EP0745756B1 - Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln Download PDF

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EP0745756B1
EP0745756B1 EP96810313A EP96810313A EP0745756B1 EP 0745756 B1 EP0745756 B1 EP 0745756B1 EP 96810313 A EP96810313 A EP 96810313A EP 96810313 A EP96810313 A EP 96810313A EP 0745756 B1 EP0745756 B1 EP 0745756B1
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EP
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mounting
rotor
blades
axial
groove
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Peter Hartmann
Michael Hock
Alfred Krähenbühl
Beat Von Arx
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General Electric Switzerland GmbH
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ABB Asea Brown Boveri Ltd
Asea Brown Boveri AB
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • Y10T29/53961—Means to assemble or disassemble with work-holder for assembly

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for Assembly of blades with essentially axial feet into the corresponding axial grooves of a rotor Fluid machine.
  • Such devices and methods for the assembly of rotor blades with essentially axial feet in the corresponding axial grooves of a rotor of a turbomachine are known see e.g. the document US-A-1 720 729. They are used to assemble blades Row of blades needed, the blades of which, for example. with specifically molded cover bands, platforms or with shovel feet are formed with overlaps. To the last shovel Being able to axially mount a row of blades becomes a special blade needed. These special blades are in theirs Manufacturing very expensive and assembly requires special Effort, or is not always for technical reasons possible. Next is the use of special blades logistically very complex.
  • the invention has for its object in a device for the assembly of blades and the associated procedure the assembly of rotor blades of the type mentioned to simplify with axial feet.
  • this is achieved in that the assembly device from a radially outer headboard with at least one, essentially the axial root of the blade corresponding axial groove and a radially inner Foot part for mounting in a groove running around the rotor consists.
  • the advantages of the invention include that blades with axial feet are inserted radially can be. This allows the blades without Consideration of an axial displacement can be designed. That means that bsw. Cover tapes, platforms or Bucket feet can have any shape.
  • Rotary grooves are already present, for example. to record of heat accumulation segments in the case of gas turbine rotors. These circumferential grooves can then be used to mount the blades be used.
  • blades 1 are blades 1, consisting of a blade root 1A and airfoil 1B, in axial grooves 11a of a rotor 10 used.
  • a platform 3 arranged. At the contact surfaces of this Platforms are sealed using sealing strips 5, which are inserted in sealing grooves 4.
  • FIG. 3 shows a one-piece assembly device 6, consisting of a foot part 7 and a head part 8.
  • head part 8 is shaped according to the axial groove 11a Axial groove 11b arranged.
  • A is now in the axial groove 11b Blade root 1A of a blade 1 inserted.
  • each the sealing strips 5 are inserted before the blades 1 by means of the mounting device 6 along the circumferential groove 12a are pushed together.
  • the sealing strips 5 not axially after the installation of the blades 1 are inserted into the sealing grooves 4 on the rotor 10 need, they can essentially be shaped arbitrarily his.
  • the whole Blade row R is now, using the axial displacement due to the games between the Platforms 3, piece by piece in the axial grooves 11a of the Rotor pushed. If all blades 1 with their Blade feet 1A inserted in the axial grooves 11a of the rotor are, the mounting devices 6 can not shown filling opening of the circumferential groove 12a of the Rotor can be removed. Now the heat accumulation segments 9 be inserted into the circumferential groove 12a.
  • FIG 5 shows an annular auxiliary device 21 mounted on the rotor become. This is done through a detachable connection, preferably by means of screws 20.
  • the assembly of the Blades 1 then takes place by means of the mounting device 6 exactly the same as described above for the circumferential groove 12a.
  • Fig. 6 and Fig. 7 show an economically particularly advantageous Execution of a mounting device 6A, consisting of a head part 31 and a foot part 30. It consists of a Flat material, e.g. made of sheet metal. Parts 30 and 31 can be cut out of the flat material, or by punching out or laser cutting. The foot part 30 then only has to still to be reshaped. The two parts of the head part 31 are connected to the foot part 30 via a seam 32.
  • the mounting device 6A is used here for simultaneous and rapid Installation of two blades 1 with inclined axial feet. For this purpose, there are two oblique axial grooves in the mounting device 6A 33 arranged to receive two blade feet.
  • the mounting device can be used anywhere with any axial grooves become.
  • the number of axial grooves per mounting device is essentially arbitrary. It hangs bsw. from the Blade size, blade weight, rotor diameter and the size of the filling opening.
  • the execution of the mounting device is arbitrary, for example. can the foot part from one Solid material can be produced, the head part as in Fig. 6 and 7 from a flat material, or vice versa.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Montage von Laufschaufeln mit im wesentlichen axialen Füssen in die entsprechenden axialen Nuten eines Rotors einer Strömungsmaschine.
Stand der Technik
Derartige Vorrichtungen und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln mit im wesentlichen axialen Füssen in die entsprechenden axialen Nuten eines Rotors einer Strömungsmaschine sind bekannt siehe z.B. das Dokument US-A-1 720 729. Sie werden zur Montage von Laufschaufeln einer Schaufelreihe benötigt, deren Laufschaufeln bsw. mit speziell ausgeformten Deckbändern, Plattformen oder mit Schaufelfüssen mit Ueberlappungen ausgeformt sind. Um die letzte Schaufel einer Schaufelreihe axial montieren zu können, wird eine Spezialschaufel benötigt. Diese Spezialschaufeln sind in ihrer Herstellung sehr teuer und die Montage erfordert speziellen Aufwand, oder ist aus technischen Gründen nicht immer möglich. Weiter ist die Verwendung von Spezialschaufeln logistisch sehr aufwendig.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung zur Montage von Laufschaufeln und dem zugehörigen Verfahren der eingangs genannten Art die Montage von Laufschaufeln mit Axialfüssen zu vereinfachen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Montagevorrichtung aus einem radial äusseren Kopfteil mit mindestens einer, im wesentlichen dem axialen Fuss der Laufschaufel entsprechenden, axialen Nut und einem radial inneren Fussteil zur Montage in einer um den Rotor umlaufenden Nut besteht.
Die Vorteile der Erfindung sind unter anderem darin zu sehen, dass mit axialen Füssen versehene Laufschaufeln radial eingesetzt werden können. Dadurch können die Laufschaufeln ohne Rücksicht auf eine axiale Verschiebbarkeit ausgestaltet werden. Das bedeutet, dass bsw. Deckbänder, Plattformen oder Schaufelfüsse beliebige Formen aufweisen können.
Dadurch, dass jede Schaufelreihe einzeln montiert wird, können die Schaufelreihen mit unterschiedlichen Schaufelzahlen pro Reihe und mit unterschiedlichen Axialfüssen ausgeführt werden.
Besonders vorteilhaft ist, wenn zwischen den axialen Nuten im Rotor bereits umlaufende Nuten vorhanden sind, bsw. zur Aufnahme von Wärmestausegmenten im Falle von Gasturbinenrotoren. Diese umlaufenden Nuten können dann zur Montage der Laufschaufeln verwendet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand eines Teiles eines Gasturbinenrotors dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1
einen Teilquerschnitt durch einen Gasturbinenrotor;
Fig. 2
die teilweise Abwicklung einer Laufschaufelreihe des Gasturbinenrotors beim Teilquerschnitt aus Fig.1;
Fig. 3
eine Montagevorrichtung im Querschnitt;
Fig. 4
einen Teillängsschnitt durch den Gasturbinenrotor;
Fig. 5
einen Teillängsschnitt durch den Gasturbinenrotor mit Hilfseinrichtung für die Montagevorrichtung;
Fig. 6
eine weitere Ausführungsvariante der Montagevorrichtung im Längsschnitt;
Fig. 7
die Montagevorrichtung von Fig.6 im Querschnitt.
Es sind nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente gezeigt. Die Pfeile bezeichnen die Einschubrichtung der Schaufeln.
Weg zur Ausführung der Erfindung
Gemäss Fig. 1 sind Laufschaufeln 1, bestehend aus Schaufelfuss 1A und Schaufelblatt 1B, in Axialnuten 11a eines Rotors 10 eingesetzt. Um den Rotor 10 vor heissen Gasen zu schützen ist zwischen dem Schaufelfuss 1A und dem Schaufelblatt 1B eine Plattform 3 angeordnet. An den Berührungsflächen dieser Plattformen erfolgt die Abdichtung über Dichtstreifen 5, welche in Dichtnuten 4 eingesetzt sind.
Nach der in Fig.2 gezeigten Ausformung der Plattformen 3 ist es unmöglich, alle Schaufeln 1 einer Schaufelreihe R axial in die Axialnuten 11a einzuführen. Eine zuletzt eingeführte Laufschaufel 2 müsste deshalb bsw. aus zwei Teilen gefertigt werden.
Fig. 3 zeigt eine Montagevorrichtung 6 aus einem Stück, bestehend aus einem Fussteil 7 und einem Kopfteil 8. Im Kopfteil 8 ist eine entsprechend der Axialnut 11a ausgeformte Axialnut 11b angeordnet. In die Axialnut 11b wird nun ein Schaufelfuss 1A einer Laufschaufel 1 eingeschoben.
Gemäss Fig.4 wird die Montagevorrichtung 6 mitsamt der Schaufel 1 radial in eine umlaufende Nut 12a des Rotors 10 eingesetzt, wozu der Fussteil 7 der Montagevorrichtung entsprechend der umlaufenden Nut 12a ausgeformt ist. Dazu ist in der umlaufenden Nut 12a eine nicht dargestellte Einfüllöffnung vorgesehen, oder der Fussteil 6 wird mit einer Neunziggraddrehung in die umlaufende Nut 12a eingedreht. Die umlaufende Nut 12a dient sonst zur Aufnahme von Wärmestausegmenten 9 und muss daher nicht speziell gefertigt werden. Die Wärmestausegmente 9 schützen den Rotor 10 zwischen den Laufschaufelreihen R. Alle Laufschaufeln 1 einer Schaufelreihe R werden nun nacheinander mit der Montagevorrichtung 6 radial in die umlaufende Nut 12a eingeführt. In die Dichtnuten 4 der Plattformen 3 werden jeweils die Dichtstreifen 5 eingelegt, bevor die Schaufeln 1 mittels der Montagevorrichtung 6 entlang der umlaufenden Nut 12a zusammengeschoben werden. Dadurch dass die Dichtstreifen 5 nicht axial nach der Montage der Schaufeln 1 auf dem Rotor 10 in die Dichtnuten 4 eingeschoben werden müssen, können sie im wesentlichen beliebig ausgeformt sein. Durch Schieben der Montagevorrichtungen 6 in Umfangsrichtung und unter Ausnützung der tangentialen Spiele können auch bei der zuletzt radial eingesetzten Laufschaufel 2 die Dichtstreifen 5 in die Dichtnut eingelegt werden. Danach werden die Montagevorrichtungen in Umfangrichtung so verschoben, dass jeweils die Axialnuten 11b der Montagevorrichtungen genau vor den Axialnuten 11a im Rotor zu liegen kommen. Die gesamte Laufschaufelreihe R wird nun, unter Ausnützung der axialen Verschiebbarkeit aufgrund der Spiele zwischen den Plattformen 3, Stück für Stück in die Axialnuten 11a des Rotors geschoben. Wenn alle Laufschaufeln 1 mit ihren Schaufelfüssen 1A in den Axialnuten 11a des Rotors eingesetzt sind, können die Montagevorrichtungen 6 über die nicht dargestellte Einfüllöffnung der umlaufenden Nut 12a des Rotors entnommen werden. Nun können die Wärmestausegmente 9 in die umlaufende Nut 12a eingesetzt werden.
Ist keine umlaufende Nut 12a im Rotor 10 vorhanden, kann gemäss Fig.5 eine ringförmige Hilfseinrichtung 21 am Rotor montiert werden. Dies geschieht durch eine lösbare Verbindung, vorzugsweise mittels Schrauben 20. Die Hilfseinrichtung 21, bestehend aus einem Ring oder aus mehreren Ringteilen, enthält eine umlaufende Nut 12b, welche entsprechend der umlaufenden Nut 12a im Rotor ausgelegt sein kann. Die Montage der Laufschaufeln 1 mittels der Montagevorrichtung 6 erfolgt dann genau gleich wie oben für die umlaufende Nut 12a beschrieben.
Fig.6 und Fig.7 zeigen eine wirtschaftlich besonders vorteilhafte Ausführung einer Montagevorrichtung 6A, bestehend aus einem Kopfteil 31 und einem Fussteil 30. Sie besteht aus einem Flachmaterial, bsw. aus Blech. Die Teile 30 und 31 können aus dem Flachmaterial ausgeschnitten werden, bsw. durch Ausstanzen oder Laserschneiden. Der Fussteil 30 muss dann nur noch umgeformt werden. Die zwei Teile des Kopfteiles 31 werden über eine Naht 32 mit dem Fussteil 30 verbunden. Die Montagevorrichtung 6A dient hier zur gleichzeitigen und raschen Montage von zwei Laufschaufeln 1 mit schrägen Axialfüssen. Dazu sind in der Montagevorrichtung 6A zwei schräge Axialnuten 33 angeordnet, um zwei Laufschaufelfüsse aufzunehmen.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das gezeigte und beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Montagevorrichtung kann überall bei beliebigen axialen Nuten verwendet werden. Die Zahl der Axialnuten pro Montagevorrichtung ist im wesentlichen beliebig. Sie hängt bsw. ab von der Schaufelgrösse, dem Schaufelgewicht, dem Rotordurchmesser und der Grösse der Einfüllöffnung. Die Ausführung der Montagevorrichtung ist beliebig, bsw. kann der Fussteil auch aus einem Vollmaterial hergestellt werden, der Kopfteil wie in Fig.6 und 7 aus einem Flachmaterial, oder umgekehrt.
Bezugszeichenliste
1
Laufschaufel
1A
Schaufelfuss
1B
Schaufelblatt
2
zuletzt eingesetzte Laufschaufel
3
Plattform
4
Dichtnut
5
Dichtstreifen
6
Montagevorrichtung
6A
Montagevorrichtung mit zwei axialen Nuten
7
Fussteil
8
Kopfteil
9
Wärmestausegment
10
Rotor
11a
Axialnut im Rotor
11b
Axialnut in Montagevorrichtung
12a
umlaufende Nut im Rotor
12b
umlaufende Nut in Hilfseinrichtung
20
Schraube
21
Hilfseinrichtung
30
Fussteil
31
Kopfteil
32
Naht
33
schräge Axialnut
R
Laufschaufelreihe

Claims (5)

  1. Vorrichtung zur Montage (6) von Laufschaufeln (1) mit im wesentlichen axialen Füssen (1A) in die entsprechenden axialen Nuten (11a) eines Rotors (10) einer Strömungsmaschine,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Montagevorrichtung (6) aus einem radial äusseren Kopfteil (8) mit mindestens einer, im wesentlichen dem axialen Fuss der Laufschaufel (1A) entsprechenden, axialen Nut (11b) und einem radial inneren Fussteil (7) zur Montage in einer um den Rotor (10) umlaufenden Nut (12a, 12b) besteht.
  2. Vorrichtung zur Montage von Laufschaufeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Montagevorrichtung (6) im wesentlichen aus einem oder mehreren, miteinander verbundenen Teilen (30, 31) besteht.
  3. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung zur Montage von Lauf schaufeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Lauf schaufeln (1) in die Montagevorrichtung (6) eingesetzt werden,
    dass nacheinander die Laufschaufeln (1) einer Laufschaufelreihe (R) mittels der Montagevorrichtungen (6) radial in eine umlaufende Nut (12a, 12b) eingesetzt werden,
    dass alle Laufschaufeln (1) miteinander von der Montagevorrichtung (6) in die axialen Nuten (11a) des Rotors eingeschoben werden,
    und dass die Montagevorrichtungen (6) aus der umlaufenden Nut (12a, 12b) entnommen werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Montagevorrichtungen (6) in eine am Rotor (10) vorhandene umlaufende Nut (12a) eingesetzt werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass am Rotor (10) eine Hilfseinrichtung (21) mit einer umlaufenden Nut (12b) montiert wird, und dass nach erfolgter Montage der Laufschaufeln (1) die Hilfseinrichtung (21) wieder entfernt wird.
EP96810313A 1995-06-02 1996-05-17 Vorrichtung und Verfahren zur Montage von Laufschaufeln Expired - Lifetime EP0745756B1 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publication Number Publication Date
EP0745756A1 EP0745756A1 (de) 1996-12-04
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