DE69923935T2

DE69923935T2 - Montagemethode für eine Turbomaschine

Info

Publication number: DE69923935T2
Application number: DE69923935T
Authority: DE
Inventors: Harvey I. Weiner; Christopher G. Demers
Original assignee: United Technologies Corp
Current assignee: Raytheon Technologies Corp
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1999-12-22
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2019-12-23
Also published as: TW386137B; SG79251A1; JP2000186571A; KR20000048215A; KR100678528B1; EP1013888A2; US6148518A; EP1013888A3; DE69923935D1; EP1013888B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Zusammenbauen einer Rotationsmaschine, beispielsweise eines Teils einer Gasturbinenmaschine mit einer Statoranordnung und einer Rotoranordnung. Insbesondere betrifft sie in einer Ausführungsform einen Verdichter, der einen Bläserrotor mit Rotorlaufschaufeln und Statorleitschaufeln hat und der Dichtungsflächen hat, die bezogen auf das dem Spiel zwischen der Statoranordnung und der Rotoranordnung umfangsmäßig verlaufen.
Rotationsmaschinen werden zum Übertragen von Energie zwischen einem Strömungsweg für Arbeitmediumsgase und rotierenden Elementen in der Maschine verwendet. Es gibt viele Beispiele derartiger Maschinen in sehr unterschiedlichen Bereichen.
1 zeigt eine Seitenansicht einer Turbobläsermaschine 10 mit einer Rotationsachse Ar. Sie ist ein Beispiel einer Rotationsmaschine des Gasturbinenmaschinentyps. Die Turbobläsermaschine wird in großem Umfang zum Antreiben von Verkehrsflugzeugen und Militärflugzeugen verwendet.
Die Turbobläsermaschine 10 hat einen Verdichterabschnitt 12, einen Verbrennungsabschnitt 14 und einen Turbinenabschnitt 16. Der Verdichterabschnitt hat einen ringförmigen (Kern-) Strömungsweg 18 für Arbeitmediumsgase. Der Strömungsweg führt zu dem Verbrennungsabschnitt und dann zu dem Turbinenabschnitt. Außerdem hat der Verdichterabschnitt einen ringförmigen Bypassströmungsweg 22 für Arbeitsmediumsgase, der einen Strömungsring um den Kernströmungsweg führt. Die Strömungsrate durch den Bypasskanal kann viele Male der Strömungsrate durch den Kernströmungsweg 18 sein. Bei typischen Verkehrs-Turbobläsertriebwerken ist die Strömung fünf (5) Mal die Strömung durch den Kernabschnitt oder größer.
Der Kernströmungsweg 18 verläuft innerhalb des Bypassströmungswegs 22 durch die Maschine. Wenn die Arbeitmediumsgase durch die Maschine geleitet werden, werden die Gase in dem Verdichterabschnitt 12 verdichtet. Die verdichteten Gase werden mit Brennstoff in dem Verbrennungsabschnitt 14 verbrannt, um den Gasen Energie zuzufügen, und durch den Turbinenabschnit 16 entspannt, um Leistung zu erzeugen. Wenn die Gase durch den Turbinenabschnit geleitet werden, nehmen rotierende Elemente (nicht gezeigt) Energie von den Arbeitsmediumsgasen auf. Die Energie wird auf den Verdichterabschnitt durch das Komprimieren der einströmenden Gase sowohl in dem Kern- als auch in dem Bypassströmungsweg übertragen. Ein Teil der Energie von dem Turbinenabschnitt 16 treibt große Mengen von Luft durch den Bypassströmungsweg 22, normalerweise ohne den Gasen durch das Verbrennen von Brennstoff in den Gasen Energie zuzuführen. Somit erzeugen die Gase Nutzschub, wenn sie das Triebwerk am hinteren Ende des Triebwerks und am hinteren Bereich des Bypasskanals verlassen.
2 ist eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Maschine 10. Die Maschine ist zum Teil weggebrochen, um einen Teil des Inneren des Verdichterabschnitts 12 zu zeigen. Die Maschine hat eine Niederdruck-Rotoranordnung 24 und eine Hochdruck-Rotoranordnung (nicht gezeigt). Die Rotoranordnungen erstrecken sich axial durch die Maschine, um Energie von dem Turbinenabschnit 16 auf den Verdichterabschnitt 12 zu übertragen. Der Arbeitsmediumsströmungsweg 18 verläuft durch die Rotoranordnungen. Eine Statoranordnung 26 begrenzt den Strömungsweg und lenkt die Gase, wenn sie durch die Stufen der Rotoranordnungen treten.
Der Verdichterabschnitt 12 weist einen ersten Niederdruckverdichter 28 auf. Der Turbinenabschnitt 16 weist eine Niederdruckturbine 30 auf. Die Niederdruckturbine ist die Vorrichtung, die verwendet wird, um den Arbeitsmediumsgasen Energie zu entziehen. Eine Welle 32 verbindet den Turbinenabschnitt 16 mit der Niederdruck-Rotoranordnung 24 in dem Niederdruckverdichter 28. Die Welle wird typischerweise die Niederdruckwelle (low shaft) genannt. Eine Lagerung 34 stützt die Welle ab. Energie wird über die drehbare Niederdruckwelle 32 auf den Niederdruckverdichter übertragen. Die Welle treibt den Niederdruckver dichter um die Rotationsachse Ar mit über 3000 U/min an, um Energie von der Niederdruckturbine auf den Niederdruckverdichter zu übertragen.
Der Verdichterabschnitt 12 weist auch einen Hochdruckverdichter 36 auf. Der Hochdruckverdichte erhält Arbeitsmediumsgase von dem Auslass des Niederdruckverdichters. Der Hochdruckverdichter ist mit einer zweiten (Hochdruck-) Welle (nicht gezeigt) mit einer Hochdruckturbine verbunden. Die Hochdruckwelle (high shaft) ist außerhalb der Niederdruckwelle 32 für den Niederdruckverdichter 28 angeordnet. Der Hochdruckverdichter wird von einer Hochdruckturbine 38 strömungsabwärts des Verbrennungsabschnitts 14 angetrieben. Die heißen Arbeitsmediumsgase werden dann zu der Niederdruckturbine 30 abgegeben und treiben die Niederdruckturbine um die Rotationsachse Ar an.
Der Niederdruckverdichter 28 wird häufig als der Bläser-Niederdruckverdichter (fan-low compressor) bezeichnet. Ein anderes Beispiel eines Bläser-Niederdruckverdichters ist in US-Patent 4 199 295 gezeigt, welches Raffy et al. erteilt wurde und den Titel "Method and Device for Reducing the Noise of Turbo Machines" trägt. Bei Raffy und wie in 2 gezeigt, hat der Bläser-Niederdruckverdichter eine relativ massive Bläserrotorscheibe 42. Eine Mehrzahl von relativ massiven Bläser-Rotorlaufschaufeln 44 ragt von der Bläserrotorscheibe über den Kernströmungsweg 18 und über den Bypassströmungsweg 22 radial nach außen.
2A zeigt den Zustand während des Zusammenbaus der Maschine der zwei Hauptbaugruppen: eine erste Baugruppe des Bläser-Niederdruckverdichters mit einer bereits installierten Bläserlaufschaufel 44 und einer anderen Bläserlaufschaufel, die gerade installiert wird; und eine zweite Baugruppe, die den Rest der Maschine aufweist. Die Bläserrotorlaufschaufeln 44 werden axial in die Bläserrotorscheibe als einer der letzten Schritte des Zusammenbaus der Maschine eingesetzt.
2A zeigt die Maschine während des Zusammenbauverfahrens, wie es später beschrieben wird, mit mindestens einer bereits installierten Bläserlauf schaufel 44 und mit der nächsten Laufschaufel, die sich auf ihrem Weg des Einsetzens bewegt.
Jede Bläserlaufschaufel 44 hat eine Wurzel oder einen Schwalbenschwanz 46, der mit einem korrespondierenden Schlitz 48 in der Bläserrotorscheibe zusammenwirkt. Alternativ kann die Bläserlaufschaufel mit der Rotorscheibe verstiftet werden. Der Niederdruckverdichter weist auch einen Trommelrotor 50 auf, der Teil der Niederdruck-Rotoranordnung 24 ist. Der Trommelrotor wird wegen seiner trommelartigen Form so genannt. Der Trommelrotor erstreckt sich von der Bläserrotorscheibe nach hinten.
Wie in 3 gezeigt, hat der Trommelrotor Schwalbenschwanz-Befestigungselemente 52. Die Elemente passen den Rotor daran an, Rotorelemente, beispielsweise eine Mehrzahl von Reihen von Rotorlaufschaufeln, wie durch die Rotorlaufschaufeln 54, 56, 58, 62, 64 und 66 repräsentiert, aufzunehmen. Die Statoranordnung 26 hat eine innere Hülle oder ein äußeres Gehäuse 68, welches umfangsmäßig um die Rotoranordnung verläuft. Das äußere Gehäuse weist eine Strömungswegwand 69 für den Bypassströmungsweg auf. Die Rotorlaufschaufeln ragen über den Arbeitmediumsströmungsweg 18 radial nach außen. Jede Rotorlaufschaufel hat eine Spitze, wie durch die Spitzen 72, 74, 76, 78, 82, 84 repräsentiert. Eine äußere Luftdichtung 85 hat äußere Luftdichtungsflächen 86, die umfangsmäßig um das äußere Gehäuse verlaufen. Die äußeren Dichtungsflächen sind radial außerhalb der Reihen von der Rotorlaufschaufeln angeordnet, um den Verlust von Arbeitsmediumsgasen aus dem Strömungsweg zu unterbinden. Diese Dichtungsflächen, generell "Reibstreifen", befinden sich in enger Nähe zu der Rotoranordnung 24. Eine Mehrzahl von Reihen von Statorleitschaufeln, wie durch die Statorleitschaufeln 92, 94, 96, 98, 102 und 104 repräsentiert, ragt radial von dem äußeren Gehäuse nach innen, zumindest in enge Nähe zu dem Trommelrotor. Jede Statorleitschaufel hat eine Spitze, wie durch die Spitze 106 repräsentiert.
Eine innere Luftdichtung 108 ist zwischen den Statorleitschaufeln 92 bis 104 und dem Trommelrotor 50 angeordnet. Jede innere Luftdichtung 108 hat eine Dichtungsfläche 112, die umfangsmäßig um die Spitzen 106 der Statorleit schaufeln verläuft. Die Dichtungsfläche ist mindestens in enger Nähe zu dem Trommelrotor angeordnet. Der Trommelrotor ist durch Rotorelemente wie durch die Schneidkanten-Dichtungselemente 114 repräsentiert, welche nach außen ragen und mit der Dichtungsfläche zusammenwirken, um die innere Luftdichtung zu bilden, angepasst. Die Schneidkanten-Dichtungselemente haben eine größere Höhe als Breite und sind relativ dünn. Die Schneidkantenelemente schneiden sich unter Betriebsbedingungen beim Bewegen der Schneidkantenelemente radial nach außen unter Betriebsbedingungen in die Dichtungsfläche ein. Ein Beispiel einer derartigen Konstruktion ist in US-Patent 4 257 753, welches Bradley et al. erteilt wurde und den Titel "Gas Turbine Engine Seal and Method for Making a Gas Turbine Engine Seal" trägt, beschrieben. Die Dichtungsfläche bei Bradley hat eine Dünnfilm-Oberflächenlage, die korrosionsbeständig ist und für geringen Verschleiß an den Schneidkantenelementen sorgt. Sie kann aus Metallfasern und einem Harz auf Silikonbasis hergestellt sein.
Eine andere Art von Material für die Dichtungsfläche 112 ist ein Elastomermaterial, beispielsweise bei Raumtemperatur vulkanisierendes Kautschukmaterial. Ein zufrieden stellendes Material für die innere Luftdichtungsfläche ist Silikonkautschuk, der als DC93-18 Silikonkautschuk von der Dow Corning Corporation 2200 W Salzburg Rd, Auburn, Michigan 48611 erhältlich ist. Ein zufrieden stellendes Material für die äußere Luftdichtungsfläche 86 (Reibstreifen) ist als Dow Corning 3-6891 Silikonkautschuk von Dow Corning Corporation, Midland, Michigan, erhältlich. Jeder Silikonkautschuk ist abradierbar und lässt einen Reibkontakt mit rotierenden Strukturelementen ohne Zerstörung zu.
Ein Zusammenbauspiel und ein Betriebsspiel (Spiel unter Betriebsbedingungen) ist zwischen der Rotoranordnung 24 und der Statoranordnung 26 vorgesehen. Beispiele sind das Spiel zwischen den Rotorlaufschaufelspitzen 72 bis 84 und den äußeren Luftdichtungsflächen 86, zwischen den Schneidkantenelementen 114 und den inneren Luftdichtungsflächen 112 der Statorleitschaufeln 92 bis 102 und zwischen anderen Stellen der Maschine, wo es zu einem Reibkontakt zwischen rotierenden Teilen und stationären Teilen in dem Niederdruckverdichter und der Niederdruckturbine kommen kann.
Das Zusammenbauspiel schafft einen radialen Abstand zwischen den Rotorelementen (Rotorlaufschaufel, Schneidkante) der Statoranordnung, um radiale Toleranzen an der Rotorscheibe 42 oder dem Trommelrotor 50, den Laufschaufeln 44, 92 bis 104 und den Dichtungsflächen 86, 112 zu berücksichtigen. Das Zusammenbauspiel ist erforderlich, um eine Anfangsinspektion des Zusammenbaus durch Drehen (Rotieren) der Anordnung um die Achse Ar von Hand oder mit geringer Kraft bei sehr langsamer Drehzahl zuzulassen. Diese Inspektion stellt sicher, dass es nicht an manchen Stellen während Normalbetrieb der Maschine bei hohen Drehzahlen zu destruktiven Wechselwirkungen kommt. Derartige Wechselwirkungen können zwischen Teilen des Niederdruckverdichters 28 zwischen Teilen der Niederdruckturbine 30 und zwischen der Niederdruckwelle 32 auftreten, die diese und andere Teile der Maschine verbinden. Außerdem ist das Spiel hilfreich beim Anbau der Bläserrotorlaufschaufeln 44 an die Bläserrotorscheibe 42.
Während des Zusammenbaus der Gasturbinenmaschine 10 werden die Bläserlaufschaufeln 44 axial in die Rotorscheibe 42 eingesetzt. Diese werden jeweils eine nach der anderen eingesetzt. Die Rotorscheibe wird von Hand gedreht, was den Schlitz 48, der die Rotorlaufschaufel aufnimmt, zu einer Stelle bringt, wo ein Arbeiter die Bläserrotorlaufschaufel einsetzen kann, während er vor der Maschine oder auf einer kleinen Trittleiter steht. Wenn jedoch die Rotoranordnung klemmt, muss der Arbeiter auf eine größere Leiter steigen und sein Gleichgewicht halten und dabei die sehr schwere Bläserlaufschaufel (die manchmal über 20 Pfund wiegt) in einen der höher angeordneten Schlitze manövrieren. In der Folge werden die Arbeiter sich bemühen, den Rotor mit Kraft zu drehen oder fordern, dass die Maschine zerlegt wird und mit mehr Spiel neu zusammengebaut wird. Manchmal ist ein Drehmoment über eintausend foot pounds force (1000 ft-lbf) (1355 Nm) erforderlich, um die Rotoranordnung während des Zusammenbaus der Maschine zu drehen. Ein solches Drehmoment kann die empfindlichen Spitzen 72 bis 84 der Rotorlaufschaufeln 54 bis 66 verbiegen. Folglich kann ein zu enges Nominalspielmaß oder enges Minimumspielmaß bewirken, dass eine Rotorlaufschaufel einen Reibstreifen berührt und kann ein Verbiegen der Spitze der Rotorlaufschaufel verursachen, wenn An strengungen unternommen werden, den Verdichter von Hand zu drehen. Ein zu enges Spitzenspiel kann auch die Maschinenleistung verringern, indem es die Rotorlaufschaufeln an einem Reibstreifen unter Betriebsbedingungen reiben lässt und Material freigibt, welches strömungsabwärtige Bauteile beeinflussen kann.
Diese Zusammenbauspiele können, wenn sie zu groß sind, die Effizienz der Maschine negativ beeinflussen und insbesondere die Effizienz des Verdichters 28. Wenn sie zu groß sind, kann es sein, dass das Spiel bei Betriebszuständen sich im Reiseflugzustand (Dauerbelastungszustand) nicht schließt und einen Spalt lässt. Der betreffende Spalt ist zwischen dem Rotorelement und der benachbarten Oberfläche der Dichtungsfläche vor und hinter dem Rotorelement definiert. Ein durch Reiben des Rotorelements verursachter Spalt hat überraschenderweise eine geringe Auswirkung auf die aerodynamische Leistung. Jedoch kann ein Spalt bezüglich der benachbarten Struktur einen Leckströmungsweg zwischen der Rotoranordnung 24 und dem Verdichter bilden, beispielsweise zwischen den Laufschaufelspitzen und dem Reibstreifen und zwischen den Schneidkanten des Trommelrotors und der benachbarten von den Spitzen der Statorleitschaufeln getragenen Dichtungsfläche. Der Spalt bei Reiseflug führt zu einem Ausweichweg für die Arbeitsmediumsgase um die Rotorlaufschaufeln. Der Spalt bei Reiseflug ist ein Augenmerk, weil die Maschine eine signifikante Zeitdauer bei dem Reisezustand während langen Flügen verbringen kann.
Das Nominalspiel beim Zusammenbau ist auf ein Toleranzband (zulässige Abweichung) festgesetzt, welches die Bedürfnisse nach aerodynamischer Effizienz gegen das Bedürfnis nach akzeptablem Zusammenbauspiel abwägt, eines, welches das Bauen der Rotoranordnung erleichtert, indem man in der Lage ist, die Rotoranordnung 24 von Hand während der Herstellung mit sehr niedrigen Drehzahlen zu drehen. Folglich legt das Nominalspiel bei Zusammenbau mit seinem Toleranzband eine Radialzone von Positionen für die Rotorelemente fest, was ein zu enges oder zu großes Spiel vermeidet. Beispielsweise kann für eine Rotorlaufschaufel 54 der Nominalwert des Spiels einhundertundzweiundsiebzig (172) mils plus oder minus fünfundzwanzig mils (4,4 mm ± 0,6 mm) be tragen, d.h. mit einem Toleranzband von einem maximalen Spielmaß von einhundertundsiebenundneunzig (197) (5 mm) mils zu einem minimalen Spielmaß von einhundertundsiebenundvierzig (147) mils (3,7 mm). Diese Radialzone von Rotorpositionen kann auf ein Element angewandt werden, welches mit über dreitausend (3000) U/min bei einem Durchmesser von 4 Fuß (1,21 m) rotiert.
Die Radialposition des Toleranzbands beim Zusammenbau (nominales Zusammenbauspiel) muss nicht nur Zusammenbau-Überlegungen und aerodynamische Betriebsüberlegungen berücksichtigen, sondern auch den durchschnittlichen Durchmesser Dav des äußeren Gehäuses (z.B. äußere Dichtungsfläche 86) bei einer speziellen axialen Stelle. Typischerweise wird die Stapellinie S für die Rotorlaufschaufeln in dem zusammengebauten Zustand als die axiale Stelle an der äußeren Luftdichtung zum Messen des durchschnittlichen Durchmessers der Dichtungsfläche verwendet. (Die Stapellinie S (stacking line) ist die Bezugslinie in Erstreckungsrichtung, an der die sich in Profilsehnenrichtung erstreckenden Strömungsprofilschnitte rechtwinklig zu der Stapellinie angeordnet sind, um die Kontur der Rotorlaufschaufel zu definieren. Der durchschnittliche Durchmesser für die Dichtungsfläche wird bestimmt, indem man zuerst den Umfang der Dichtungsfläche an dieser Position misst und dann den Umfang durch π dividiert (Dav = C/π). Der Wert muss in akzeptable Grenzen fallen. Es gibt keinen Faktor beim durchschnittlichen Durchmesser für irgendwelche Anomalitäten in dem äußeren Gehäuse (Dichtungsflächen 86, 112), die außerhalb dieser Grenzen als Ergebnis einer weiteren Prozessierung während des Zusammenbaus auftreten dürfen. Diese werden toleriert, weil das Gehäuse groß ist (häufig über 4 Fuß (1,21 m) im Durchmesser), wobei akzeptable Grenzen für den durchschnittlichen Durchmesser Dav in einem Bereich von Hundertstel inch liegen.
Die Angelegenheit ist weiter kompliziert, weil Trommelrotoren 50 einer weiteren Prozessierung bedürfen, was eine axial verlaufende Trennlinie oder Teilung in dem äußeren Gehäuse einschließt. Die Trennlinie erlaubt es, die zwei Hälften (oder mehr Teile, wenn sie nicht in Längsrichtung halbiert sind) miteinander um den Trommelrotor zu verschrauben, um die äußeren Dichtungsflächen 86 und die inneren Dichtungsflächen 112 um die Rotorelemente anzuordnen. Folglich wird der durchschnittliche Durchmesser der Dichtungsfläche wie vorangehend beschrieben (Dav = C/π) vor dem Schneiden des äußeren Gehäuses mit installiertem Reibstreifen gemessen. Es gibt viele andere Wege zum Messen des durchschnittlichen Durchmessers Dav an der Stapellinie. Diese beinhalten das Verwenden einer Koordinatenmessmaschine. Die Messmaschine misst den Durchmesser an vielen Stellen um den Umfang an einer speziellen axialen Stelle. Diese Messungen werden dann gemittelt.
Das äußere Gehäuse hat bei vielen Anwendungen einige Fuß Durchmesser und kann bis zu einhundertundfünfzig (150) mils (3,8 mm) dünn sein und aus einer Aluminiumlegierung, beispielsweise Aerospace Materials Specification (AMS) 4312, gebildet sein. Wenn das Gehäuse aus seinen Bestandteilen wieder zusammengebaut wird, können manche zusätzliche umfangsmäßige Anomalien durch die Flansche an dem Gehäuse in dem installierten Zustand eingebracht sein.
Im Ergebnis werden Gasturbinenmaschinen nicht mit zu engen Spielen gebaut, weil der Rotor, beispielsweise ein Trommelrotor 50, beim Zusammenbau nicht gedreht werden kann. Wenn die Prototypenmaschinen gebaut werden, wird der Rotor gedreht, und häufig werden die Toleranzen erhöht. Ein positives minimales Spielmaß ist immer für die Rotorlaufschaufeln 54, 56, 58 vorgesehen, die sich radial nach außen ausdehnen und gegen den Reibstreifen reiben, während man versucht, das nominale (gemittelte) Spielmaß so einzustellen, dass es eine Linie-an-Linie-Spiel (Null-Spiel) bei Reisezustand erreicht.
Die Reihen von Rotorlaufschaufeln 62, 64, 66 in dem hinteren Bereich des Verdichters in der Nähe eines stark konvergierenden Strömungswegs sind davon verschieden. Man hat beobachtet, dass eine oder mehrere dieser Reihen von Rotorlaufschaufeln tendenziell bei Reisebetriebszustand nicht anreibt. Diese Rotorlaufschaufeln haben ein positives Nominalspielmaß mit einem minimalen Spielmaß, das gemessen an der Stapellinie null ist, und mit einem maximalen Spielmaß, das größer als dreißig (30) mils (0,8 mm) in einer Anwendung ist.
Die Rotorlaufschaufel 66 kann eine Spitze 70 haben, die mit etwa dem gleichen Winkel wie der Reibstreifen nach hinten (in Profilsehnenrichtung) verläuft. Jedoch ist sie in Erstreckungsrichtung geringfügig mit einem Winkel nach innen ausgerichtet, um für den Fall eines Anreibens eine Verjüngung zu schaffen. Ein Anreiben, das bei einem extremen Startbetriebszustand auf Meereshöhe auftreten kann, würde bewirken, dass die sich verjüngende Spitze eine Rinne in den Reibstreifen schneidet, die mit abnehmender Tiefe nach hinten verjüngt ist. Diese Verjüngung ist aus aerodynamischen Gründen vorgesehen. Als Ergebnis kann es dazu kommen, dass der am weitesten vorne liegende Bereich der Rotorlaufschaufel 66 bei dem minimalen Null-Spielmaß eine Presspassung von etwa einem bis zwei mils (0,001 bis 0,002 Inch) (0,0025 bis 0,05 mm) hat. Diese schwache Presspassung wird etwas dadurch aufgenommen, dass die Rotorlaufschaufeln in der Lage sind, sich in der Folge von Zusammenbautoleranzen an der Basis der Rotorlaufschaufel, wo der Schwalbenschwanz mit dem Rotor 50 zusammenwirkt, ein wenig in die Umfangsrichtung zu lehnen. Somit wird, wenn der Rotor von Hand gedreht wird, die Laufschaufel entlang dem Reibstreifen an dem durchschnittlichen Durchmesser Dav des Reibstreifens gleiten.
Die Schneidkanten-Dichtungsvorsprünge oder -elemente 114 sind eine dritte Kategorie. Diese sind mit einem Minimalspiel und einem Nominalspiel vorgesehen, das kleiner ist als das der vorderen Rotorlaufschaufeln 54, 56, 58, jedoch sicherstellt, dass die Schneidkanten unter Betriebsbedingungen eine Nut schneiden und bei Reisebetriebszustand in der Nut an der Dichtungsfläche laufen, mit der jede Schneidkante zusammenwirkt.
Zusammengefasst gibt es eine Spannung zwischen dem Bedürfnis, das aerodynamische Spiel im Reiseflugzustand (Dauerbetriebszustand) der Maschine zu minimieren und dem Bedürfnis, in der Lage zu sein, die Anordnung aus Niederdruckverdichter und Niederdruckturbine zusammenzubauen und zu inspizieren. Die Angelegenheit wird weiter dadurch kompliziert, dass das äußere Gehäuse, das einen gemittelten Durchmesser hat, nicht an jeder axialen Stelle ein echter Kreis ist, sondern Anomalien hat, die an manchen Stellen nach innen ragen. Kurz gesagt ist es schwierig, den Rotor von Hand zu drehen, wobei die Lösung ist, das Spiel zu öffnen, indem man das minimale Spielmaß oder das nominale Spielmaß erhöht, um das Spiel zu erhöhen und es dem Rotor zu erlauben, freier zu drehen. Jedoch wird dies durch eine Abnahme an aerodynamischer Effizienz begleitet.
US 5 380 155 beschreibt eine Verdichterstatoranordnung.
Trotz des vorangegangenen Stands der Technik versuchen Wissenschaftler und Ingenieure unter der Anleitung der Anmelderin, ihre Bemühungen auf das doppelte Bedürfnis zu richten, nämlich in der Lage zu sein, die Niederdruckverdichter-Niederdruckturbinen-Rotoranordnung während des Zusammenbaus zu drehen und dabei Spiele beizubehalten, die für aerodynamische Leitung akzeptabel sind.
Die Erfindung basiert zum Teil auf der Erkenntnis, dass das Aufbringen einer Schmiersubstanz beim Zusammenbau auf die Oberfläche einer Dichtungsfläche die Reibkraft verringert, welche sich aus dem rotationsmäßigen Kontakt zwischen der Rotoranordnung und der Statoranordnung des Niederdruckverdichters während des Zusammenbaus in einem solchen Maße ergibt, dass der Niederdruckverdichter von Hand leicht selbst bei einem Null-Minimalspiel in den hinteren Stufen des Verdichters gedreht werden kann, und die Leistung der Bauteile, mit denen das Schmiermittel in Berührung kommt, nicht verschlechtert.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine nach Anspruch 1.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine das Aufbringen eines Schmiermittels auf die Oberfläche einer umfangsmäßig verlaufenden Dichtungsfläche für die Rotoranordnung und die Statoranordnung auf, um Reibung beim Zusammenbau zwischen der Dichtungsfläche und der benachbarten Struktur zu verringern, wenn die Rotoranordnung während des Zusammenbaus gedreht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren das Ausbilden einer Baugruppe auf, welche die Niederdruckverdichter-Rotoranordnung, das Ausbilden einer Gehäuseanordnung für die Niederdruckverdichter-Rotoranordnung und das Aufbringen eines Schmiermittels auf mindestens eine Dichtungsfläche vor dem Anbau der Gehäuseanordnung an die Rotoranordnung aufweist.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren das Anbringen der Rotoranordnung derart auf, dass mindestens ein Rotorelement eine Presspassung mit der Dichtungsfläche über einen Bereich des Umfangs der Dichtungsfläche hat, und das Rotieren der Rotoranordnung um axial eine Bläserrotorlaufschaufel nach der anderen Bläserrotorlaufschaufel in die Rotoranordnung einzusetzen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegende Erfindung weist das Verfahren das Anbringen eines Schmiermittels an einer inneren Dichtungsfläche und das Vorsehen einer Presspassung zwischen der inneren Dichtungsfläche und der benachbarten Schneidkante über einen Bereich des Umfangs der Dichtungsfläche auf, die größer ist als 15 mils (0,4 mm).
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Schritt des Anbringens der Bläserrotorlaufschaufeln in der Rotoranordnung das Anbringen eines Drehmoments auf die Rotoranordnung auf, um die Rotoranordnung zu drehen, um den Bläserlaufschaufelschlitz in eine bequeme Position zum Einsetzen der Bläserlaufschaufel zu bringen, mit einem Drehmoment, welches geringer ist als vierzig foot pounds force (40 ft-lbf) (54,2 Nm).
Ein primäres Merkmal der vorliegenden Erfindung ist der Schritt des Anbringens eines Schmiermittels auf einer Dichtungsfläche. In einer Ausführungsform ist die Dichtungsfläche elastomer. Ein weiteres Merkmal ist es, zu erlauben, dass das Schmiermittel an der Dichtungsfläche für einen Zeitraum verbleibt, der einige Tage überschreitet. Ein weiteres Merkmal ist das Aufbringen eines niedrigen Drehmoments, um die Rotoranordnung zu drehen, obwohl mindestens eine Rotorlaufschaufel oder -element eine Presspassung mit der Dichtungsfläche hat.
Ein primärer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die Geschwindigkeit und die Effizienz, mit der eine Gasturbinenmaschine zusammengebaut werden kann, die sich aus den verringerten Reibkräften zwischen der Rotoranordnung und der Statoranordnung ergeben. Ein weiterer Vorteil ist die Flexibilität beim Zusammenbau der Maschine, was sich aus dem Installieren des äußeren Gehäuses nach dem Anbringen von Schmiermittel an der Rotorfläche ergibt und daraus, danach in der Lage zu sein, den Anbau der Bläserlaufschaufeln für mindestens einige Tage zu verzögern, weil das Schmiermittel an den elastomeren Dichtungsmaterialien während der Verzögerung nicht die Fähigkeit verliert, Reibung zu verringern. Ein weiterer Vorteil ist die strukturelle Integrität der Gasturbinenmaschine, welche sich aus der günstigen Wechselwirkung zwischen dem Schmiermittel und der Oberfläche der Dichtungsfläche ergibt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun nur beispielhaft mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, für die gilt:
1 ist eine Seitenansicht einer Axialströmungsrotationsmaschine, repräsentiert durch die Turbobläser-Gasturbinenmaschine 10 mit hohem Bypass-Verhältnis.
2 ist eine Seitenansicht der in 1 gezeigten Gasturbinenmaschine, wobei ein Teil der Bläsergehäuses und anderer Maschinenstruktur weggebrochen ist, um einen Teil des Verdichterabschnitts zum Teil geschnitten und zum Teil vollständig zu zeigen.
2A ist eine Seitenansicht, die mit der in 2 gezeigten Ansicht korrespondiert und das Einsetzen einer Bläserlaufschaufel zeigt.
3 ist eine vergrößerte Ansicht der Rotoranordnung und der Statoranordnung für den in 2 gezeigten Verdichterabschnitt;
4 ist eine auseinander gezogene Seitenansicht eines Teils des Verdichterabschnitts einer Gasturbinenmaschine, welche die Relation der zwei Hälften des äußeren Gehäuses und der Statoranordnung zu der Rotoranordnung und zu den Bläserlaufschaufeln für die Rotoranordnung zeigt;
5 ist eine Seitenansicht einer Rotorlaufschaufel und einer umfangsmäßig verlaufenden Dichtungsfläche von einer Rotorlaufschaufel in dem vorderen Bereich der Rotoranordnung eines Niederdruckverdichters;
6 ist eine entlang der Linie 6-6 von 5 genommene Ansicht;
7 ist eine schematische Darstellung der in 4 gezeigten Rotoranordnung in einem (statischen) Nicht-Arbeitszustand in durchgezogenen Linien und in dem (dynamischen) Arbeitszustand in unterbrochenen Linien beim Laufen bei über 3000 U/min.
8 ist eine Seitenansicht in schematischer Weise einer hintersten Rotorlaufschaufel und einer äußeren Luftdichtung (Reibstreifen) von dem hinteren Ende des Niederdruckverdichters.
Wie in den Seitenansichten der 1 und 2 der Turbobläser-Gasturbinenmaschine gezeigt, hat der Bläserbereich des Niederdruckverdichters ein Bläsergehäuse 112 mit großem Durchmesser. Das Bläsergehäuse erstreckt sich über die Anordnung der Bläserrotorscheibe 42 und der Bläserrotorlaufschaufeln 44. Während des Zusammenbaus ist die Maschine 10 in einer Halterung zum Abstützen der Maschine angeordnet oder über dem Grund aufgehängt. Die Höhe der Maschine über dem Grund an dem oberen Bereich der Maschine kann bis zu zehn (10) bis zwölf (12) Fuß (3 bis 3,7 m) betragen.
3 zeigt einen Teil einer Statoranordnung und einer Rotoranordnung, repräsentiert durch die in 2 gezeigte Niederdruckrotoranordnung 24. Viele andere Typen von Stator- und Rotoranordnungen können gebildet werden, wo bei jeder mindestens zwei Rotorelemente, beispielsweise Rotorlaufschaufeln und Schneidkanten aufweist und Dichtungsflächen für die Rotorelemente hat. In der 3 sind die Bläserrotorscheibe 42 und die Lagerung 34, welche die Bläserrotorscheibe abstützt, zu Zwecken der Klarheit weggebrochen. Der Kernströmungsweg 18 für Arbeitsmediumsgase hat eine mittlere Strömungslinie M in dem Niederdruckverdichter 28. Die mittlere Strömungsweg-Linie ist etwa in der Mitte zwischen dem Trommelrotor 50 und dem inneren Gehäuse 68 der Maschine (welches üblicherweise als das äußere Gehäuse bezeichnet wird). Der Strömungsweg konvergiert radial nach innen in Axialrichtung mit einer negativen Steigung, bezogen auf die Axialrichtung. Der Absolutwert der negativen Steigung ist in dem hinteren Bereich des Verdichters größer als im mittleren Bereich des Verdichters. Die Reibstreifen 86, die den hintersten Rotorlaufschaufeln 62, 64, 66 benachbart sind, sind mit einem Winkel nach innen mit einem Winkel größer als 15° in Richtung zur Rotationsachse Ar und in der Erstreckungsrichtung angeordnet. Die Reibstreifen bilden eine kegelstumpfförmige Oberfläche, welche sich umfangsmäßig um die Rotationsachse A, der Maschine erstreckt. Beispielsweise hat der der Laufschaufel 62 benachbarte Reibstreifen etwa einen fünfundzwanzig Grad (25°) Steigungswinkel (α = 25°) der Laufschaufel 64 benachbart, wenn er durch eine Radialebene geschnitten wird, die die Rotationsachse Ar beinhaltet. Der Reibstreifen hat etwa eine 30° Steigung (α = 30°), und der Reibstreifen an der der Laufschaufel 66 benachbarten hintersten Stufe hat etwa eine vierzig Grad-Steigung (α = 40°).
4 ist eine auseinander gezogene schematische Ansicht der in den 1 bis 3 gezeigten Maschine. Der Trommelrotor 50 erstreckt sich von der Bläserrotorscheibe 42 nach hinten. Der Trommelrotor hat ein erstes Ende 124, welches an der Bläserrotorscheibe angebracht ist, um den Trommelrotor von der Bläserrotorscheibe abzustützen. Der Trommelrotor hat ein zweites Ende 126, welches von dem ersten Ende nach hinten beabstandet ist. Das zweite Ende hat eine am weitesten hinten liegende Rotorscheibe 128, welche einen Reifen 132, einen Steg 134 und eine Bohrung 136 aufweist. Die Bohrung ist von dem Reifen durch den Steg radial beabstandet. Somit ist der Trommelrotor an einem Ende befestigt und ist frei, sich in Axialrichtung in Reaktion auf Rotationskräfte an dem anderen, zweiten Ende zu bewegen, und ist gegen eine Radialbewegung durch die hinterste Scheibe beschränkt.
Der Trommelrotor hat die Reihen von Rotorlaufschaufeln 54 bis 66. Die Reihen ragen in einer generell radialen Richtung nach außen. Wie hier verwendet, beinhaltet der Begriff "Radialrichtung" die Richtung, in die die hintersten Laufschaufeln ragen, wobei es sich um eine Richtung handelt, die im wesentlichen radial ist.
Die Statoranordnung 26 hat die Reibstreifen 86, die radial außerhalb von jeder der Reihen von Rotorlaufschaufeln angeordnet sind. Wie bereits erwähnt, sind die Reibstreifen aus einem Elastomer-Material gebildet und haben einen durchschnittlichen Durchmesser Dav in dem Nicht-Betriebszustand an der Axialstelle, welche mit dem Schnittpunkt der Stapellinien der Rotorlaufschaufel mit dem Reibstreifen in dem Nicht-Betriebszustand zusammenfällt. Die Reibstreifen 86 ragen mit etwa dem gleichen Winkel wie die Spitzen 70 bis 82 der Rotorlaufschaufel nach hinten. Die Spitzen können, wie vorangehend erwähnt, geringfügig nach hinten in Erstreckungsrichtung verjüngt sein, um beim Reiben eine sich verjüngende Rinne zu schneiden.
Die Statoranordnung 26 weist das äußere Gehäuse 68 auf. Das äußere Gehäuse ist aus Abschnitten (68a, 68b, 68c, 68d, 68e, 68f) von umfangsmäßig kontinuierlicher Struktur gebildet. Jeder Abschnitt ist in Längsrichtung in mindestens zwei axial und umfangsmäßig verlaufende Bereiche geteilt. Wie in 3 gezeigt, sind die axialen Abschnitte miteinander axial und umfangsmäßig verschraubt, um die Hälften des äußeren Gehäuses zu verbinden. Die Flansche an den Abschnitten, die mit dem relativ großen Durchmesser und der Dünne der Struktur gekoppelt sind, bewirken geringe Anomalien der Rundheit (oder Konzentrizität) des äußeren Gehäuses. In der Folge stützt das Gehäuse die Reibstreifen derart ab und positioniert sie derart, dass der Reibstreifen kein perfekter Kreis an der ersten axialen Stelle ist.
Die Rotorlaufschaufeln sind aus einer Titanlegierung AMS 4928 gebildet. Der Trommelrotor 62 ist auch aus einem Material gebildet, das die gleiche Zusam mensetzung wie die AMS 4928 Titanlegierung hat, jedoch wurde der Trommelrotor wärmebehandelt, um eine geringfügig unterschiedliche Materialstruktur zu haben. Das Material des äußeren Gehäuses ist aus AMS 4312 Aluminiumlegierung gebildet. Der Wärmeausdehnungskoeffizient für das äußere Gehäusematerial ist größer als der Wärmeausdehnungskoeffizient für die Rotorscheibe und die Rotorlaufschaufeln und kann für manche Materialien bis zu zwei oder drei Mal größer sein als der Wärmeausdehnungskoeffizient des Trommelrotors und der Rotorlaufschaufeln.
4 ist hilfreich zum Verständnis des Verfahrens des Zusammenbaus der in den 1 und 2 gezeigten Gasturbinenmaschine. Eine erste Maschinenbaugruppe wird gebildet, die daran angepasst ist, das äußere Gehäuse aufzunehmen, und sie wird das äußere Gehäuse aufweisen, nachdem das äußere Gehäuse installiert ist. Die erste Maschinenbaugruppe ist in einer Ausrichtung zum Aufnehmen des äußeren Gehäuses gezeigt. Die erste Maschinenbaugruppe weist lediglich einen Teil des Niederdruckverdichterabschnitts der Niederdruckrotoranordnung (z.B. Bläserrotorscheibe, Lagerung, Trommelrotor und Rotorlaufschaufeln) auf. Und sie weist nicht die Bläserlaufschaufeln und das äußere Gehäuse auf. An diesem Punkt umfasst sie nicht die zweite Baugruppe auf, die es gibt oder geben wird, die aus dem Bläsergehäuse, dem Bläserstreben 123 (zum Teil weggebrochen), dem Hochdruckverdichter, dem Verbrennungsabschnitt 14 und dem Turbinenabschnitt 16 gebildet ist. Diese werden später installiert. (Die zweite Baugruppe ist in 2 mit Bezugnahme auf die erste Maschinenbaugruppe gezeigt, wobei das äußere Gehäuse installiert ist und die Bläserlaufschaufeln installiert werden.) Wir wenden uns wieder 4 zu. Die Bläserrotorlaufschaufeln sind auseinander gezogen von der Bläserrotorscheibe und axial über der Bläserrotorscheibe positioniert zu Zwecken der Darstellung gezeigt.
Der nächste Schritt ist, ein Schmiermittel an einer der Dichtungsflächen, beispielsweise der inneren Dichtungsfläche 112 oder an der Oberfläche einer der äußeren Luftdichtungsflächen 86 (Reibstreifen) des Niederdruckverdichters 28 anzubringen. In einer Ausführungsform wird ein Schmiermittel an der Oberfläche aller inneren Luftdichtungsflächen und an den Oberflächen der zwei hin tersten, äußeren Luftdichtungsflächen aufgebracht, welche den Rotorlaufschaufeln 64, 66 benachbart sind. Die Dichtungsflächen sind aus Silikonkautschuk gebildet.
Ein zufrieden stellendes Schmiermittel ist Silikonöl. Ein akzeptables Öl ist KF-54 Silikonöl, welches von der Firma Shin Etsu Company LTD Tokyo, Japan erhältlich ist, die Büros in 1150 Davmar Drive, Akron, Ohio 44305 hat. Es hat sich herausgestellt, dass dieses Öl mit der Titanlegierung des Trommelrotors, der Titanlegierung der Laufschaufeln, der Aluminiumlegierung des äußeren Gehäuses und mit dem Silikonkautschuk der äußeren Luftdichtung kompatibel ist. Die Viskosität des Öls beträgt etwa zweihundert (200) centipoise bei Raumtemperatur und -druck.
Der nächste Schritt ist das Anordnen der zwei Hälften des äußeren Gehäuses 68 um die erste Maschinenbaugruppe und beinhaltet das Verbinden der beiden Hälften miteinander mit Schrauben. Jede der Dichtungsflächen hat einen durchschnittlichen Durchmesser Dav an der zugehörigen ersten axialen Stelle an der Stapellinie S. Das Rotorelement hat ein Toleranzband mit einem minimalen und einem maximalen Spielmaß um das nominale Spielmaß, gemessen relativ zu dem durchschnittlichen Durchmesser Dav. Das definiert die relative Radialposition einer jeden Dichtungsfläche, bezogen auf die Rotoranordnung. Selbst bei einem null minimalen Spielmaß Null oder bei einem positiven minimalen Spielmaß kommt es zu einem Reibkontakt über mindestens einen Teil der Umfangsbahn eines Rotorelements 54 bis 66, 114 in der Folge von Abweichungen in der Rundheit oder Konzentrizität in der Dichtungsfläche. Beispiele von Reibkontakt können bei einem der Schneidkantenelemente 114 oder bei einer der Rotorlaufschaufeln, beispielsweise der am weitesten hinten liegenden Rotorlaufschaufel 66, auftreten wegen der Anomalien in dem Umfang des Gehäuses.
Es kann etwas Zeit vergehen, bevor die erste Maschinenbaugruppe fertig ist, um mit der zweiten Maschinenbaugruppe verbunden zu werden und dann die großen Rotorlaufschaufeln zu erhalten. Beispielsweise kann die Wand 69 des Strömungswegs Teil der ersten Maschinenbaugruppe zu dem Zeitpunkt sein, wenn das äußere Gehäuse 68a bis f um die Rotoranordnung angeordnet wird, oder sie kann nach dem Anordnen der zwei Hälften des äußeren Gehäuses um die Rotoranordnung hinzugefügt werden. Das Verbinden der zwei Baugruppen miteinander macht die Maschine fertig zum Aufnehmen der Bläserrotorlaufschaufeln, wie in 2 gezeigt. Das Verbinden der zwei Baugruppen miteinander ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung. Das kann erfolgen, bevor die Bläserlaufschaufeln installiert werden oder nachdem die Bläserlaufschaufeln installiert worden sind.
Es können bis zu zwei Wochen vergehen, während diese anderen Arbeitsschritte an der Maschine durchgeführt werden oder wenn die Maschine auf die erforderlichen Teile oder das Verbinden mit anderen Modulen wartet. Folglich ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung die zeitliche Flexibilität des Zusammenbaus, die sich daraus ergibt, in der Lage zu sein, eine Verzögerung von vielen Tagen vor dem Anbauen der Bläserlaufschaufeln an die Bläserrotorscheibe zu akzeptieren. Das hängt mit der Viskosität des Schmiermittels zusammen, welche das Schmiermittel über den Dichtungsflächen verteilt hält.
Der Schritt des Installierens der Bläserlaufschaufeln wird am leichtesten durchgeführt, indem man die Niederdruckrotoranordnung 24 um die Rotationsachse dreht, um die Schlitze der Bläserrotorlaufschaufel an eine bequeme Stelle zu bringen. Das erfolgt durch Aufbringen eines Drehmoments von weniger als einhundert foot pounds force (100 ft-lbf) (135 Nm) auf die Rotoranordnung. Die Spiele und die Anomalien im Durchmesser der Dichtungsflächen haben es schwierig gemacht, eine Rotoranordnung zu drehen, die mit einer ungeschmierten Dichtfläche zusammenwirkt. Das ist insbesondere dann so, wenn die Fläche eine Anomalie oder Toleranzabweichung aufweist, die ein enges tatsächliches Spiel verursacht. Bei manchen Gelegenheiten sind Drehmomente von über eintausend foot pounds force (1000 ft-lbf) (1355 Nm) oder noch größer oder typischerweise sechshundert foot pounds force (600 ft-lbf) (813 Nm) aufgetreten, und sie wurden auf weniger als einhundert foot pounds force (100 ft-lbf) (135 Nm) bei anschließenden Versuchen mit auf die Oberflächen der Dichtungsflächen aufgebrachtem Schmiermittel verringert.
Die Bläserrotorlaufschaufeln 44 werden eine nach der anderen während des Schritts des Anbauens der Bläserrotorlaufschaufeln an die Rotoranordnung eingesetzt. Das Verfahren beinhaltet das Drehen der Niederdruckrotoranordnung 24 um die Rotationsachse Ar durch das Aufbringen eines Drehmoments von weniger als einhundert foot pounds force (100 ft-lbf) (135 Nm) auf die Rotoranordnung. Das ist eine markante Verringerung von dem Drehmoment, welches zum Drehen einer ungeschmierten Anordnung erforderlich ist. Der Schritt wird einer nach dem anderen wiederholt, bis alle Bläserrotorlaufschaufeln an der Bläserrotorscheibe 42 angebaut sind.
5 ist eine vergrößerte Ansicht einer der Rotorlaufschaufeln und einer äußeren Dichtungsfläche bei dem durchschnittlichen Durchmesser Dav der Dichtungsfläche. Spiele sind gemessen in der wahren Radialrichtung rechtwinklig zu der idealen Rotationsachse Ar der Maschine. Beispielsweise werden in dem Bereich bei einer Rotorlaufschaufel Spiele durch direkten Vergleich gemessen. Für eine Rotorlaufschaufel wird das Spiel entlang der Stapellinie gemessen und wird dann durch den Winkel der Stapellinie zu dem wahren Wert entlang einer Linie R in Radialrichtung rechtwinklig zu der idealen Rotationsachse A, berechnet. Die Linie R geht durch den Kreuzungspunkt der Stapellinie S und der Spitze.
Wie in stark vergrößerter Weise im Zusammenbauzustand gezeigt, hat die Laufschaufelspitzenstelle eine auf die Rotorlaufschaufel angewandte Toleranz, die ein nominales Spielmaß Cn, ein positives minimales Spielmaß Cl und ein maximales Spielmaß Ch hat. Das minimale Spielmaß Cl ist positiv, d.h. Idealerweise gibt es einen Spielraum oder einen Spalt bei dem minimalen Spielmaß zwischen der Laufschaufelspitze und dem durchschnittlichen Durchmesser Dav der äußeren Luftdichtungsfläche 86. Während des Betriebs schneidet die Rotorlaufschaufel eine Nut oder eine Rinne in die äußere Luftdichtungsfläche. Die Nut verschlechtert die aerodynamische Leistung bei Reiseflugzustand nicht in dem Maße, wie ein positives Spiel die aerodynamische Leistung verschlechtert.
Wie in 6 gezeigt, kann ein zu enges Spiel Cl oder eine Anomalie im Durchmesser die Rotorlaufschaufel 54 klemmen. Ein Klemmen der Rotorlaufschaufel kann bewirken, dass die Laufschaufel einen Materialhügel 138 in der äußeren Dichtungsfläche 86 bildet, der als eine Barriere gegen eine Rotationsbewegung der Rotorlaufschaufel wirkt. In einem experimentellen Versuch erfuhr eine Rotorlaufschaufel mit einer 10 mils Presspassung (Cl = –0,010 Inch) (0,25 mm) bei der am weitesten hinten liegenden Rotorstufe 66 ein Verbiegen der Spitze 84 der Rotorlaufschaufel an der empfindlichen Hinterkante. Bei einem anderen experimentellen Versuch wurde Silikonöl auf die Dichtungsfläche 86 aufgebracht, und neue Laufschaufeln mit 10 mis (0,25 mm) Presspassungs-Laufschaufeln wurden installiert. Die Laufschaufel verbogen sich nicht, und der Trommelrotor drehte relativ leicht über die Dichtungsfläche.
7 ist eine schematische Darstellung der Bewegung des in 3 gezeigten Trommelrotors 50 in dem statischen Nicht-Betriebszustand und dem dynamischen Reisebetriebszustand. Die statische Position ist mit durchgezogenen Linien gezeigt. Die ausgelenkte Position der Rotation bei Reiseflug ist in stark übertriebener Weise mit unterbrochenen Linien gezeigt. Der Trommelrotor 50 verformt sich unter den kräftigen Rotationskräften nach außen, die sich aus dem Rotieren des Rotors mit über 3000 U/min ergeben. Diese Bewegung nach außen oder dieses Wachstum nach außen bewirkt ein axiales (laterales) Zusammenziehen, welches teilweise mit axialen Spannungen des Poisson'schen Kontraktionseffekts (Poisson Contraction Effect – Poisson's Ratio) in Beziehung steht. Das erste Ende 124 des Trommelrotors ist an der Rotorscheibe befestigt und bewegt sich, wie das die massive Bläserrotorscheibe tut, an der es fest angebracht ist. Die relativ schweren Schwalbenschwanzbefestigungen des Trommelrotors wirken mit der Basis der Rotorlaufschaufeln zusammen. Die Schwalbenschwanzbefestigungselemente 52 bewegen sich nach außen. Die hinteren Schwalbenschwanzbefestigungselemente bewegen sich in der Folge der axialen Kontraktion nach vorne. Das relativ dünne Material des Trommelrotors, welches sich zwischen den Schwalbenschwanzbefestigungen erstreckt, verformt sich an den Enden nach außen. Die am weitesten hinten liegende Rotorscheibe 128 hält das zweite Ende gegen eine Bewegung radial nach außen. In der Folge bewegt sich das zweite Ende des Trommelrotors axial weiter nach vorne als es sich radial nach außen bewegt und öffnet das Spiel der am weitesten hinten liegenden Reihen von Rotorlaufschaufelspitzen zu den Reibstreifen.
8 ist eine schematische Darstellung der Beziehung der Spitzen der am weitesten hinten liegenden Rotorlaufschaufel zu dem Reibstreifen. Die Laufschaufelspitze ist in durchgezogenen Linien gezeigt, und die verlagerte Position ist durch die unterbrochenen Linien bei dem minimalen Spielmaß Cl gezeigt. Die verlagerte Position des Reibstreifens, welcher sich nach außen bewegt, ist nicht gezeigt. Ein minimales Spielmaß von null an der Stapellinie ergibt ein minimales Spielmaß bei Reiseflug, welches positiv ist und es Arbeitsmediumsgasen erlaubt, um die Spitzen der Rotorlaufschaufeln zu entkommen. Stellt man das minimale Spielmaß auf eine Presspassung von 10 mils (Cl = –0,010 Inch (0,25 mm)) oder größer an der Stapellinie ein und schmiert man den am weitesten hinten liegenden Reibstreifen mit Silikonöl, so erlaubt das ein Drehen der Rotorlaufschaufel von Hand während des Zusammenbaus, und dennoch ist, wenn sich das Spiel öffnet, das minimale Spielmaß Clc bei Reiseflugbetriebszustand negativ. Wenn das minimale Spielmaß Clc bei Reiseflugzustand positiv ist, wie gezeigt, ist es dennoch kleiner als das minimale Spielmaß Clc', wenn das minimale Spielmaß anfangs bei Zusammenbau null war, wie durch die unterbrochene Linie in der verlagerten Position gezeigt, oder wenn es, was noch schlimmer ist, ein positives minimales Spielmaß ohne Presspassung beim Zusammenbau ist. Das erhöht deutlich die Effizienz der Reihe von Rotorlaufschaufeln und die Betriebseffizienz der Verdichters.
Ein Schmieren der inneren Luftdichtungsflächen verringert außerdem Reibkräfte beim Zusammenbau. Diese Einsparung bei den Reibkräften kann verwendet werden, um Nominal-Zusammenbauspiele weiter zu verringern, ohne ein Drehen des Trommelrotors 50 unmöglich zu machen. Jedoch muss man Acht geben, dass die Reibkraft an der am weitesten hinten liegenden Dichtungsfläche die Rotorlaufschaufel während des Zusammenbaus nicht verformt. Folglich kann es möglich sein, das Spiel an der am weitesten hinten liegenden Dichtungsfläche zu verringern, ohne diese spezielle Dichtungsfläche zu schmieren. Ein anderer Weg zum Verringern des Spiels der inneren Luftdichtungsflächen wäre, die Maschine mit relativ kurzen Laufschaufeln bei der am weitesten hinten liegenden Stufe laufen zu lassen und die Schneidkantenelemente in die inneren Luftdichtungsflächen einlaufen zu lassen. Danach würde man die Maschine zerlegen und mit längeren Rotorlaufschaufeln in der am weitesten hinten liegenden Scheibe wieder zusammenbauen.
Folglich kann die Verwendung von Silikonöl Spiele zulassen, die für ein minimales Spielmaß während des Zusammenbaus sorgen, das in einem solchen Maße negativ ist, dass die Rotorlaufschaufel über die gesamte Spitze der Rotorlaufschaufel in Profilsehnenrichtung ein negatives Spiel hat.
Experimentelle Versuche wurden durchgeführt, um die Kompatibilität des Silikonöls mit der Maschinenstruktur zu demonstrieren. Beispielsweise hat man herausgefunden, dass die Maschine nach dem Zusammenbauen frei rotiert, indem man das Silikonöl auf die Dichtungsfläche für einen Pilotsatz von Laufschaufeln aufbringt, unter dem es normalerweise zu Schwierigkeiten beim Rotieren der Maschine von Hand kommen würde. Nach dem Testen wurde die Maschine zur Inspektion zerlegt. Man hat an keiner der Auftragsoberflächen Restöl gefunden, und alle Reiboberflächen erschienen normal. Ölrückstände sammelten tendenziell feine Kautschukteilchen an, welche sich während des anfänglichen Anreibens an manchen Stufen, beispielsweise den inneren Luftdichtungen bildeten. Die Laufschaufelspitzen sammelten Spuren von feinem Silica (die auch nach schmiermittelfreien Einlaufvorgängen typisch waren). Diese blieben zurück, nachdem das Öl bei den erhöhten Temperaturen des Strömungswegs während während der Testbetriebsbedingungen verdampfte.
Der Silikonkautschuk wurde durch einen Fluidkontakttest (fluid exposure test) überprüft, bei dem Durometermessungen aufgenommen wurden, die sich nach Zeiträumen als unverändert herausgestellt habendie Kompatibilität des Silikonöls mit dem Silikonkautschuk demonstrierte. Außerdem waren das Silikonöl und die Rückstände kompatibel mit der Titanlegierung des Niederdruckverdichters und des Hochdruckverdichters.
Obwohl die Erfindung mit Bezugnahme auf detaillierte Ausführungsformen davon gezeigt und beschrieben wurde, sollte der Fachmann erkennen, dass verschiedene Änderungen in deren Form und Detail vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang der beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) mit einer Rotationsachse Ar und einem Strömungsweg (18) für Arbeitsmediumsgase, welcher sich durch die Maschine erstreckt, wobei die Maschine im zusammengebauten Zustand eine Rotoranordnung (24) hat, die in Umfangsrichtung um die Achse Ar während des Zusammenbaus und unter Betriebsbedingungen rotationsfähig ist, und eine Statoranordnung (26) hat, welche die Rotoranordnung (24) umgibt, wobei sich jede Anordnung durch mindestens einen Teil der Maschine erstreckt, um den Strömungsweg zu begrenzen, wobei jede Anordnung Reihen von Strömungsprofilen (54 bis 66; 92 bis 104) hat, die sich radial über den Strömungsweg (18) in enge Nähe zu der äußeren Anordnung erstrecken, wobei eine der Anordnungen ein erstes Element (72 bis 84; 114) hat und die andere eine erste Dichtungsfläche (86; 112) hat, die dem ersten Element (72 bis 84; 114) zugeordnet ist, welche sich umfangsmäßig um die Achse Ar und bezogen auf das erste Element (72 bis 84; 114) umfangsmäßig und mindestens in enger Nähe zu der anderen Anordnung mit einem Toleranzband erstreckt, gemessen an einer axialen Stelle bezogen auf den durchschnittlichen Durchmesser Dav der Dichtungsfläche (86; 112) in dem Nicht-Betriebszustand zum Blockieren der Strömung von Arbeitsmediumsgasen aus dem Strömungsweg unter Betriebsbedingungen, wobei das Verfahren aufweist: Bereitstellen einer genannten Rotoranordnung (24); Bereitstellen einer genannten Statoranordnung (26); Anordnen der ersten Dichtungsfläche (86; 112) relativ zu dem ersten Element (72 bis 84; 114), was aufweist: radiales Ausrichten der Dichtungsfläche (86; 112) bezogen auf das erste Element (72 bis 84; 112) derart, dass ein Toleranzband mit einem minimalen Spielmaß und einem maximalen Spielmaß die relative Radialposition der ersten Dichtungsfläche (86; 112) und des ersten Elements (72 bis 84; 114) an einer axialen Stelle bezogen auf den durchschnittlichen Durchmesser Dav der Dichtungsfläche (86; 112) an dieser Stelle in dem Nicht-Betriebszustand definiert; gekennzeichnet durch Aufbringen eines Schmiermittels auf die Oberfläche der ersten Dichtungsfläche (86; 112), die sich umfangsmäßig um die Maschine erstreckt; wobei der Schritt des Anordnens der ersten Dichtungsfläche (86; 112) ferner aufweist: radiales In-Eingriff-Bringen der Dichtungsfläche (86; 112) mit mindestens einem Teil des ersten Elements (72 bis 84; 114) derart, dass zwischen der Dichtungsfläche (86; 112) und dem ersten Element (82 bis 84; 114) während des Zusammenbaus über mindestens einem Teil der Umfangsbahn der Rotoranordnung (24) eine Presspassung existiert; und Rotieren der Rotoranordnung (24) während des Zusammenbaus bezogen auf die Statoranordnung (26) durch Aufbringen eines drehenden Moments auf die Rotoranordnung (24), welches kleiner ist als das drehende Moment, welches erforderlich ist, um eine Rotoranordnung (24) ohne Schmiermittel zu drehen.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei sich die Statoranordnung (26) und die Rotoranordnung (24) axial durch die Maschine um eine Rotationsachse (Ar) erstrecken, und wobei das erste Element (72 bis 84) Teil der Rotoranordnung (24) ist und ein erstes Rotorelement ist, welches sich in eine generell radiale Richtung, bezogen auf die Rotationsachse, erstreckt und wobei die Statoranordnung (26) die erste Dichtungsfläche (86) aufweist.
Verfahren zum Zusammenbau der Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Rotationsmaschine (10) ein äußeres Gehäuse (86), welches Teil der Statoranordnung bildet, aufweist, welches die erste Dichtungsfläche (86) aufweist, und ferner eine Maschinenbaugruppe aufweist, welche als Teil der Rotoranordnung eine Bläserrotorscheibe (42) aufweist, die daran angepasst ist, eine Mehrzahl von Bläserrotorlaufschaufeln (44) aufzunehmen, wobei der Schritt des Anordnens der ersten Dichtungsfläche (86) relativ zu dem ersten Element (72 bis 84) das Anordnen des äußeren Gehäuses (86) um die Maschinenbaugruppe aufweist und wobei nach dem Anordnen des äußeren Gehäuses um die Maschinenbaugruppe es ferner das Anordnen einer Bläserrotorlaufschaufel (44) in der Bläserrotorscheibe (42) und dann Drehen der Rotoranordnung (42) während des Zusammenbaus relativ zu der Statoranordnung (26) durch Aufbringen des drehenden Moments auf die Rotoranordnung (24) und dann Anordnen einer weiteren Bläserlaufschaufel (44) in der Bläserrotorscheibe (42) aufweist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 3, wobei das Verfahren den weiteren Schritt des Einsetzens einer Bläserrotorlaufschaufel (44) in die Bläserrotorscheibe (42) aufweist und wobei der Schritt des Rotierens der Rotoranordnung (24) während des Zusammenbaus während des zusätzlichen Schritts des Einsetzens der Bläserrotorlaufschaufel (44) erfolgt.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des radialen Zusammenbringens der Dichtungsfläche (84) mit mindestens einem Teil des ersten Elements (66) das Anordnen der Dichtungsfläche derart aufweist, dass eine Presspassung bei dem minimalen Spielmaß (C_l), bezogen auf den durchschnittlichen Durchmesser Dav an der axialen Stelle existiert, und in dem Dauerbetriebszustand ein verringertes Spiel (C_lc) vorgesehen ist verglichen mit der gleichen Konstruktion, welche ein Spiel (C_lc') hat, welches größer ist als eine Presspassung bei dem minimalen Spielmaß (C_l).
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (19) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Rotierens der Rotoranordnung (24) während des Zusammenbaus durch Aufbringen eines drehenden Moments das Aufbringen eines drehenden Moments von weniger als einhundert foot pounds force (135 Nm) aufweist, und wobei das drehende Moment, welches erforderlich ist, um die Rotoranordnung (24) ohne Schmiermittel zu drehen, größer ist als sechshundert foot pounds force (813 Nm).
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Aufbringens eines Schmiermittels auf die Oberfläche der ersten Dichtungsfläche (86; 112) durch Aufbringen eines Schmiermittels in flüssiger Form auf die Oberfläche der ersten Dichtungsfläche durchgeführt wird.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Statoranordnung (26), welche die Dichtungsfläche aufweist, aus Aluminiumlegierung gebildet ist, wobei die Rotoranordnung (24) aus einer Titanlegierung gebildet ist, und wobei die Reihe von Strömungsprofilen (54 bis 66) des Rotors aus einer Titanlegierung gebildet ist und wobei das Schmiermittel ein Öl ist, welches mit den Titanlegierungen und der Aluminiumlegierung kompatibel ist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Schritt des Rotierens der Rotoranordnung (24) das Aufbringen eines drehenden Moments (Drehmoments) aufweist, welches geringer ist als vierzig foot pounds force (52,2 Nm).
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das erste Element eine Laufschaufel (54 bis 66) ist und wobei der Schritt des Anordnens der ersten Dichtungsfläche (86) relativ zu dem ersten Element durch Anordnen eines Reibstreifens außerhalb der Rotorlaufschaufel durchgeführt wird, wobei der Reibstreifen aus einem Elastomermaterial gebildet ist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Element ein Schneidkantenelement (114) ist und wobei der Schritt des Anordnens der Dichtungsfläche (112) relativ zu dem ersten Element durch das Anordnen einer inneren Luftdichtungsfläche (112) bezüglich des Schneidkantenelements (114) durchgeführt wird, welches ein Elastomermaterial aufweist und wobei der Schritt des Aufbringens eines Schmiermittels auf die erste Dichtungsfläche durch Aufbringen des Schmiermittels auf die innere Luftdichtungsfläche durchgeführt wird.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das erste Rotorelement ein Schneidkantenelement (114) ist, wobei die erste Dichtungsfläche, welche das Schmiermittel erhält, die innere Luftdichtungsfläche (112) ist, die dem Schneidkantenelement benachbart angeordnet ist, und wobei die Rotationsmaschine ferner eine Reihe von zweiten Rotorelementen aufweist, die eine Reihe von Rotorlaufschaufeln (54 bis 66) ist, wobei die Rotationsmaschine ferner eine äußere Dichtungsfläche (86) mit einem zugehörigen durchschnittlichen Durchmesser Dav ist, welche außerhalb der Reihe von Rotorlaufschaufeln angeordnet ist und wobei die Rotorlaufschaufeln ein minimales Spielmaß haben, welches an der zugehörigen axialen Stelle eine Presspassung hat.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 12, wobei das Verfahren das Aufbringen eines Schmiermittels auf die Oberfläche der äußeren Luftdichtungsfläche beinhaltet, welche sich umfangsmäßig um die Reihe von Rotorlaufschaufeln erstreckt.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Reihe von Rotorlaufschaufeln die am weitesten hinten befindliche Reihe von Rotorlaufschaufeln (66) ist und wobei jede der Rotorlaufschaufeln eine Spitze (84) mit einer Profilsehnenrichtungs-Länge ist und der Schritt des radialen Zusammenbringens der Dichtungsfläche (86) ferner das radiale Zusammenbringen der Dichtungsfläche mit der Reihe von Rotorlaufschaufeln derart aufweist, dass das minimale Spielmaß (C_l) der Rotorlaufschaufeln (66) eine Presspassung entlang der Länge der Spitze (84) der Rotorlaufschaufeln, gemessen in Profilsehnenrichtung, ist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 1, wobei die Rotationsmaschine eine Gasturbinenmaschine ist, wobei die Rotoranordnung sich axial durch die Maschine um die Rotationsachse Ar erstreckt, wobei die Statoranordnung (26) ferner ein äußeres Gehäuse aufweist, welches aus einer umfangsmäßig kontinuierlichen Struktur gebildet ist, die in Längsrichtung in mindestens zwei sich axial und umfangsmäßig erstreckende Teile geteilt ist, wobei die sich umfangsmäßig erstreckenden Teile in dem zusammengebauten Zustand miteinander verbunden sind und die erste Dichtungsfläche (112) und eine weitere mindestens eine äußere Luftdichtungsfläche (86) abstützen und positionieren, wobei die erste Dichtungsfläche mindestens eine innere Dichtungsfläche ist, derart, dass jede Dichtungsfläche kein perfekter Kreis an einer ersten Axialstelle an jeder Dichtungsfläche ist und einen durchschnittlichen Durchmesser Dav an der Stelle in dem Nicht-Betriebszustand hat, wobei sich jede äußere Dichtungsfläche (86) umfangsmäßig relativ zu einer Reihe von Rotorlaufschaufeln (54 bis 66) erstreckt, wobei sich jede innere Dichtungsfläche (112) umfangsmäßig relativ zu einem Schneidkantenelement (114) erstreckt zum Unterbinden der Strömung von Arbeitsmediumsgasen (18) aus dem Strö mungsweg unter Betriebsbedingungen, wobei das Verfahren ferner aufweist Ausrichten einer Gasturbinenmaschinen-Baugruppe zum Aufnehmen einer äußeren Gehäuseanordnung (68) des Niederdruckverdichters (28), wobei die Baugruppe mindestens ein Teil der Niederdruckverdichter-Rotoranordnung (24) des Niederdruckverdichters (28) aufweist, welche die Bläserrotorscheibe (42) aufweist, nicht aber die Bläserrotorlaufschaufel (44) aufweist; und wobei der Schritt des Aufbringens eines Schmiermittels aufweist das Anordnen eines Silikonöl-Schmiermittels an der Oberfläche einer jeden der inneren Luftdichtungsflächen (112) und an den Oberflächen von mindestens zwei der am weitesten hinten befindlichen äußeren Luftdichtungsflächen (86) des Niederdruckverdichters (28); wobei der Schritt des Anordnens der ersten Dichtungsfläche aufweist das Anordnen der äußeren Gehäuseanordnung um die Maschinenbaugruppe, wobei jede Dichtungsfläche (86; 112) an der zugehörigen ersten axialen Stelle ein zugehöriges Toleranzband hat und Zusammenbringen der inneren Luftdichtungsfläche (112) und der am weitesten hinten befindlichen äußeren Luftdichtungsflächen (86) mit einer zugehörigen Reihe von Rotorlaufschaufeln (64; 66), die axial mit den Dichtungsflächen ausgerichtet sind, derart, dass mindestens ein Teil der Schneidkanten (114) von mindestens drei der zugehörigen inneren Luftdichtungsflächen (112) mit der zugehörigen Dichtungsfläche mit einer Presspassung über mindestens einen Teil der umfangsmäßigen Bahn des Rotorelements zusammenwirken; wobei der Schritt des Rotierens der Rotoranordnung aufweist Rotieren der Niederdruck-Rotoranordnung (24) um die Rotationsachse durch Aufbringen eines Drehmoments von weniger als einhundert foot pounds force (135 Nm) auf die Rotoranordnung; wobei das Verfahren ferner aufweist Anbau einer Bläserrotorlaufschaufel (44) an die Rotoranordnung (24); mindestens einmal Wiederholen der Schritte des Rotierens der Niederdruck-Rotoranordnung (24) und des Anbauens einer Bläserrotorlaufschaufel (44); wobei der Schritt des Aufbringens des Silikonöls auf die innere Dichtung (112) und die äußere Dichtung (86) vor dem Schritt des Rotierens der Niederdruck-Rotoranordnung (24) um die Rotationsachse und des Anbauens einer Bläserrotorlaufschaufel (44) an die Rotoranordnung durchgeführt wird.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 15, wobei der Schritt des Anordnens der äußeren Gehäuseanordnung (68) ferner aufweist, dass mindestens an einer der Dichtungsflächen (86, 112) ein positives Spiel bei dem minimalen Spiel (C_l) und eine Presspassung von mindestens zehn Mils (0,010 Inch) (0,25 mm) ist und an der am weitesten hinten befindlichen zugehörigen Reihe von Rotorlaufschaufeln (64, 84) ein minimales Spiel von null an dem zugehörigen ersten axialen Spiel ist.
Verfahren zum Zusammenbau einer Rotationsmaschine (10) nach Anspruch 15 oder 16, wobei die Rotorlaufschaufeln eine Stapellinie haben und wobei die zugehörige erste axiale Stelle der Rotorlaufschaufel an der Stapellinie (S) der Rotorlaufschaufel ist.
Verfahren zum Zusammenbau der Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsfläche (86, 112) aus einem Elastomermaterial gebildet ist und der Schritt des Anordnens eines Schmiermittels das Anordnen eines Silikonöls an der Dichtungsfläche (86, 112) ist.
Verfahren zum Zusammenbau der Rotationsmaschine (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Dichtungsfläche Silikonkautschuk (86, 112) ist.