die
Strömungspfadoberfläche des
Kragens hinaus zu erstrecken, nicht mehr notwendig ist, die Strömungspfadoberfläche nachzubearbeiten
bzw. zu glätten.One
The main advantage of the present invention is the efficiency and cost savings,
which results from the use of an edition for
Blocking the flow
of molten material from the flow path surface of the
Kragens or by preventing molten material from getting
in the direction of the flow profile over the
Flow path surface of
Collar out, it is no longer necessary to rework the flow path surface
or to smooth out.
Ein
weiterer Vorteil in einer Ausführungsform des
Verfahrens ist die Leichtigkeit und Geschwindigkeit des Anbringens
der Ansammlung von geschmolzenem Material auf der Auflage und dem
Schaufelkragen, die sich daraus ergibt, dass die Halterungsstruktur
für die
Auflage so orientiert ist, dass die Halterungsstruktur sich lateral
nicht über
die Auflage hinaus erstreckt und sich radial nicht über eine
erhebliche Strecke zwischen der Plattform der Schaufel und der Strömungspfadoberfläche des
Kragens erstreckt. Ein weiterer Vorteil ist die schnelle Befestigung
der Auflage in einer angepassten Anordnung gegenüber der Strömungspfadoberfläche des
Kragens, die sich aus dem Konturieren der Auflage mit einer Kontur
ergibt, die genau der Strömungspfadoberfläche des Kragens
entspricht und es der Auflage ermöglicht, um eine Achse zu rotieren,
die in Bezug auf die laterale Richtung des Kragens geneigt werden
kann. Ein weiterer Vorteil von bestimmten Ausführungsformen ist die Leichtigkeit
und Schnelligkeit der Installation der Auflage an dem Kragen, die
sich aus dem Aufbau ergibt und die es ermöglicht, die Auflage von der
Rotorschaufel aus abzustützen
und zu positionieren.One
Another advantage in one embodiment of
Method is the ease and speed of attaching
the accumulation of molten material on the overlay and the
Bucket collar, which results from the fact that the support structure
for the
Support is oriented so that the support structure is lateral
no over
extends beyond the support and not radially over a
considerable distance between the platform of the blade and the flow path surface of the blade
Kragens extends. Another advantage is the fast attachment
the support in an adapted arrangement with respect to the flow path surface of the
Collar, resulting from contouring the overlay with a contour
gives exactly the flow path surface of the collar
and allows the pad to rotate about an axis,
which are inclined with respect to the lateral direction of the collar
can. Another advantage of certain embodiments is the ease
and speed of installation of the pad on the collar, the
arises from the structure and which allows the circulation of the
Rotor blade to support
and to position.
Ein
Vorteil ist die Haltbarkeit und Intaktheit des Schweißmaterials,
die sich, in bevorzugten Ausführungsbeispielen,
durch die vernünftige
Wahl der thermischen Leitfähigkeit
und der thermischen Kapazität
der Auflage aus der Begrenzung der Menge des Wärmeflusses zu der Auflage ergibt,
um eine signifikante Wärmesenke
in der Nähe
des Materials der harten Stirnfläche
zu verhindern. Ein weiterer Vorteil ist das Blockieren von geschmolzenem
Material, das sich aus dem Erhöhen
der Viskosität
des geschmolzenen Materials durch das Übertragen von Wärme mit
einer höheren
Rate als in den Kragen ergibt, was in der bevorzugten Ausführungsform
wiederum durch die vernünftige
Auswahl der thermischen Leitfähigkeit
der Auflage erreicht wird.One
Advantage is the durability and integrity of the welding material,
which, in preferred exemplary embodiments,
through the sensible
Choice of thermal conductivity
and the thermal capacity
the overlay results from limiting the amount of heat flow to the overlay,
a significant heat sink
near
the material of the hard face
to prevent. Another advantage is the blocking of molten
Material resulting from the elevation
the viscosity
of the molten material by transferring heat with it
a higher one
Rate as in the collar results, which in the preferred embodiment
again through the reasonable
Selection of thermal conductivity
the edition is reached.
Einige
bevorzugte Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun rein beispielhaft unter Bezugnahme auf
die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in denen:Some
preferred embodiments
The invention will now be described purely by way of example with reference to FIG
the attached
Drawings in which:
1 eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer fertiggestellten Rotorschaufel
und einer Halterung zur Benutzung beim Anbringen von Material auf
dem Kragen der Rotorschaufel, wie z. B. einen Bereich von hartem
Material an der Stelle einer Stirnfläche mit Kerbe einer Rotorschaufel,
ist, wobei die Rotorschaufel in der Halterung befestigt ist. 1 an exploded perspective view of a finished rotor blade and a holder for use in attaching material on the collar of the rotor blade, such. B. is a range of hard material at the location of a face with notch of a rotor blade, wherein the rotor blade is mounted in the holder.
1A eine
zusammengesetzte Ansicht einer teilweise ausgebildeten Rotorschaufel
ist, die in der in 1 gezeigten Halterung angeordnet
ist. 1A is a composite view of a partially formed rotor blade, which in the in 1 shown holder is arranged.
2 eine
Ansicht eines Bereiches der in 1 gezeigten
Halterung ist, welche die Arme der Halterung in der eingebauten
Position und in der bewegten Position vor dem Einbau zeigt. 2 a view of an area of in 1 shown holding the arms of the holder in the installed position and in the moved position prior to installation.
3 eine
Schnittansicht von 1 ist, welche die Beziehung
der Auflage zu dem Arm zeigt. 3 a sectional view of 1 which shows the relationship of the overlay to the arm.
4 eine 3 entsprechende
Ansicht ist, die das Aufbringen von geschmolzenem Material auf den
Kragen zeigt. 4 a 3 corresponding view showing the application of molten material on the collar.
5 eine
seitliche Draufsicht auf den Kragen der in den 1 bis 4 gezeigten
Turbinenschaufel ist, die das Aufbringen von geschmolzenem Material
an der Stelle der harten Stirnfläche
des Kragens zeigt. 5 a lateral plan view of the collar in the 1 to 4 shown turbine blade, which shows the application of molten material at the location of the hard end face of the collar.
6 eine
perspektivische Explosionsdarstellung einer fertiggestellten Rotorschaufel
und eines alternativen Ausführungsbeispiels
der in 1 gezeigten Halterung zur Benutzung beim Anbringen eines
Bereiches von Material auf den Kragen einer Rotorschaufel ist. 6 an exploded perspective view of a finished rotor blade and an alternative embodiment of the in 1 shown holder for use in attaching a range of material to the collar of a rotor blade.
7 eine
Draufsicht einer teilweise ausgebildeten Rotorschaufel und der in 6 gezeigten Halterung
in ihrer Betriebsposition im Eingriff mit der Rotorschaufel ist. 7 a plan view of a partially formed rotor blade and the in 6 shown holder in its operating position in engagement with the rotor blade.
8 eine
Seitenansicht einer Basis zum Abstützen der Rotorschaufeln und
der in 7 gezeigten Halterung und Rotorschaufel ist, die
einen Fortsatz der Halterung im Eingriff mit der seitlichen Seite
des Kragens zeigt. 8th a side view of a base for supporting the rotor blades and in 7 ge showed bracket and rotor blade which shows an extension of the bracket in engagement with the lateral side of the collar.
9 eine
Stirnansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der in 6 gezeigten
Halterung ist. 9 an end view of an alternative embodiment of the in 6 shown bracket is.
10 eine
Schnittansicht von 7 ist, welche die Beziehung
der Auflage zu einem Fortsatz von einer der Backen zeigt. 10 a sectional view of 7 which shows the relationship of the overlay to an appendix of one of the cheeks.
11 eine 10 entsprechende
Ansicht ist, die das Anbringen von geschmolzenem Material auf dem
Kragen zeigt. 11 a 10 corresponding view which shows the attachment of molten material on the collar.
12 eine
seitliche Draufsicht des Kragens der in den 6 bis 8 gezeigten
Rotorschaufel ist, die das Aufbringen von geschmolzenem Material an
der Stelle der harten Stirnfläche
des Kragens zeigt. 12 a side view of the collar of the in the 6 to 8th shown rotor blade, which shows the application of molten material at the location of the hard end face of the collar.
13 eine
Ansicht eines Kragens nach dem Stand der Technik einer Rotorschaufel
ist, wie sie in den vorangegangenen Figuren gezeigt ist, welche
die Anordnung des geschmolzenen Materials nach dem Anbringen auf
der Oberfläche
der harten Stirnfläche
des Kragens zeigt, wobei sich das geschmolzene Material oberhalb
und unterhalb des Kragens erstreckt und an diesen Stellen ausgehärtet ist. 13 is a view of a prior art collar of a rotor blade, as shown in the preceding figures, showing the arrangement of the molten material after mounting on the surface of the hard end face of the collar, wherein the molten material above and below the Collar extends and cured at these points.
1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht einer fertiggestellten Turbinenschaufel 10 mit
einem Kragen 12 und einer Halterung 14 zur Benutzung
beim Aufbringen eines Materialbereichs auf den Kragen einer Turbinenschaufel.
Die fertiggestellte Turbinenschaufel ist zur Erläuterung gezeigt. Die Schaufel,
die zusammen mit der Halterung benutzt wird, kann eine benutzte
Turbinenschaufel oder eine neue, teilweise ausgebildete Turbinenschaufel
sein, wie im Folgenden diskutiert wird. 1 is an exploded perspective view of a finished turbine blade 10 with a collar 12 and a holder 14 for use in applying a portion of material to the collar of a turbine blade. The finished turbine blade is shown for explanation. The bucket used with the support may be a used turbine bucket or a new, partially formed turbine bucket, as discussed below.
Die
Halterung ist in Explosionsdarstellung gezeigt, um die Beziehung
der verschiedenen Elemente der Halterung in Bezug auf die Stirnflächen 16, 18 der
Rotorschaufel zu zeigen. Die Stirnfläche der Rotorschaufel kann
sich lateral (in Umfangsrichtung) wie z. B. die Stirnfläche 16 erstrecken
oder sie kann sich axial, wie z. B. die Stirnfläche mit Kerbe 18,
erstrecken. Das Material wird auf ein Substrat einer benutzten Turbinenschaufel
oder einer teilweise ausgebildeten Turbinenschaufel aufgebracht,
um die Stirnflächen
des Kragens auszubilden, der auf der fertiggestellten Turbinenschaufel
gezeigt ist. Z. B. kann Ausgangsmaterial auf der lateralen Stirnfläche und hartes
Stirnflächenmaterial
auf der axialen Oberfläche
mit einer Kreuzkerbe aufgebracht werden. Dementsprechend sind die
folgenden Bezugnahmen auf die Stirnfläche mit Kerbe und gehärtetes Material
von beispielhafter Natur und beschränken den Umfang der Offenbarung
nicht.The holder is shown in exploded view to the relationship of the various elements of the holder with respect to the end faces 16 . 18 to show the rotor blade. The end face of the rotor blade can laterally (in the circumferential direction) such. B. the end face 16 extend or it can be axial, such. B. the face with notch 18 , extend. The material is applied to a used turbine blade or partially formed turbine blade substrate to form the end faces of the collar shown on the finished turbine blade. For example, raw material on the lateral end face and hard face material on the axial surface may be applied with a cross notch. Accordingly, the following references to the notched face and hardened material are exemplary in nature and do not limit the scope of the disclosure.
Die
fertiggestellte Turbinenschaufel ist entlang Achse Ls,
die sich entlang der Spannweite erstreckt, angeordnet gezeigt. Die
folgende Beschreibung ist mit Ausnahme des Substrats und der Stirnfläche mit
Kerbe einer fertiggestellten, einer teilweise fertiggestellten und
einer benutzten Rotorschaufel gemeinsam. Die Rotorschaufel hat ein
erstes Ende 22 mit einem Wurzelabschnitt 24 und
einem Plattformabschnitt 26. Der Plattformabschnitt hat
eine erste Seite 28 und eine zweite Seite 32. Die Rotorschaufel
hat ein zweites Ende 34. Ein Strömungsprofilabschnitt 35 mit
einer Länge
La erstreckt sich entlang der Spannweite
vom ersten Ende zum zweiten Ende. Das zweite Ende weist einen Kragen
auf. Der Kragen hat eine erste Seite und eine zweite Seite, die sich
in Bezug auf das Strömungsprofil
lateral erstrecken.The finished turbine blade is shown arranged along axis L s extending along the span. The following description is common with the exception of the substrate and face with notch of a completed, a partially completed and a used rotor blade. The rotor blade has a first end 22 with a root section 24 and a platform section 26 , The platform section has a first side 28 and a second side 32 , The rotor blade has a second end 34 , An airfoil section 35 with a length L a extending along the span from the first end to the second end. The second end has a collar. The collar has a first side and a second side laterally extending with respect to the airfoil.
1A ist
eine Ansicht der Halterung, die in 1 gezeigt
ist, im zusammengesetzen Zustand und zeigt die Halterung 14 in
ihrer betriebsmäßig mit einer
benutzten oder teilweise ausgebildeten Rotorschaufel 10 in
Eingriff gebrachten Position. Der Kragen der teilweise ausgebildeten
Schaufel hat ein Substrat, wie z. B. ein Substrat 36 mit
einer Kerbe, um gehärtetes
Material aufzunehmen. Eine Stelle 38 der Stirnfläche mit
Kerbe ist lateral von dem Substrat beabstandet. Hartes Stirnflächenmaterial
wird auf das Substrat aufgebracht, bis das harte Stirnflächenmaterial
sich durch die Stelle der Stirnfläche mit Kerbe und über diese
hinaus erstreckt. Danach wird die Schaufel durch spanende Bearbeitung
in ihrer endgültigen
Form gebracht, wobei sich die fertiggestellte Stirnfläche mit
Kerbe 18 auf der Rotorschaufel bis zur Stelle der Stirnfläche mit
Kerbe 38 erstreckt und dort positioniert ist. 1A is a view of the bracket in 1 shown in the assembled state and shows the bracket 14 in its operative with a used or partially formed rotor blade 10 engaged position. The collar of the partially formed blade has a substrate, such. B. a substrate 36 with a notch to absorb hardened material. An agency 38 the notched face is laterally spaced from the substrate. Hard face material is applied to the substrate until the hard face material extends through and beyond the location of the notched face. Thereafter, the blade is brought by machining in its final form, with the finished face with notch 18 on the rotor blade to the point of the end face with notch 38 extends and is positioned there.
Wie
in den 1 und 1A gezeigt, hat der Kragen eine
Strömungspfadoberfläche 42 mit
einer ersten Seite 44 und einer zweiten Seite 46.
Die Halterung 14 hat eine Auflage 48 mit einer
Oberfläche 50 und
einer Vorrichtung, d. h., einer Anordnung, wie sie durch die Anordnung 52 repräsentiert
wird, um die Auflage in Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens zu drücken.
Die Auflage 48 hat eine Oberfläche 50, welche die
Auflage geeignet macht, mit der Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens der Rotorschaufel im Eingriff zu sein.As in the 1 and 1A As shown, the collar has a flow path surface 42 with a first page 44 and a second page 46 , The holder 14 has an edition 48 with a surface 50 and a device, that is, an assembly as provided by the arrangement 52 is represented to the overlay in engagement with the flow path surface 42 of the collar. The edition 48 has a surface 50 , which makes the pad suitable, with the flow path surface 42 the collar of the rotor blade to be engaged.
Die
Halterung beinhaltet eine Basis 54, die eingerichtet ist,
mit dem Wurzelabschnitt 24 der Rotorschaufel im Eingriff
zu sein. Die Basis hat eine Passage 56 mit einer Öffnung 58,
welche die Basis geeignet macht, das erste Ende 22 der
Rotorschaufel aufzunehmen. Die Basis stützt die Rotorschaufel während Arbeitsschritten,
die an dem Kragen der Rotorschaufel ausgeführt werden, ab. Die Basis kann
integral mit der Anordnung ausgebildet sein, welche die Auflage
in Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens drückt,
oder die Anordnung, welche die Auflage drückt, kann separat von der Basis ausgebildet
sein, wie in Bezug auf die 6, 7 und 8 weiter
unten beschrieben.The holder includes a base 54 which is set up with the root section 24 the rotor blade to be engaged. The base has a passage 56 with an opening 58 which makes the base suitable, the first end 22 to pick up the rotor blade. The base supports the rotor blade during operations performed on the collar of the rotor blade. The base can be in tegral be formed with the arrangement which the support in engagement with the flow path surface 42 the collar presses, or the assembly which presses the support may be formed separately from the base, as with respect to the 6 . 7 and 8th described below.
Die
Basis hat eine Oberfläche 60,
die nach außen
gerichtet ist und die einen Bereich der Passage begrenzt. Eine zweite
Oberfläche 62,
die auf der anderen Seite der Passage angeordnet ist, ist nach außen gerichtet
und begrenzt einen Bereich der Passage. Die Oberflächen machen
die Halterung geeignet, um mit den Seiten 28, 32 des
Plattformabschnitts 26 der Rotorschaufel 10 in
ihrem unvollendeten Zustand im Eingriff zu sein. Die Öffnung der
Passage erstreckt sich von der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche nach
innen und macht die Basis geeignet, den Wurzelbereich 24 der
Rotorschaufel aufzunehmen.The base has a surface 60 which is directed outwards and which limits an area of the passage. A second surface 62 , which is located on the other side of the passage, is directed outwards and delimits an area of the passage. The surfaces make the bracket suitable to work with the sides 28 . 32 of the platform section 26 the rotor blade 10 to be engaged in their unfinished state. The opening of the passage extends inwardly from the first surface and the second surface and makes the base suitable for the root area 24 to pick up the rotor blade.
Die
Basis ist mit einer Klemme 64 versehen, die ein Paar von
Armen 66, 68 hat, die sich lateral erstrecken.
Die Arme sind voneinander beabstandet und lassen einen Abstand G
zwischen sich, der die Klemme geeignet macht, sich auf jeder Seite
des Strömungsprofilabschnitts 35 der
Rotorschaufel zu erstrecken. Jeder der Arme hat einen Vorsprung 72, 74,
der sich von den Armen aus erstreckt. Die Vorsprünge machen die Arme geeignet,
jeweils mit einer Seite des Plattformabschnitts der Rotorschaufel
im Eingriff zu stehen. In der in 1A gezeigten
Betriebsstellung ist der Plattformabschnitt zwischen den Armen der
Klemme und der jeweils nach außen
gerichteten ersten und zweiten Oberfläche 60, 62 der Öffnung 58 eingeklemmt.The base is with a clamp 64 provided that a pair of arms 66 . 68 has, which extend laterally. The arms are spaced apart leaving a distance G between them which makes the clamp suitable on either side of the airfoil section 35 to extend the rotor blade. Each of the arms has a lead 72 . 74 which extends from the arms. The projections make the arms adapted to engage with one side of the rotor blade platform portion, respectively. In the in 1A shown operating position is the platform section between the arms of the clamp and the respective outwardly directed first and second surfaces 60 . 62 the opening 58 trapped.
Ein
Schraubenbefestigungselement 76 hat einen Stab 78,
der gewindemäßig mit
der Basis 54 im Eingriff ist, um die Arme 66, 68 der
Klemme gegen den Plattformabschnitt der Rotorschaufel zu drücken. Das
Schraubenbefestigungselement hat einen Kopf 82. Ein Abstandsgeber 84 hat
ein erstes Ende 86, das mit den Armen der Klammer im Eingriff
steht, und ein zweites Ende 88, das eingerichtet ist, mit
dem Kopf eines Schraubenbefestigungselements im Eingriff zu stehen.
Der Abstandsgeber hat weiterhin eine Öffnung, die sich von dem ersten
Ende zum zweiten Ende des Abstandsgebers erstreckt und die das Abstandselement
geeignet macht, den Stab des Schraubenbefestigungselements aufzunehmen.
In einem anderen Aufbau ist das Schraubenbefestigungselement als
einstückige
Anordnung ausgebildet, die einen Abstandsgeber hat, der integral
mit dem Kopf des Schraubenbefestigungselements ist.A screw fastener 76 has a staff 78 that is threaded with the base 54 engaged to the arms 66 . 68 press the clamp against the platform section of the rotor blade. The screw fastener has a head 82 , A distance sensor 84 has a first end 86 which engages the arms of the clip and a second end 88 which is adapted to be engaged with the head of a screw fastener. The proximity sensor further has an opening extending from the first end to the second end of the proximity sensor and which makes the spacer suitable for receiving the rod of the screw fastener. In another configuration, the screw fastener is formed as a one-piece assembly having a spacer that is integral with the head of the screw fastener.
Ein
Kanal 92 erstreckt sich von der Öffnung 58 nach innen.
Eine Bodenanordnung 94 beinhaltet einen Bodenblock 96,
der in dem Kanal angeordnet ist. Der Bodenblock ist eingerichtet,
während
des Schweißvorgangs
mit dem Wurzelabschnitt 24 des Rotorschaufelelements im
Eingriff zu sein. Ein elastisches Element, wie es durch die Feder 98 repräsentiert
wird, ist eingerichtet, eine Kraft gegen den Bodenblock auszuüben, um
den Bodenblock unter Betriebsbedingungen in anliegenden Kontakt
mit der Rotorschaufel zu drücken.
Alternativ kann das elastische Element eine pneumatische oder hydraulische Vorrichtung
sein.A channel 92 extends from the opening 58 inside. A floor arrangement 94 includes a bottom block 96 which is arranged in the channel. The bottom block is set up during the welding process with the root section 24 of the rotor blade element to be engaged. An elastic element, as determined by the spring 98 is configured to exert a force against the bottom block to urge the bottom block into abutting contact with the rotor blade under operating conditions. Alternatively, the elastic element may be a pneumatic or hydraulic device.
Wie
in den 1 und 1A mit einer unvollendeten Rotorschaufel 10 gezeigt,
ist eine Gehäuseanordnung 52 die
Anordnung, um die Auflage in Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragenabschnitts einer unvollendeten Rotorschaufel zu drücken. Alternativ
kann die Anordnung eine Klemmenkonstruktion oder jede andere Konstruktion
sein, die geeignet ist, eine Auflage gegen die Unterseite der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu drücken.
Beispiele sind pneumatische oder hydraulische Vorrichtungen, die
zur Abstützung
an einer Basis oder der Rotorschaufel befestigt sind oder von beiden
unabhängig
sind.As in the 1 and 1A with an unfinished rotor blade 10 shown is a housing assembly 52 the arrangement for urging the overlay into engagement with the flow path surface of the collar portion of an unfinished rotor blade. Alternatively, the assembly may be a clamp construction or any other structure capable of pressing a support against the underside of the flowpath surface of the collar. Examples are pneumatic or hydraulic devices that are fixed to or support a base or rotor blade for support.
Die
Gehäuseanordnung
hat eine Passage 102 mit einem ersten Ende 104 und
einem zweiten Ende 106. Das zweite Ende hat eine Öffnung 108. Ein
elastisches Element, wie z. B. eine Feder 112, ist in der
Passage angeordnet. Die Feder hat ein erstes Ende 114,
das im Eingriff mit dem ersten Ende der Passage ist, und ein zweites
Ende 116, das nach außen
gerichtet ist. Eine Stange 118 ist in der Passage angeordnet.
Die Stange 118 hat ein erstes Ende 122, das im
Eingriff mit dem elastischen Element ist, und ein zweites Ende 124,
das sich über
die Passage hinaus erstreckt. Das zweite Ende hat einen Kanal 126, das
die Stange geeignet macht, einen Arm 128 aufzunehmen.The housing arrangement has a passage 102 with a first end 104 and a second end 106 , The second end has an opening 108 , An elastic element, such. B. a spring 112 , is arranged in the passage. The spring has a first end 114 which is engaged with the first end of the passage and a second end 116 which is directed to the outside. A pole 118 is located in the passage. The pole 118 has a first end 122 which is engaged with the elastic member and a second end 124 that extends beyond the passage. The second end has a channel 126 , which makes the rod suitable, an arm 128 take.
Der
Arm 128 erstreckt sich durch den Kanal 126 der
Stange 118, um verschiebbar mit der Stange im Eingriff
zu sein. 2 zeigt die Auflage 48 in
der Position im Eingriff und die Auflage 48a in der Position
nicht im Eingriff. Der Arm ist durch Bewegung der Stange nach außen beweglich
und durch Lösen
des Befestigungselementes 132 lateral beweglich, um eine
Bewegung des Arms in den in 2 gezeigten Richtungen
zu ermöglichen.
Das Schraubenbefestigungselement ist gewindemäßig im Eingriff mit der Stange
und erstreckt sich durch den Kanal. Das Schraubenbefestigungselement übt eine
Kraft auf den Arm aus, um den Arm gegen Bewegung zu sichern, sobald
der Arm auf die korrekte laterale Stelle eingestellt ist, wie in 2 gezeigt.The arm 128 extends through the channel 126 the pole 118 to slidably engage the rod. 2 shows the edition 48 engaged in the position and the pad 48a not engaged in the position. The arm is movable by moving the rod outwards and by loosening the fastener 132 laterally movable to allow movement of the arm in the 2 to allow directions shown. The screw fastener is threadedly engaged with the rod and extends through the channel. The screw fastener exerts a force on the arm to secure the arm against movement once the arm is set to the correct lateral location, as in FIG 2 shown.
3 ist
eine seitliche Draufsicht auf den Kragen 12, die Auflage 48 und
den Arm 128 der Anordnung 52, um die Auflage in
Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu drücken.
Der Arm der Anordnung 52 hat eine Öffnung 142, die von einer
ersten Oberfläche 144 mit
der Kontur eines Teils einer Kugel und einer zylindrischen Oberfläche 146,
die sich von der ersten Oberfläche
aus erstreckt, begrenzt wird. Die zylindrische Oberfläche ist
um eine Achse Ar angeordnet. Die Achse Ar erstreckt sich durch die Mitte der Kugel. 3 is a side view of the collar 12 , the edition 48 and the arm 128 the arrangement 52 to press the pad into engagement with the flow path surface of the collar. The arm of the arrangement 52 has an opening 142 by a first surface 144 with the contour of part of a sphere and a cylindrical surface 146 which is extended from the first surface is limited. The cylindrical surface is arranged about an axis A r . The axis A r extends through the center of the ball.
Die
Auflage 48 hat eine erste Oberfläche 148 mit der Kontur
eines Teils einer Kugel. Die erste Oberfläche ist rotierbar mit der kugelförmigen Oberfläche 144 des
Arms 128 im Eingriff. Ein zylindrischer Schaft 152 erstreckt
sich von der ersten Oberfläche aus.
Der zylindrische Schaft hat eine Rotationsachse As.
Die Rotationsachse As ist mit der Achse
Ar der Öffnung
in dem Arm so ausrichtbar, dass der Schaft in der Öffnung angeordnet
wird und radial von der zylindrischen Oberfläche des Arms beabstandet ist.
Dies ermöglicht
es der Auflage, sich selbst durch Neigen der Achse As oder
Rotieren um die Achse As etwas zu verrücken.The edition 48 has a first surface 148 with the contour of a part of a sphere. The first surface is rotatable with the spherical surface 144 of the arm 128 engaged. A cylindrical shaft 152 extends from the first surface. The cylindrical shaft has a rotation axis A s . The axis of rotation A s is alignable with the axis A r of the opening in the arm so that the shaft is disposed in the opening and is spaced radially from the cylindrical surface of the arm. This allows the support to displace itself somewhat by tilting the axis A s or rotating about the axis A s .
Die
Oberfläche 50 der
Auflage ist eine zweite Oberfläche
auf der Auflage 48 mit einer Kontur, die genau der Kontur
der Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens entspricht. Die zweite Oberfläche macht die Auflage geeignet,
im Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu stehen und erstreckt sich lateral über die Stelle der harten Stirnfläche des Kragens
und über
den Rand des Kragens hinaus, sodass die Auflage in der Position
im Eingriff das Fließen
von geschmolzenem Material auf die Strömungspfadoberfläche des
Kragens blockiert. Somit entspricht die zweite Oberfläche genau
der Kontur des Kragens in einem Ausmaß, welches das Anbringen einer
nicht akzeptablen Menge von Material auf der Strömungspfadoberfläche des
Kragens verhindert und sicherstellt, dass jegliche Ablagerung in
akzeptablen Grenzen ist, die durch aerodynamische und strukturelle
Interessen vorgegeben werden. Wie zu verstehen ist, kann die Menge
der Ablagerung in einigen Ausführungsbeispielen
ein wenig Überarbeitung
erfordern, um die Strömungspfadoberfläche in akzeptable
Grenzen zu bringen. Dies kann passieren, wenn die zweite Oberfläche aus
Gründen, die nicht
in Verbindung mit aerodynamischen oder strukturellen Interessen
stehen, absichtlich konturiert worden ist, um dieses Ergebnis zu
erzielen.The surface 50 the overlay is a second surface on the overlay 48 with a contour that is exactly the contour of the flow path surface 42 of the collar corresponds. The second surface renders the pad adapted to be in engagement with the flow path surface of the collar and extends laterally beyond the location of the hard face of the collar and beyond the edge of the collar such that the pad in position engages the flow of molten material blocked on the flow path surface of the collar. Thus, the second surface exactly conforms to the contour of the collar to an extent which prevents the attachment of an unacceptable amount of material to the flowpath surface of the collar and ensures that any deposition is within acceptable limits dictated by aerodynamic and structural interests. As will be understood, in some embodiments, the amount of deposition may require a little overwork to bring the flow path surface within acceptable limits. This can happen if the second surface has been intentionally contoured for reasons unrelated to aerodynamic or structural interests to achieve this result.
4 zeigt
schematisch das Ablagern von hartem Stirnflächenmaterial 154 an
der Stelle der Stirnfläche
mit Kerbe 38 auf dem Kragen. Wie in 4 gezeigt,
ist ein geeigneter Schweißdraht 156 in Kontakt
mit dem geschmolzenen Material 154. Ein Lichtbogen eines
Schweißbrenners 158 wird
benutzt, um elektrischen Strom und Wärme an den Schweißdraht und
das harte Stirnflächenmaterial
zu liefern, um ein Schmelzen des Schweißdrahtes und des harten Stirnflächenmaterials
in der Nähe
der Stelle der Stirnfläche
mit Kerbe zu bewirken. 4 shows schematically the deposition of hard face material 154 at the point of the face with notch 38 on the collar. As in 4 shown is a suitable welding wire 156 in contact with the molten material 154 , An arc of a welding torch 158 is used to supply electrical current and heat to the welding wire and the hard face material to cause melting of the welding wire and the hard face material near the location of the notched face.
5 zeigt
das harte Stirnflächematerial 154 an
Ende des Ablagerungsprozesses. Es ist gezeigt, dass sich das harte
Stirnflächematerial
oberhalb eines Bereiches des Kragens erstreckt. Als ein Ergebnis
der angepassten Beziehung zwischen der Auflage 48 und der
Unterseite 42 des Kragens erstreckt sich das harte Stirnflächenmaterial
nur zu einem geringen Ausmaß über einen
Bereich unterhalb des Kragens. Die Menge des Materials, die sich
nach der Benutzung der Auflage unterhalb des Kragens erstreckt,
ist so gering, dass sie in einem Vorsprung von akzeptabler Größe resultiert,
der keiner weiteren Überarbeitung
bedarf. Z. B. war in einem speziellen Versuch der Vorsprung ohne
die Auflage (siehe 13) fast ein 16tel-Zoll (0,0625'') (1,6 mm) und im Allgemeinen abhängig von
der Fähigkeit
des Schweißers
ein 8tel-Zoll (0,125'') (3,2 mm). Die Benutzung der
Auflage mit Hunderten von Rotorschaufeln mit einer Länge, die
zwischen drei (3) Zoll und zwölf
(12) Zoll (75 bis 300 mm) variierte, resultierte in einem Vorsprung
von weniger als zehn Tausendstel eines Zolls (0,010'') (0,25 mm) mit einer Oberflächenrauigkeitsmessung
Ra, die weniger als der Bereich von neunzig bis einhundertfünfzig Mikrozoll
(90 bis 150 Mikrozoll) (2,3 bis 3,8 × 103 μm) betrug.
Dieser Vorsprung war aerodynamisch akzeptabel und erfordert kein
weiteres Glätten
der Strömungspfadoberfläche auf
dem Kragen. Tatsächlich
war der Vorsprung in vielen Anwendungen weniger als fünf Tausendstel
eines Zolls (0,12 mm) mit einer Oberflächenrauigkeitsmessung Ra, die
weniger als siebzig Mikrozoll (1.8 × 103 μm) war. 5 shows the hard face material 154 at the end of the deposition process. It is shown that the hard face material extends above a portion of the collar. As a result of the adjusted relationship between the edition 48 and the bottom 42 of the collar, the hard face material extends only to a slight extent over an area below the collar. The amount of material that extends below the collar after use of the overlay is so small that it results in a protrusion of acceptable size that requires no further revision. For example, in a special trial, the tab was without the pad (see 13 ) almost one-sixteenth inch (0.0625 ") (1.6 mm) and generally one-tenth of an inch (0.125") (3.2 mm), depending on the welder's ability. The use of the pad with hundreds of rotor blades having a length varying between three (3) inches and twelve (12) inches (75 to 300 mm) resulted in a projection of less than ten thousandths of an inch (0.010 ") ( 0.25 mm) having a surface roughness measurement Ra that was less than the range of ninety to one hundred and fifty micro inches (90 to 150 micro inches) (2.3 to 3.8 x 10 3 μm). This projection was aerodynamically acceptable and does not require further smoothing of the flowpath surface on the collar. In fact, in many applications, the protrusion was less than five thousandths of an inch (0.12 mm) with a surface roughness measurement Ra that was less than seventy microinches (1.8 x 10 3 μm).
Die 6, 7 und 8 sind
eine Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels
des in den 1 und 1A gezeigten
Aufbaus. In diesem Ausführungsbeispiel
wird die Turbinenschaufel von einer separaten Basis 304 abgestützt.The 6 . 7 and 8th are a view of another embodiment of the in the 1 and 1A shown construction. In this embodiment, the turbine blade is of a separate base 304 supported.
Wie
in den 6 und 7 gezeigt, hat der Kragen eine
Strömungspfadoberfläche 42 mit
einer ersten Seite 44 und einer zweiten Seite 46.
Die Halterung 214 hat eine Auflage 248 mit einer
Oberfläche 250 und
einer Anordnung, die durch die Anordnung 252 repräsentiert
wird, um die Auflage in Verbindung mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu drücken.
Die Anordnung hat ein Paar Backen 254, 264, die
an einem Gelenk 256 rotierbar miteinander im Eingriff sind.
Das Backenpaar wird aus einer ersten Backe 254 mit einem
ersten Ende 258 und einem zweiten Ende 262 und
einer zweiten Backe mit einem ersten Ende 266 und einem
zweiten Ende 268 gebildet. Die Backen sind durch ein Element,
das durch das Federelement 272 repräsentiert wird, um eine Achse
Aj angeordnet und in Bezug auf diese beweglich,
um das erste Ende der Backen auseinander und das zweite Ende der
Backen zusammen zu drücken.As in the 6 and 7 As shown, the collar has a flow path surface 42 with a first page 44 and a second page 46 , The holder 214 has an edition 248 with a surface 250 and an arrangement created by the arrangement 252 is represented to press the pad in connection with the flow path surface of the collar. The arrangement has a pair of jaws 254 . 264 attached to a joint 256 rotatably engaged with each other. The pair of jaws is made from a first cheek 254 with a first end 258 and a second end 262 and a second jaw having a first end 266 and a second end 268 educated. The jaws are replaced by an element that passes through the spring element 272 is disposed about and movable relative to an axis A j to compress the first end of the jaws apart and the second end of the jaws together.
Die
erste Backe hat eine erste Seite 274. Die erste Seite hat
einen Stift 276 und ein Paar voneinander beabstandeter
Flächen 278.
Ein erster Fortsatz 282 ist zwischen den Flächen angeordnet.
Der Fortsatz hat einen Schlitz 284, in dem ein Stift so
angeordnet ist, dass der Fortsatz verschiebbar und rotierbar an
der Backe befestigt ist, um eine Bewegung in axialer Da und
in lateraler Dl Richtung zu ermöglichen.
Der erste Fortsatz hat eine Fläche 286.
Die Fläche 286 macht
den Fortsatz geeignet, im Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche 42 auf
der ersten Seite 44 des Kragens 12 zu stehen.The first cheek has a first page 274 , The first page has a pen 276 and a couple from each other the spaced surfaces 278 , A first extension 282 is arranged between the surfaces. The extension has a slot 284 in that a pin is arranged so that the extension is slidably and rotatably attached to the jaw to allow movement in the axial D a and in the lateral D l direction. The first extension has an area 286 , The area 286 makes the extension suitable, in engagement with the flow path surface 42 on the first page 44 of the collar 12 to stand.
Die
erste Backe 254 hat eine zweite Seite 288. Die
zweite Seite hat, wie die erste Seite 274 der Backe, einen
Stift 292 und ein Paar voneinander beabstandeter Flächen 294.
Ein zweiter Fortsatz 296 ist zwischen den voneinander beabstandeten
Flächen auf
der zweiten Seite angeordnet. Der zweite Fortsatz hat einen Schlitz 298,
in dem ein Stift 292 so angeordnet ist, dass der Fortsatz
verschiebbar und rotierbar an der Backe befestigt ist und Bewegung
in axialer und in lateraler Richtung erlaubt.The first cheek 254 has a second page 288 , The second page has, like the first page 274 the cheek, a pen 292 and a pair of spaced-apart surfaces 294 , A second extension 296 is disposed between the spaced-apart surfaces on the second side. The second extension has a slot 298 in which a pen 292 is arranged so that the extension is slidably and rotatably mounted on the jaw and allows movement in the axial and in the lateral direction.
Die
zweite Backe 264 der Anordnung 252 liegt der ersten
und zweiten Seite 274, 288 der ersten Backe 254 gegenüber. Die
zweite Backe am zweiten Ende 268 ist lateral zwischen der
ersten Seite 274 und der zweiten Seite 288 der ersten Backe
angeordnet. Die zweite Backe hat eine Fläche 302, welche die
zweite Backe geeignet macht, im Eingriff mit der Nicht-Strömungspfadseite
des Kragens zu stehen.The second cheek 264 the arrangement 252 lies the first and second page 274 . 288 the first cheek 254 across from. The second cheek at the second end 268 is lateral between the first page 274 and the second side 288 of the first jaw. The second jaw has a surface 302 which makes the second jaw adapted to be engaged with the non-flow path side of the collar.
Wie
in 7 gezeigt, ist der Stift 276 gelöst worden
und der erste Fortsatz 282 ist rotiert und lateral und
axial in Bezug auf die erste Seite 274 der ersten Backe 254 bewegt
worden, sodass die Fläche 286 des
Fortsatzes im Eingriff mit der Unterseite oder Strömungspfadoberfläche 42 der
ersten Seite 44 des Kragens 12 steht. Genauso
ist der zweite Fortsatz 296 so eingestellt worden, dass
die daran befestigte Auflage 248 in ihrer Betriebsposition
ist. In der Position im Eingriff ist der zweite Fortsatz 296 in
Bezug auf den Kragen und den Rest der Halterung so einstellbar,
dass der zweite Fortsatz 296 vom der Auflage 248 benachbarten
Arbeitsbereich weg geneigt ist.As in 7 shown is the pen 276 solved and the first extension 282 is rotated and lateral and axial with respect to the first side 274 the first cheek 254 been moved, so the area 286 the extension engages the underside or flow path surface 42 the first page 44 of the collar 12 stands. The same is the second extension 296 adjusted so that the attached support 248 in its operating position. In the position engaged is the second extension 296 in relation to the collar and the rest of the bracket so adjustable that the second extension 296 from the edition 248 adjacent working area is inclined away.
Die
Oberfläche 250 der
Auflage steht im Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens. Die Oberfläche 250 hat
zwei Punkte a, b auf der Oberfläche,
die zusammen mit einem Punkt c auf der Oberfläche des ersten Fortsatzes eine
Ebene definieren, die im Wesentlichen parallel zur Strömungspfadoberfläche des
Kragens ist. Die Auflage erstreckt sich lateral über die Stelle 38 der
Stirnfläche
mit Kerbe des Kragens 12 hinaus (der Abstand zwischen der Stelle 38 der
Stirnfläche
mit Kerbe und dem Substrat 36 ist übertrieben), um mit der Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens im Eingriff zu stehen, und über den Kragen hinaus, sodass
die Auflage in der im Eingriff befindlichen Position eingerichtet
ist, das Fließen von
geschmolzenem Material auf die Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu blockieren.The surface 250 the support is engaged with the flowpath surface of the collar. The surface 250 has two points a, b on the surface which together with a point c on the surface of the first extension define a plane which is substantially parallel to the flow path surface of the collar. The overlay extends laterally across the site 38 the end face with notch of the collar 12 out (the distance between the place 38 the face with notch and the substrate 36 is exaggerated) with the flow path surface 42 of the collar to engage and beyond the collar so that the overlay in the engaged position is adapted to block the flow of molten material onto the flow path surface of the collar.
8 ist
eine Seitenansicht der Halterung 214 und der unvollendeten
(teilweise ausgebildeten) in 2 gezeigten
Rotorschaufel 10 in der Position im Eingriff. 8 zeigt
die Fortsätze 282, 296 der Halterung
im Eingriff mit den lateralen Seiten 44, 46 der
Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens. Zusätzlich
zeigt 8 eine Basis 304, um die Rotorschaufel 10 zum
Abstützen
der Rotorschaufel in Eingriff zu bringen, wenn der Vorgang des mit
einer harten Stirnfläche
Versehens stattfindet. 8th is a side view of the bracket 214 and the unfinished (partially trained) in 2 shown rotor blade 10 engaged in the position. 8th shows the extensions 282 . 296 the holder in engagement with the lateral sides 44 . 46 the flow path surface 42 of the collar. Additionally shows 8th One Base 304 to the rotor blade 10 for engaging the rotor blade when the hard facing operation is taking place.
9 ist
eine Stirnansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels 306 der
in 6 gezeigten Anordnung. Wie das in den 6 bis 8 gezeigte Ausführungsbeispiel
hat das Ausführungsbeispiel
in 9 ein Paar Backen 254a, 264a,
die eingerichtet sind, um mit der Rotorschaufel an einer anderen
Stelle, die nicht auf der Innenseite des Strömungsprofils ist, wie z. B.
auf dem Strömungsprofil
selbst, im Eingriff zu stehen. Eine Stange 308 erstreckt
sich von einer der Backen 254a entlang der Spannweite.
Eine Auflage 248a ist in Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche einer
Seite 44a des Kragens der Rotorschaufel gedrückt. 9 is an end view of an alternative embodiment 306 the in 6 shown arrangement. Like that in the 6 to 8th embodiment shown has the embodiment in 9 a pair of baking 254a . 264a , which are adapted to with the rotor blade at a different location, which is not on the inside of the airfoil, such. B. on the airfoil itself, to be engaged. A pole 308 extends from one of the cheeks 254a along the span. An edition 248a is engaged with the flow path surface of one side 44a of the collar of the rotor blade pressed.
10 ist
eine seitliche Draufsicht auf den Kragen 12, die Auflage 248 des
Ausführungsbeispiels
aus 6 und den zweiten Fortsatz 296 der Anordnung 252,
um die Auflage in Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu drücken. Der
zweite Fortsatz 296 der Anordnung 252 hat eine Öffnung 342,
die von einer ersten Oberfläche 344 mit der
Kontur eines Teils einer Kugel und einer zylindrischen Oberfläche 346,
die sich von der ersten Oberfläche
aus erstreckt begrenzt wird. Die zylindrische Oberfläche ist
um eine Achse Ar angeordnet. Die Achse Ar erstreckt sich durch die Mitte der Kugel. 10 is a side view of the collar 12 , the edition 248 of the embodiment 6 and the second extension 296 the arrangement 252 to press the pad into engagement with the flow path surface of the collar. The second extension 296 the arrangement 252 has an opening 342 that from a first surface 344 with the contour of part of a sphere and a cylindrical surface 346 which is bounded from the first surface is limited. The cylindrical surface is arranged about an axis A r . The axis A r extends through the center of the ball.
Die
Auflage 248 hat eine erste Oberfläche 348 mit der Kontur
eines Teils einer Kugel. Die erste Oberfläche ist rotierbar im Eingriff
mit der kugelförmigen
Oberfläche 344 des
zweiten Fortsatzes 296. Ein zylindrischer Schaft 352 erstreckt
sich von der ersten Oberfläche.
Der zylindrische Schaft hat eine Rotationsachse As.
Die Rotationsachse As ist mit der Achse Ar der Öffnung
den zweiten Fortsatz 296 ausrichtbar, sodass der Schaft
in der Öffnung
angeordnet und radial von der zylindrischen Oberfläche des
Armes beabstandet ist. Dies ermöglicht
es der Auflage, sich selbst durch Neigen der Achse As oder
Rotieren um die Achse As etwas zu verrücken.The edition 248 has a first surface 348 with the contour of a part of a sphere. The first surface is rotatably engaged with the spherical surface 344 of the second extension 296 , A cylindrical shaft 352 extends from the first surface. The cylindrical shaft has a rotation axis A s . The axis of rotation A s is the second extension with the axis A r of the opening 296 alignable such that the stem is disposed in the opening and spaced radially from the cylindrical surface of the arm. This allows the support to displace itself somewhat by tilting the axis A s or rotating about the axis A s .
Die
Oberfläche 250 der
Auflage ist eine zweite Oberfläche
auf der Auflage 248 mit einer Kontur, die genau der Kontur
der Strömungspfadoberfläche 42 des
Kragens entspricht. Die zweite Oberfläche macht die Auflage geeignet,
im Eingriff mit der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu stehen und erstreckt sich lateral über die Stelle der harten Stirnfläche des
Kragens und über
den Rand des Kragens hinaus, sodass die Auflage in der Position
im Eingriff das Fließen
von geschmolzenem Material auf die Strömungspfadoberfläche des
Kragens blockiert. Somit entspricht die zweite Oberfläche genau
der Kontur des Kragens in einem Ausmaß, welches das Anbringen einer
nicht akzeptablen Menge von Material auf der Strömungspfadoberfläche des
Kragens verhindert und sicherstellt, dass jegliche Ablagerung in akzeptablen
Grenzen ist, die durch aerodynamische und strukturelle Interessen
vorgegeben werden. Wie zu verstehen ist, kann die Menge der Ablagerung
in einigen Ausführungsbeispielen
ein wenig Überarbeitung
erfordern, um die Strömungspfadoberfläche in akzeptable
Grenzen zu bringen. Dies kann passieren, wenn die zweite Oberfläche aus
Gründen,
die nicht in Verbindung mit aerodynamischen oder strukturellen Interessen
stehen, absichtlich konturiert worden ist, um dieses Ergebnis zu
erzielen.The surface 250 the overlay is a second surface on the overlay 248 with a contour that is exactly the contour of the flow path surface 42 of the collar corresponds. The second surface makes the pad capable of engaging with the flow path surface of the collar and he extends laterally beyond the location of the hard face of the collar and beyond the edge of the collar such that the patch, in position engaged, blocks the flow of molten material onto the flow path surface of the collar. Thus, the second surface exactly conforms to the contour of the collar to an extent which prevents the attachment of an unacceptable amount of material to the flowpath surface of the collar and ensures that any deposition is within acceptable limits dictated by aerodynamic and structural interests. As will be understood, in some embodiments, the amount of deposition may require a little overwork to bring the flow path surface within acceptable limits. This can happen if the second surface has been intentionally contoured for reasons unrelated to aerodynamic or structural interests to achieve this result.
11 zeigt
schematisch das Ablagern von hartem Stirnflächenmaterial 154 an
der Stelle der Stirnfläche
mit Kerbe 138 auf dem Kragen. Wie in 11 gezeigt,
ist ein geeigneter Schweißdraht 356 in
Kontakt mit dem geschmolzenen Material 154. Ein Lichtbogen
eines Schweißbrenners 358 wird
benutzt, um elektrischen Strom und Wärme an den Schweißdraht und
das harte Stirnflächenmaterial
zu liefern, um ein Schmelzen des Schweißdrahtes und des harten Stirnflächenmaterials
in der Nähe
der Stelle der Stirnfläche
mit Kerbe zu bewirken. 11 shows schematically the deposition of hard face material 154 at the point of the face with notch 138 on the collar. As in 11 shown is a suitable welding wire 356 in contact with the molten material 154 , An arc of a welding torch 358 is used to supply electrical current and heat to the welding wire and the hard face material to cause melting of the welding wire and the hard face material near the location of the notched face.
12 zeigt
das harte Stirnflächematerial 154 an
Ende des Ablagerungsprozesses. Es ist gezeigt, dass sich das harte
Stirnflächematerial
oberhalb eines Bereiches des Kragens erstreckt. Als ein Ergebnis
der angepassten Beziehung zwischen der Auflage 48 und der
Unterseite 42 des Kragens erstreckt sich das harte Stirnflächenmaterial
nur zu einem geringen Ausmaß über einen
Bereich unterhalb des Kragens. Die Menge des Materials, die sich
nach der Benutzung der Auflage unterhalb des Kragens erstreckt,
ist so gering, dass sie in einem Vorsprung von akzeptabler Größe resultiert,
der keiner weiteren Überarbeitung
bedarf. Z. B. war in einem speziellen Versuch der Vorsprung ohne
die Auflage (siehe 13) fast ein 16tel-Zoll (0,0625'') (1,6 mm) und im Allgemeinen abhängig von
der Fähigkeit
des Schweißers
ein 8tel-Zoll (0,125'') (3,2 mm). Die Benutzung der
Auflage mit Hunderten von Rotorschaufeln mit einer Länge, die
zwischen drei (3) Zoll und zwölf
(12) Zoll (75 bis 300 mm) variierte, resultierte in einem Vorsprung
von weniger als zehn Tausendstel eines Zolls (0,010'') (0,25 mm) mit einer Oberflächenrauigkeitsmessung
Ra, die weniger als der Bereich von neunzig bis einhundertfünfzig Mikrozoll
(90 bis 150 Mikrozoll) (2,3 bis 3,8 × 103 μm) betrug.
Dieser Vorsprung war aerodynamisch akzeptabel und erfordert kein
weiteres Glätten
der Strömungspfadoberfläche auf
dem Kragen. 12 shows the hard face material 154 at the end of the deposition process. It is shown that the hard face material extends above a portion of the collar. As a result of the adjusted relationship between the edition 48 and the bottom 42 of the collar, the hard face material extends only to a slight extent over an area below the collar. The amount of material that extends below the collar after use of the overlay is so small that it results in a protrusion of acceptable size that requires no further revision. For example, in a special trial, the tab was without the pad (see 13 ) almost one-sixteenth inch (0.0625 ") (1.6 mm) and generally one-tenth of an inch (0.125") (3.2 mm), depending on the welder's ability. The use of the pad with hundreds of rotor blades having a length varying between three (3) inches and twelve (12) inches (75 to 300 mm) resulted in a projection of less than ten thousandths of an inch (0.010 ") ( 0.25 mm) having a surface roughness measurement Ra that was less than the range of ninety to one hundred and fifty micro inches (90 to 150 micro inches) (2.3 to 3.8 x 10 3 μm). This projection was aerodynamically acceptable and does not require further smoothing of the flowpath surface on the collar.
Tatsächlich war
der Vorsprung in vielen Anwendungen weniger als fünf Tausendstel
eines Zolls (0,12 mm) mit einer Oberflächenrauigkeitsmessung Ra, die
weniger als siebzig Mikrozoll (1.8 × 103 μm) war.In fact, in many applications, the protrusion was less than five thousandths of an inch (0.12 mm) with a surface roughness measurement Ra that was less than seventy microinches (1.8 x 10 3 μm).
Während des
Betriebs der in den 1 und 1A gezeigten
Halterung wird eine Turbinenschaufel nach der anderen in der Halterung
befestigt und geschweißt.
Durch Lösen
und Anziehen des Gewindebefestigungselementes wird jede Schaufel schnell
entfernt und eine neue Schaufel befestigt. Die Rotorschaufel wird
durch den Plattformabschnitt positioniert, der im Vergleich zum
Wurzelabschnitt in einer teilweise fertiggestellten Schaufel ein
viel besserer Bezugspunkt ist. Der Arm 128 und die Stange 118,
die im Eingriff mit der Feder 112 sind, werden leicht bewegt,
wobei sie die Feder zusammen drücken.
Die Auflage wird gegen die neue Schaufel in Position bewegt, wobei
die Kompression der Feder Höhenunterschiede
zwischen den Rotorschaufeln ausgleicht. Diese Unterschiede können aufgrund
des teilweise ausgebildeten Zustands der Schaufel und leichter Unterschiede
in der Orientierung der Schaufel in der Halterung für denselben
Typ von Rotorschaufel oder für
verschieden Typen von Rotorschaufeln auftreten, wenn die neue Schaufel
befestigt wird. Ein neuer Rotorschaufeltyp kann eine Auflage 48 von
anderer Größe erfordern,
die durch Lösen des
Gewindebefestigungselements 132, Verschieben des Armes
aus dem Eingriff und Anbringen eines neuen Armes mit einer in der
Halterung angebrachten Auflage oder einfach durch Entfernen der Clip-Halterung
von dem Schaft 152 der Auflage und Ersetzen der kleinen
Auflage durch eine größere Auflage
leicht installiert ist.During operation in the 1 and 1A shown holder, a turbine blade after the other is fixed in the holder and welded. By loosening and tightening the threaded fastener, each blade is quickly removed and a new blade attached. The rotor blade is positioned by the platform section, which is a much better reference point compared to the root section in a partially finished blade. The arm 128 and the pole 118 engaged with the spring 112 are moved slightly, pressing the spring together. The pad is moved into position against the new blade, with the compression of the spring compensating for height differences between the rotor blades. These differences may occur due to the partially formed state of the blade and slight differences in the orientation of the blade in the mount for the same type of rotor blade or for different types of rotor blades when the new blade is attached. A new type of rotor blade can be a support 48 require of a different size, by loosening the threaded fastener 132 , Move the arm out of engagement and attaching a new arm with a support mounted in the holder or simply by removing the clip holder from the shaft 152 the support and replacement of the small edition is easily installed by a larger edition.
Die
Auflage 48 wird durch ihre Fähigkeit, um die Achse As zu rotieren und sich leicht in Bezug auf die
Achse Ar der Öffnung in dem Arm 128 der
Anordnung 52 zu neigen, einfach und schnell in eine angepasste
Beziehung mit der Unterseite der Strömungspfadoberfläche des
Kragens eingestellt. Somit wird die Auflage im Fall, dass die Befestigung
der Klammer mit dem Plattformabschnitt der Rotorschaufel eine kleine
Fehlausrichtung der Rotorschaufel in der Halterung bewirkt hat,
schnell zum Sitzen gebracht. Ein besonderer Vorteil ist die Befestigung
des Strömungsprofils
außerhalb
der speziell geformten Wurzel. Dies vermeidet Variationen in der
Befestigung, die mit solch einer Wurzel verbunden sind, und beschleunigt
die Einsetzzeit in der Halterung.The edition 48 is characterized by its ability to rotate about the axis A s and move slightly with respect to the axis A r of the opening in the arm 128 the arrangement 52 to tilt, easily and quickly adjusted in an adjusted relationship with the bottom of the flow path surface of the collar. Thus, in the event that the attachment of the bracket to the platform portion of the rotor blade has caused a small misalignment of the rotor blade in the bracket, the seat will be quickly seated. A particular advantage is the attachment of the airfoil outside the specially shaped root. This avoids variations in the attachment associated with such a root and speeds up the insertion time in the holder.
Während des
Betriebs der in den 6 und 7 gezeigten
Halterung, wird die Halterung 214 benutzt, um eine Rotorschaufel
nach der anderen zu befestigen, wenn die Rotorschaufel geschweißt wird. Die
Halterung wird durch Zusammendrücken
der Feder 272 und Auseinanderführen der Backen 254, 264 schnell
gelöst
und in Eingriff mit einer neuen Schaufel gebracht. Die Rotorschaufel
wird durch den Kragen positioniert, der aufgrund des direkten Eingriffs
der Strömungspfadoberfläche 42 für eine teilweise
fertiggestellten Schaufel ein viel besserer Bezugspunkt als der
Wurzelbereich oder sogar der Strömungsprofilabschnitt
ist. Der zweite Fortsatz 296 wird leicht eingestellt, sobald
der Stift 292 gelöst
ist. Die Auflage wird in Position gegen die neue Schaufel bewegt,
wobei die Backen fest mit dem Kragen in Eingriff sind. Für denselben
Rotorschaufeltyp ist sehr wenig Anpassung erforderlich. Ein neuer
Rotorschaufeltyp kann eine Auflage 48 von anderer Größe erfordern,
die durch Verschieben des zweiten Fortsatzes 296 aus dem
Eingriff und Anbringen eines neuen zweiten Fortsatzes mit einer
Auflage, die an der Halterung befestigt ist, oder einfach durch
Entfernen der Clip-Halterung von dem Schaft 352 der Auflage
und Ersetzen der kleinen Auflage durch eine größere Auflage leicht installiert
wird.During operation in the 6 and 7 shown bracket, the bracket 214 used to attach one rotor blade after the other when the rotor blade is welded. The holder is made by squeezing the Fe of the 272 and separating the cheeks 254 . 264 quickly released and brought into engagement with a new shovel. The rotor blade is positioned by the collar due to the direct engagement of the flow path surface 42 for a partially finished blade is a much better reference point than the root region or even the airfoil section. The second extension 296 is easily adjusted as soon as the pen 292 is solved. The support is moved in position against the new blade with the jaws firmly engaged with the collar. Very little adaptation is required for the same rotor blade type. A new type of rotor blade can be a support 48 require of a different size, by moving the second extension 296 disengaging and attaching a new second extension to a support attached to the support, or simply removing the clip support from the shaft 352 the support and replacement of the small edition is easily installed by a larger edition.
Die
Auflage 248 wird durch ihre Fähigkeit, um die Achse As zu rotieren und sich leicht in Bezug auf
die Achse Ar der Öffnung in dem zweiten Fortsatz der
Anordnung 252 zu neigen, einfach und schnell in eine angepasste
Beziehung mit der Unterseite der Strömungspfadoberfläche des
Kragens eingestellt. Somit wird die Auflage in dem Fall, dass die
Befestigung der Klammer mit dem Plattformabschnitt der Rotorschaufel
eine kleine Fehlausrichtung der Rotorschaufel in der Halterung bewirkt
hat, schnell zum Sitzen gebracht. Ein besonderer Vorteil ist die
Befestigung des Strömungsprofils
außerhalb
der speziell geformten Wurzel. Dies vermeidet Variationen in der Befestigung,
die mit solch einer Wurzel verbunden sind, und beschleunigt die
Einsetzzeit in der Halterung.The edition 248 is characterized by its ability to rotate about the axis A s and to move slightly with respect to the axis A r of the opening in the second extension of the arrangement 252 to tilt, easily and quickly adjusted in an adjusted relationship with the bottom of the flow path surface of the collar. Thus, in the event that the attachment of the clip to the platform portion of the rotor blade has caused a small misalignment of the rotor blade in the holder, the overlay will quickly be brought to a sitting position. A particular advantage is the attachment of the airfoil outside the specially shaped root. This avoids variations in the attachment associated with such a root and speeds up the insertion time in the holder.
In
den obigen Ausführungsbeispielen
ist die thermische Leitfähigkeit
der Auflage 48, 248 größer als die thermische Leitfähigkeit
des harten Stirnflächenmaterials 154 und
des Kragens 12. Eine Wolfram-Auflage, die mit gutem Ergebnis
benutzt worden ist, hat eine thermische Leitfähigkeit, die bei Betriebstemperaturen
normalerweise viermal größer als
die thermische Leitfähigkeit
des geschmolzenen Materials und des Kragens ist. Da das Schweißmaterial 154 an der
Stelle der harten Stirnfläche
auf der Auflage aufgebracht wird, führt die Auflage die Hitze von
dem geschmolzenen Material in der Nähe der Linie des angepassten
Kontaktes zwischen dem Kragen und der Auflage mit einer schnelleren
Rate ab als der Kragen. Dies bewirkt, dass das geschmolzene Material an
dieser Stelle viskoser wird und blockiert das Lecken von geschmolzenem
Material zur Strömungspfadoberfläche des
Kragens. Die thermische Kapazität
des Kragens (die Masse des Materials multipliziert mit der spezifischen
Wärme bei
konstantem Druck) wird so eingestellt, dass die Auflage nicht als
Wärmesenke
von solche einer Größe wirkt,
dass Rissbildung des geschmolzenen Materials auftritt, wenn es abkühlt. Daher
ist die thermische Kapazität
der Auflage so, dass Rissbildung des geschmolzenen Materials vermieden
wird, obwohl die thermische Leitfähigkeit in Bezug auf das Material
auf dem Kragen hoch ist.In the above embodiments, the thermal conductivity is the overlay 48 . 248 greater than the thermal conductivity of the hard face material 154 and the collar 12 , A tungsten overlay that has been used to good effect has a thermal conductivity that is typically four times greater than the thermal conductivity of the molten material and collar at operating temperatures. Because the welding material 154 is applied to the pad at the location of the hard face, the pad removes the heat from the molten material near the line of conformal contact between the collar and the pad at a faster rate than the collar. This causes the molten material to become more viscous at that location and blocks the leakage of molten material to the flowpath surface of the collar. The thermal capacity of the collar (the mass of the material multiplied by the specific heat at constant pressure) is adjusted so that the overlay does not act as a heat sink of a size such that cracking of the molten material occurs as it cools. Therefore, the thermal capacity of the overlay is such that cracking of the molten material is avoided, although the thermal conductivity with respect to the material on the collar is high.
Der
Schmelzpunkt der Auflage ist größer als der
Schmelzpunkt des Kragens oder des geschmolzenen Materials. Dies
vermeidet Anhaften der Auflage an dem Kragen. Ein Schmelzpunkt,
der zwei-, drei- oder viermal höher
als der des geschmolzenen Materials ist, ist wünschenswert, um einen Sicherheitsfaktor
zur Verfügung
zu stellen. Tatsächlich
wird eine Wolframauflage einen Schmelzpunkt haben, der ungefähr viermal
größer als
der Schmelzpunkt des geschmolzenen Materials ist.Of the
Melting point of the overlay is greater than that
Melting point of the collar or molten material. This
avoids sticking of the pad to the collar. A melting point,
two, three or four times higher
than that of the molten material is desirable to provide a safety factor
to disposal
to deliver. Indeed
For example, a tungsten pad will have a melting point that is about four times
greater than
is the melting point of the molten material.
Ein
besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, die Notwendigkeit
des Glättens
der Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu vermeiden oder zu reduzieren. Handschleifen oder Handglätten der
Strömungspfadoberfläche des
Kragens ist ein Weg, um überflüssiges geschmolzenes
Material zu entfernen, das aus aerodynamischen Gründen nicht
toleriert werden kann. Dies ist in Bezug auf die Zeit und die Auswirkungen
auf das Personals, das den Vorgang ausführt, ein unerwünschter
Vorgang. Die wiederholte Bewegung des Bewegens des Schleifrades
in Bezug auf die Oberfläche,
um eine akzeptable Oberfläche
zu erhalten, ohne die Strömungspfadoberfläche des
Kragens zu beschädigen, kann
die Muskeln und Bänder
des Armes, die erforderlich sind, um diese Bewegung wiederholt auszuführen, negativ
beeinflussen. Zusätzlich
kann selbst das bewussteste und besttrainierteste Personal zufällig die
Strömungspfadoberfläche des
Kragens durch Überschleifen
oder Überglätten der
Strömungspfadoberfläche des
Kragens verletzen, was das Teil zu Ausschuss macht.One
particular advantage of the present invention is the need
of smoothing
the flow path surface of
Collar to avoid or reduce. Hand sanding or hand smoothing the
Flow path surface of
Collar is a way to superfluous molten
Remove material for aerodynamic reasons not
can be tolerated. This is in terms of time and impact
on the staff performing the operation, an unwanted
Process. The repeated movement of moving the grinding wheel
in terms of the surface,
an acceptable surface
to obtain without the flow path surface of the
Can damage the collar
the muscles and ligaments
of the arm, which are required to perform this movement repeatedly, negative
influence. additionally
Even the most knowledgeable and well-trained staff can happen to be
Flow path surface of
Collar by blending
or over-smoothing the
Flow path surface of
Kragens violate what makes the part a committee.
Ein
besonderer Vorteil der in den 6, 7 und 8 gezeigten
Konstruktion ist die Orientierung der Anordnung 252, um
die Auflage in Eingriff mit dem Kragen zu drücken. Z. B. ist die Länge der
Anordnung in Spannrichtung unterhalb des Kragens ungefähr sechs
Zehntel eines Zolls (15 mm). Die Halterung lässt den Bereich zwischen der
Halterung und dem Strömungsprofil
frei und ungehindert, was wenigstens 70% des Bereichs eines Strömungsprofils
von ungefähr
drei Zoll (75 mm) bis fast 95% eines Strömungsprofils von zwölf Zoll
(300 mm) ergibt. Zusätzlich
erstreckt sich die Halterung nicht über die Auflage hinaus. Dies
stellt Raum für
den Schweißer zur
Verfügung,
um die Schweißvorrichtung
zu bedienen und vereinfacht das Schweißen.A special advantage of the in the 6 . 7 and 8th The construction shown is the orientation of the assembly 252 to press the pad into engagement with the collar. For example, the length of the assembly in the tensioning direction below the collar is about six tenths of an inch (15 mm). The fixture leaves the area between the fixture and the airfoil free and unimpeded, resulting in at least 70% of the area of an airfoil of about three inches (75 mm) to almost 95% of a twelve inch (300 mm) airfoil. In addition, the holder does not extend beyond the support. This provides room for the welder to operate the welder and simplifies welding.
Nach
dem Abschluss des Aufbringens des harten Stirnflächenmaterials wird die Rotorschaufel aus
der Halterung entfernt, in einen Block aus Material eingeschlossen,
um für
die maschinellen Bearbeitungsvorgängen einen Bezugspunkt bereitzustellen
und an der Wurzelplattform und an den Kragenabschnitten der Rotorschaufel
spanend in ihre endgültige
Kontur gebracht. Alternativ kann das Strömungsprofil in einer Fixpunkt-Halterung
befestigt werden, die in andere Fixpunkte des Strömungsprofils
eingreift, und dann bearbeitet werden.Upon completion of the application of the hard face material, the rotor blade becomes removed from the fixture, enclosed in a block of material to provide a point of reference for the machining operations and machined to its final contour on the root platform and collar portions of the rotor blade. Alternatively, the airfoil may be mounted in a fixed point bracket which engages other fixed points of the airfoil and then machined.
Obwohl
die Erfindung in Bezug auf ausführliche
Ausführungsbeispiele
gezeigt und beschrieben worden ist, sollte der Fachmann verstehen,
dass verschiedene Änderungen
in der Form und den Einzelheiten gemacht werden können, ohne
den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung zu verlassen.Even though
the invention in relation to detailed
embodiments
shown and described, the skilled person should understand
that different changes
in the form and the details can be made without
to leave the scope of the claimed invention.