ES2860984T3

ES2860984T3 - Dispositivo y método para volver a contornear una pala de turbina de gas

Info

Publication number: ES2860984T3
Application number: ES16710415T
Authority: ES
Inventors: Jan Peters; Thomas Gartner; Joachim Schön; Stefan Kuntzagk
Original assignee: Lufthansa Technik AG
Current assignee: Lufthansa Technik AG
Priority date: 2016-03-11
Filing date: 2016-03-11
Publication date: 2021-10-05
Anticipated expiration: 2036-03-11
Also published as: CN108778613B; EP3426432A1; WO2017152995A1; EP3426432B1; US11141800B2; CA3015255A1; CN108778613A; US20190070676A1

Abstract

Método para remodelar una pala de turbina de gas (2), en donde un dispositivo (1) para la corrección de los contornos de una pala de turbina de gas (2), que comprende - un dispositivo de sujeción (3) con al menos una herramienta de corte (4), y - un dispositivo de guía (5) para guiar la herramienta de corte (4) a lo largo de un borde principal (6) de la pala de turbina de gas (2), se utiliza para la corrección de contornos, en donde - la herramienta de corte (4) elimina material de la pala de turbina de gas (2) mediante un movimiento de rotación alrededor de un eje de rotación (7), en donde - el eje de rotación (7) forma un ángulo (α, β) junto con una cuerda (8) de la pala de la turbina de gas (2) en un plano de sección de perfil, que se extiende perpendicularmente a una extensión radial de la pala de la turbina de gas (2), en donde la cuerda (8) es la línea de conexión directa entre el borde principal (6) y un borde de salida dela pala de turbina degas (2) en el plano de la sección del perfil, en donde - el ángulo (α, β) es menor de 45°, y - la herramienta de corte (4) está formada por una fresa radial (9), una muela abrasiva radial, una fresa de contorno o una muela de contorno.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y método para volver a contornear una pala de turbina de gas

[0001] La invención se refiere a un método de volver a contornearun pala de turbina de gas.

[0002] Loscomponentes de las turbinas de gas, en particular los motores de aviones, están sometidos en funcionamiento a partículas erosivas, tales como arena o polvo, provocadas por el desgaste. En la parte frontal de la turbina de gas, en el área del compresor, la erosión generalmente conduce a un aplanamiento de los bordes de entrada de flujo (bordes de ataque) o al endurecimiento de las palas del compresor. La primera etapa del compresor (Etapa 1 HPC Blade) se ve particularmente afectada por esta tensión erosiva, pero también todos los demás sistemas de monitoreo y control del compresor. En su forma sin usar, las palas del compresor tienen un perfil aerodinámicamente optimizado, que se modifica de manera desventajosa con el desgaste. Como consecuencia de tal deterioro en el perfil aerodinámico, la turbina de gas pierde su eficiencia, es decir, aumenta el consumo de combustible específico de empuje (consumo específico de combustible, SFC). Por tanto, desde un punto de vista económico, conviene esforzarse por contrarrestar el desgaste de las palas del compresor, en particular un deterioro de las geometrías de las palas optimizadas aerodinámicamente. Para ello, se han establecido métodos de reparación que tienen como objetivo restaurar las palas del compresor dañadas con las geometrías aerodinámicamente óptimas posibles.

[0003] El documento DE 102010036 042 B3 describe un método para remodelar un compresor o una pala de turbina para una turbina de gas. En este método, un área parcial del compresor o la pala de la turbina se funde específicamente mediante un rayo de energía, que se forma, por ejemplo, mediante un rayo láser, de modo que el material se solidifica a un nuevo contorno predeterminado sin la adición de materialesadicionales.

[0004] El documento DE 102011 102543 A1, que representa la técnica anterior más próxima, se refiere a un aparato con el que se puede realizar la corrección del contornode la pala de turbina de gas incluso en el estado instalado. Para ello, se utiliza una herramienta de corte que se mueve mediante un dispositivo de guía a lo largo de un borde principal de la pala de la turbina de gas que se va a reconfigurar. Además, la profundidad de acoplamiento y, por tanto, la cantidad de material eliminado se determina mediante el dispositivo de guía. Además, el dispositivo comprende una cámara mediante la cual se puede controlar el remodelado de la pala de la turbina de gas. En la solución aquí propuesta, el material se retira mediante un movimiento de rotación de una herramienta de corte alrededor de un eje de rotación, estando el eje de rotación orientado esencialmente perpendicular a la extensión axial de una cuerda perfilada de la pala de la turbina de gas y en la dirección circunferencial de la turbina de gas. Una alineación de este tipo del eje de rotación de la herramienta de corte también se describe en la patente EE. UU. n° 6.302.625 B1.

[0005] Además, el documento DE 691 24 224 T2 describe una herramienta de mecanizado que se utiliza para mecanizar una pala de turbina de gas en el estado instalado. Una herramienta de corte giratoria se puede mover en una dirección lineal a través del dispositivo en una dirección espacial perpendicular al eje de rotación de la herramienta de corte. De esta manera, las depresiones en el borde principal se pueden eliminar eliminando material. Sin embargo, la desventaja de esta solución es que es necesario un movimiento giratorio de toda la herramienta de mecanizado para remodelar en el área de transición al lado de presión y al lado de aspiración.

[0006] Del documento DE 102011 089 701 A1 se conoce un dispositivo adicional para recontornear turbinas de gas. Aquí se describe un sistema de cojinetes con el que la herramienta de corte se puede mover a lo largo de una superficie de la pala de la turbina de gas. Se propone que al menos un soporte descanse sobre un borde lateral y al menos otro cojinete lateral descanse sobre el lado de presión y/o aspiración de la pala de turbina de gas.

[0007] Por el documentoEP 2530242 A2 se describe un dispositivo para recontornear una pala de turbina de gas, siendo utilizado como herramienta un cepillo para hacer girar un eje.

[0008] El objeto de la invención es proporcionar métodos por los cuales se puede mejorar la corrección de contornos de las turbinas de gas en el estado montado.

[0009] El objeto se resuelve mediante las características de las reivindicaciones independientes.

[0010] De acuerdo con la idea básica de la invención, se propone un procedimiento de corrección de contornosde pala de turbina de gas, en donde un dispositivo que comprende un dispositivo de sujeción con al menos una herramienta de corte, y un dispositivo de guía para guiar la herramienta de corte a lo largo de unborde principal de la pala de la turbina de gas para recontornear, en donde la herramienta de corte elimina material de la pala de la turbina de gas mediante un movimiento de rotación alrededor de un eje de rotación, el eje de rotación encierra un ángulo con una cuerda perfilada de la pala de la turbina de gas en una sección de perfil plano que discurre perpendicular a una extensión radial de la pala de la turbina de gas, siendo el ángulo inferior a 45°, y la herramienta de corte está formada por una fresa de radio, un cuerpo de rectificado de radio, una fresa de contorno o un cuerpo de rectificado de contorno.

[0011] Por cuerda perfiladase entiende la línea de conexión directa entre un borde frontal, es decir, el borde principal y un borde posterior de la pala de turbina de gas en un plano perpendicular a una extensión radial de la pala de turbina de gas, es decir en el plano de corte deperfil.

[0012] La alineación según la invención del eje de rotación con la cuerda perfiladaposibilita unposicionamiento particularmente ventajoso de la herramienta de corte en relación con la pala de turbina de gas a mecanizar. Además dela corrección de contornos del borde principal, esta alineación también permite un mecanizado simple del lado de presión y/o el lado de aspiración de la pala de la turbina de gas. Toda la zona frontal parcial del lado de presión y/o aspiración que linda con el borde principal se procesa preferiblemente con la herramienta de corte, no siendo la longitud de la cuerda perfilada preferiblemente acortada por el procesamiento. La zona frontal de la pala de la turbina de gas dirigida hacia el flujo másico de aire puede adoptar una nueva geometría diana mediante el uso del dispositivo según la invención. De esta manera, se pueden reducir las pérdidas de flujo causadas por la tensión erosiva y, por lo tanto, se puede reducir el consumo de combustible específico del empuje.

[0013] Mediante unángulo entre el eje de rotación y la cuerda del perfil en el plano de corte de menos de 45° se consigue, en particular, que el dispositivo se pueda apoyar durante la corrección de contornosen el lado de presión y/o de aspiración. Además, existe la ventaja de que el dispositivo se puede mover entre las palas de la turbina de gas en la dirección radial en el estado instalado a lo largo de todo el borde principal. El ángulo también puede ser preferiblemente menor de 30°, más preferiblemente menor o igual a 25°.

[0014] Se propone además que el eje de rotación sea alineado ortogonalmente al borde principal. Una alineación ortogonal en el sentido de la invención también debe entenderse aquí como ángulos entre el eje de rotación y el borde principal, que se encuentran preferiblemente entre 85° y 95°. La alineación ortogonal del eje de rotación con respecto al borde principal permite la mayor área de contacto posible entre la herramienta de corte y la pala de la turbina de gas, lo que da como resultado un patrón de rectificado homogéneo. Además, la alineación ortogonal evita que la herramienta de corte se incline en relación con la pala de la turbina de gas, de modo que aumenta la fiabilidad general del proceso.

[0015] Preferiblemente, el ángulo entre el eje de rotación de la herramienta de corte y la cuerda de la pala de turbina de gas es menor que 20°, más preferiblemente menor que 15°. Más preferiblemente, el eje de rotación está orientado esencialmente paralelo a la cuerda del perfil. Una alineación sustancialmente paralela debe entenderse preferiblemente como un ángulo entre el eje de rotación y la cuerda del perfil de menos de 10°, más preferiblemente menos de 5° y particularmente preferiblemente menos de 2°. También es ventajoso que una desviación de la alineación paralela en la dirección radial sea menor que el componente circunferencial de la desviación. El pequeño ángulo entre el eje de rotación de la herramienta de corte y la cuerda perfilada de la pala de la turbina de gas da como resultado la ventaja de que el dispositivo se puede utilizar de una manera aún más ahorradora de espacio y, por lo tanto, las palas de la turbina de gas también se pueden mecanizar con un espaciado cercano entre sí.

[0016] Al cambiarsela cuerda perfiladaen función de la distancia radial, la cuerda perfilada se define siempre por el plano de corte en el que se encuentra el dispositivo. Por tanto, el dispositivo está configurado para permitir la alineación del eje de rotación con la cuerda según la invención en toda la extensión radial de la pala de la turbina de gas.

[0017] Según la invención, la herramienta de corte está formada por un radio o una fresa de radios de molienda. Esto da como resultado la ventaja de que la pala de la turbina de gas se puede llevar a la geometría deseada mediante mecanizado sin un control de movimiento complejo. Para ello, la fresa de radio o el cuerpo de trituración se coloca preferentemente en la pala de la turbina de gas a mecanizar; para recontornear la pala de turbina de gas en toda su extensión radial, la fresa de radio o el cuerpo de molienda solo tiene que moverse radialmente hacia adentro o hacia afuera en un movimiento esencialmente lineal. Dependiendo de la superficie a recontornear, se pueden utilizar fresas de radio y/o medios de rectificado con diferentes radios, por lo que las fresas de radio estándar uniforme y/o medios de rectificado de radio estándar también se pueden utilizar para motores de una serie, que en una serie están especialmente diseñados para quesean prefabricados los motores de la serie. La fresa de radio de la molienda o de cuerpo de molienda está dispuesta preferiblemente enfrente de la pala de turbina de gas de tal manera que se apoya tangencialmente en el borde principal durante el proceso de mecanizado.

[0018] En algunas formas de realización, la fresa de radio también puede estar formada por un cuerpo de molienda de radio. Esto tiene la ventaja de que la rugosidad de la superficie se puede reducir en las superficies mecanizadas en comparación con el mecanizado con la fresa de radio.

[0019] En formas derealización alternativas, la herramienta de corte se forma ventajosamente por una fresa de contorno o un cuerpo de tallado de contorno. Se pueden crear todas las geometrías deseadas como resultado del mecanizado, de modo que también se pueden mecanizar palas de turbinas de gas con geometrías complejas. También son concebibles combinaciones de fresas de radio/medios de talladode radio con fresas de contorno/medios de tallado de contorno.

[0020] Preferiblemente, la herramienta de corte esdimensionalmente estable durante el mecanizado, es decir, tieneventajosamente una forma predefinida y constante en el procesamiento. Se propone además que la geometría de la herramienta de corte corresponda en forma a una geometría diana de la pala de turbina de gas, en particular un lado de presión o un lado de aspiración de la pala de turbina de gas en la zona del borde principal. Esto hace posible que la herramienta de corte para el mecanizado del lado de presión y succión durante el proceso de mecanizado solo debe posicionarse una vez en relación con la pala de turbina de gas que se ha de procesar. Por tanto, se puede prescindir de un dispositivo de control complejo para guiar el movimiento de la herramienta de corte a lo largo de una geometría diana de la pala de turbina de gas. Debido a las características mencionadas anteriormente, la herramienta de corte según la invención se puede distinguir de aquellas herramientas que cambian al menos parcialmente su forma durante y como resultado del mecanizado, tales como cepillos.

[0021] Preferiblemente, laherramienta de corte se extiende en la dirección axial al menos sobre una longitud correspondiente a la mitad de un espesor máximo del perfil de la pala de turbina de gas. Como resultado de esta extensión axial, se puede mecanizar un área parcial frontal de la pala de la turbina de gas en un solo paso de mecanizado. En las palas de turbinas de gas convencionales, el grosor del perfil aumenta rápidamente a partir del borde principal en el área frontal, de modo que el flujo másico de aire entrante golpea directamente esta área parcial frontal cerca del borde principal. Por tanto, el rendimiento de la pala de turbina de gas depende especialmente de la geometría en esta zona parcial de la pala de turbina de gas. Como resultado de la extensión axial de la fresa radial sobre al menos la mitad del espesor del perfil, se puede lograr que la subzona frontal tenga una geometría favorable al flujo después de la corrección de contornos.

[0022] Además, el dispositivo de guía está formado preferentemente por al menos un elemento separador que se apoya por una fuerza de presión en el borde delantero, en donde, ventajosamentepor al menos un elemento separador, la distancia entre el borde principal y la herramienta de corte es ajustable. Además de un primer elemento espaciador, se proporciona preferiblemente un segundo elemento espaciador para alinear claramente una guía de la herramienta de corte con el borde principal de la pala de la turbina de gas. La herramienta de corte está dispuesta preferiblemente entre los elementos espaciadores primero y segundo. Los elementos espaciadores se colocan de tal manera que el material preferiblemente solo se retira de las superficies convexas o cóncavas del lado de presión o de aspiración. El material no se retira directamente en el borde principal de la pala de la turbina de gas, por lo que la longitud de la cuerda del perfil permanece constante durante el proceso de mecanizado. Esto da como resultado la ventaja de que se puede aumentar el número de operaciones de mecanizado antes de que se tenga que cambiar o reparar la pala de la turbina de gas.

[0023] Preferiblemente se proporcionaal menos un primer soporte para la alineación de la herramienta de corte con respecto a un lado de presión o de aspiración de la pala de turbina de gas. A través del soporte puede tener lugar una separación adecuada de la herramienta de corte del lado de presión o de aspiración de la pala de la turbina de gas. Preferiblemente, el primer soporte está dispuesto frente a la herramienta de corte de tal manera que el primer soporte descanse a menos de 20 mm del borde principal en el lado de presión o succión de la pala de la turbina de gas durante el proceso de mecanizado, preferiblemente menos de 15 mm y particularmente preferiblemente menos de 10 mm.

[0024] Sepropone además que además del primer soporte, se proporcione un segundo soporte, en donde el segundo cojinete esté dispuesto axialmente detrás o axialmente espaciado del primer soporte. Esto tiene como resultado la ventaja de que el ángulo entre la cuerda perfilada y el eje de giro se puede ajustar mediante los dos soportes dispuestos axialmente uno detrás del otro. El ángulo se puede ajustar colocando los soportes a una distancia idéntica del eje de rotación y apoyados contra el contorno curvo de la pala de la turbina de gas, de modo que la distancia entre el punto de contacto de la superficie y la cuerda del perfil se cambie moviendo los soportes. Alternativamente, las distancias entre los soportes y el eje de rotación también pueden ser diferentes, de modo que el ángulo entre el eje de rotación y la cuerda del perfil se puede ajustar cambiando la distancia entre los soportes. Junto con los elementos espaciadores, la herramienta de corte se puede disponer en una posición adecuada con respecto a la pala de la turbina de gas y se puede mover en la dirección radial a lo largo de la pala de la turbina de gas. Por tanto, se puede prescindir de dispositivos de soporte adicionales, por ejemplo en relación con la carcasa del motor. En esta forma de realización, el segundo soporte se dispone preferiblemente frente a la herramienta de corte de tal manera que el segundo soporte descanse a menos de 20 mm del borde principal en el lado de presión o succión de la pala de la turbina de gas durante el proceso de mecanizado, preferiblemente menos de 15 mm y con especial preferencia menos de 10 mm. Lossoportes primero y segundo descansan preferiblemente sobre el lado de presión o succión de la pala de la turbina de gas a una distancia de menos de 1/3 de la longitud de la cuerda del perfil desde el borde principal.

[0025] También se propone que al menos uno de los soportes esté adaptado para permitir un movimiento eficiente del soporte opuesto al lado de presión o lado de aspiración. Para ello, el soporte puede estar hecho de un material que reduzca la fuerza de fricción, por ejemplo, de teflón. Alternativamente, también es concebible un soporte esférico, como resultado de lo cual se hace posible un movimiento de bajo rozamiento del soporte con respecto al lado de presión o aspiración de la pala de turbina de gas tanto en la dirección radial como en la axial.

[0026] Preferiblemente, se proporciona un elementolimitador para limitar el movimiento de la herramienta de corte a lo largo del borde principal. Preferiblemente, el elemento de delimitación está dispuesto de tal manera que el movimiento de la herramienta de corte se limite radialmente hacia fuera. Alternativa o adicionalmente, se puede disponer un elemento delimitador que delimite el movimiento de la herramienta de corte radialmente hacia adentro.Mediante la limitacióndel movimiento se puede evitar que la herramienta de corte entre encontacto con componentes adyacentes de la turbina de gas, por ejemplo, el interior de la carcasa de la turbina de gas y que resulten dañados.

[0027] Preferiblemente, la conexión entre el dispositivo de sujeción y la herramienta de corte se puede liberar con medios sencillos de modo que, o bien un corte de herramienta para el lado de presión y/o en el lado de aspiración puede estar fijado al dispositivo de sujeción. En el contexto de esta solicitud, liberable con medios simples significa que la herramienta de corte está conectada de forma segura al dispositivo de sujeción durante el funcionamiento, pero puede liberarse con la mano o con la ayuda de herramientas mediante la fuerza de los músculos. Por tanto, se puede utilizar un solo dispositivo para mecanizar varios contornos de las turbinas de gas.

[0028] Además, preferiblemente, el dispositivo de sujeción tiene una primera herramienta de corte para el mecanizado del lado de presión, y una segunda herramienta de corte para el mecanizado del lado de aspiración. Por tanto, en una etapa de mecanizado es posible mecanizar tanto el lado de presión como el lado de aspiración de la pala de turbina de gas simultáneamente, o dependiendo de la disposición de las herramientas de corte entre sí, en un intervalo de tiempo predeterminado. Tal disposición puede reducir tanto el tiempo de preparación como el tiempo de procesamiento, lo que da como resultado un proceso de corrección de contornos más eficiente y rentable.

[0029] Preferiblemente, se traslada el dispositivo a través de la abertura formada por la expansión de una válvula de purga variablede avance axial a un primer escalón del compresor de alta presión. A través de la abertura, el dispositivo se puede colocar en una de las turbinas de gas del primerescalón del compresor de alta presión sin mucho trabajo. Las denominadas paletas de guía de entrada (IGV) están preferiblemente alineadas axialmente.

[0030] La invención se describirá a continuación por medio de formas de realización preferidas con referencia a las figuras adjuntas. Se muestra:

^{Fig. 1}una vista en sección de una pala de turbina de gas con un cortador de radio en un lado de succión de la pala de turbina de gas;

Fig. 2 una vista en sección de una pala de turbina de gas con un cortador de radio en un lado de presión de la pala de la turbina de gas;

Fig. 3 una vista esquemática en sección de un almacenamiento del cortador de radio en una pala de turbina de gas; y

Fig. 4 una vista esquemática en sección de un dispositivo durante el proceso de mecanizado según la

[0031] LaFig. 1 y la Fig.2 muestran una pala de turbina de gas 2 de la técnica anterior con un lado de presión 10 y un lado de aspiración 11, que por ejemplo está instalado en un compresor o turbina de una turbina de gas, en donde se puede tratar de una pala de guía o de rotor. Un dispositivo 1 y el método de acuerdo con la invención se pueden usar de manera particularmente fácil en el primer escalón del compresor de alta presión en el estado instalado debido a la fácil accesibilidad; la pala de turbina de gas 2 mostrada en las Figs. 1 a 4 es por tanto preferiblemente la del primer escalón del compresor de alta presión.

[0032] Enprincipio, sin embargo, existe la posibilidad de utilizarel dispositivo 1 y el método con otras palas de turbina de gas 2 tanto en el estado instalado como en el estado retirado; el dispositivo 1 se puede utilizar tanto para el mecanizado del estator como de las palas del rotor.

[0033] En las Figs. 1 a 3 se muestra un plano de sección del perfil de la pala de la turbina de gas que discurre perpendicular a una extensión radial de la pala de la turbina de gas. También se puede ver una cuerda perfilada 8, que está formada por una línea de conexión directa entre un borde delantero y trasero 19 de la pala de turbina de gas 2 en el plano de sección del perfil. El borde delantero está formado aquí por el borde delantero 6. También se muestra un espesor máximo del perfil 13 de la pala de turbina de gas 2.

[0034] Acontinuación, se utilizan las direcciones de la dirección radial (radial), la dirección axial (axial) y la dirección circunferencial. Estos detalles se refieren a un objeto de rotación 22 de la turbina de gas, que se muestra en la Fig. 4, a menos que se proporcione una referencia diferente.

[0035] La Fig. 4 muestra una vista esquemática en sección del dispositivo 1 para recontornear la pala de turbina de gas 2, que comprende un dispositivo de retención 3, una herramienta de corte 4, dos medios de guía 5 y un miembro de limitación 16. Cabe señalar expresamente que la Fig. 4 debe entenderse como un dibujo esquemático y no se dan proporciones reales. El dispositivo de sujeción 3 tiene la función de montar la herramienta de corte 4 frente a la pala de turbina de gas 2 a mecanizar.

[0036] La herramienta de mecanizado 4 está soportada de forma giratoria en el dispositivo de sujeción 3 a través de una conexión liberable 17 con medios sencillos, de modo que la herramienta de corte 4 puede girar alrededor de un eje de rotación 7. Por tanto, la herramienta de corte 4 puede cambiarse dependiendo de la geometría de la pala de turbina de gas 2 a mecanizar. Esto hace posible, por ejemplo, mecanizar primero el lado de presión 10 con una primera herramienta de corte 4 y luego el lado de aspiración 11 con una segunda herramienta de corte 4. Preferiblemente, se encuentra en la herramienta de corte 4 mediante una fresa de radio 9 o un cuerpo de rectificado de radio. La herramienta de corte 4 se acciona preferiblemente eléctricamente; alternativamente, es posible un accionamiento hidráulico o neumático. La velocidad depende del tipo de herramienta de corte 4 y de su diámetro. Preferiblemente, se utilizan fresas de varios filos o cuerpos de rectificado como herramientas de corte4.

[0037] Se proporciona preferiblemente un dispositivo de aspiraciónen el dispositivo 1, con el que pueden ser aspiradas las eventuales virutas producidas durante el proceso de mecanizado de la invención. Además, se proporciona preferiblemente un dispositivo de boroscopio que se utiliza para controlar y supervisar el proceso de mecanizado.

[0038] Para que el recontorneadode la pala de turbina de gas 2 también puede tener lugar cuando se instala, se debe asegurar un posicionamiento fiable de la herramienta de corte 4 con respecto a las palas de turbina de gas 2 a procesar. Esto es necesario para que la geometría diana de la pala de turbina de gas 2 pueda lograrse de la mejor manera posible mediante el proceso de recontorneado y así se puedan evitar daños en los componentes adyacentes de la turbina de gas. Para ilustrar el posicionamiento del dispositivo 1 con respecto a la pala de la turbina de gas 2, en la Fig. 4 se muestra una carcasa 20 de la turbina de gas. En el lado radialmente interior, la pala de turbina de gas 2 está conectada a un elemento de fijación 21 mediante un pie; la pala de turbina de gas 2 gira durante el funcionamiento alrededor del eje de rotación 22. La Fig. 4 también muestra que el dispositivo 1 descansa sobre el borde principal 6 a través de dos dispositivos de guía 5. El dispositivo de guía 5 está formado preferiblemente por un primer y un segundo elemento espaciador 14 y 15 y se usa para colocar la herramienta de corte 4 a una distancia predeterminada de la pala de turbina de gas 2. Preferiblemente, el primer y segundo elemento separador 14 y 15 están formados cada uno por un rodillo que está montado de forma giratoria con respecto al dispositivo de sujeción 3. El segundo elemento espaciador 15 tiene preferiblemente el mismo tamaño que el primer elemento espaciador 14, es decir, los rodillos tienen radios idénticos. La herramienta de corte 4 está dispuesta preferiblemente con respecto a los elementos distanciadores 14 y 15 de tal manera que la operación de corte no puede acortar la longitud de la cuerda perfilada 8.

[0039] Enuna realización alternativa, también es posible que el dispositivo de guía 5 no descanse directamente sobre el borde delantero 6, sino, por ejemplo, en una zona adyacente.

[0040] Es ventajoso que la herramienta de corte 4 con respecto al lado de presión o lado de aspiración 10 u 11 esté soportada por un primer cojinete 27. Preferiblemente, se proporciona un segundo cojinete 23 al lado del primer cojinete 27 con el que se pueden establecer los ángulos a y p, cuando la herramienta de corte 4 procesa el lado de presión 10 y el lado de succión 11, véase la Fig. 1 y Fig. 2. Los ángulos a y p resultan de la intersección del eje de rotación 7 con la cuerda perfilada 8 en el plano de la sección del perfil. Para asegurar un compromiso adecuado entre un ajuste fiable de los ángulos a y p y un diseño compacto del dispositivo 1, la distancia en la dirección del eje de rotación 7 entre el primer y segundo soportes 27 y 23 es preferiblemente menor que 1/2 de la longitud de la cuerda perfilada 8, más preferiblemente menos de 1/3 de la longitud de la cuerda perfilada 8 y en particular preferiblemente menos de 1/5 de la longitud de la cuerda perfilada 8. El ajuste de los ángulos a y p se realiza preferentemente por el tamaño de los soportes 27 y 23, por los dos puntos, se determina la distancia entre el eje de rotación 7 y la superficie del lado de presión 10 y lado de aspiración 11. Por el tamaño del soporte 27 o 23, se entiende la distancia establecida por el soporte 27 o 23 entre el eje de rotación 7 y el respectivo punto de apoyo en el lado de presión o en el lado de aspiración 10 u 11. Dependiendo del uso del dispositivo 1 en el lado de presión o en el lado de aspiración 10 u 11, puede variar el tamaño de los soportes 27 y 23. El tamaño del primer soporte 27 preferiblemente difiere del tamaño del segundo soporte 23. Alternativamente, también existe la posibilidad de utilizar soportes 23 y 27 de idéntico tamaño, el cambio en los ángulos a y p también se puede lograr cambiando la distancia entre los soportes 27 y 23 cuando los soportes 27 y 23 se posicionan en una superficie curvada delas palas de turbina de gas 2.

[0041] Además, la Fig. 3 muestra que una corrección de contornos siempre está asociada con el dispositivo 1 con la eliminación de material, en donde la longitud la cuerda perfilada 8 permanece constante. El mecanizado según la invención solo reduce el espesor del perfil. Por lo tanto, una geometría deseada de la pala de turbina de gas 2 a la que se aspira después del proceso de recontorneado es siempre diferente de la geometría original de la pala de turbina de gas 2; sin embargo, está dentro del rango de tolerancia especificado por el fabricante. En la realización mostrada en la Fig. 3, además del primer soporte 27, también se puede proporcionar el segundo soporte 23.

[0042] Un elemento de presión 24, que está formado, por ejemplo, por un elemento de resorte, puede asegurar que el dispositivo 1 y por lo tanto también la herramienta de corte 4 se apoye de manera confiable contra la pala de turbina de gas 2 en la dirección axial en la zona del borde principal6. El elemento de presión 24 está preferiblemente conectado al dispositivo de sujeción 3. Para que el dispositivo de presión 24 pueda aplicar una fuerza axial con respecto a la pala de la turbina de gas 2, esta última se une a un componente de la turbina de gas que se fija en la dirección axial, por ejemplo, a una parte de la carcasa 20. Preferiblemente, el dispositivo 1 se presiona o se guía a mano. Alternativamente, el dispositivo 1 puede apoyarse a través del borde trasero 19 (borde trasero).

[0043] A fin de que las palas de turbina de gas 2 pueden ser recontorneadas en toda su extensión radial, el dispositivo 1 tiene que ser móvil a lo largo del borde principal 6. Como ya se explicó anteriormente, los elementos espaciadores 14 y 15 se forman preferiblemente por laminación. Estos están preferiblemente alineados de tal manera que se hace posible un movimiento de rodadura en la dirección radial. Además, el elemento limitador 16 está dispuesto en el dispositivo de sujeción 3 de tal manera que el movimiento del dispositivo 1 radialmente hacia fuera puede estar limitado por el elemento limitador 16. Esto asegura que la herramienta de corte 4 no dañe ningún componente adyacente de la turbina de gas. El elemento delimitador 16 está diseñado preferiblemente para ser elástico, de modo que también se reduce el riesgo de daño por el elemento delimitador 16. En una realización alternativa de la invención, también se puede proporcionar un segundo elemento distanciador, mediante el cual el movimiento del dispositivo 1 se limita radialmente hacia adentro.

[0044] LaFig. 1 y la Fig. 2 muestran una representación esquemática de una vista detallada de la herramienta de corte 4, que aquí está formada por una fresa de radio 9. La fresa de radio 9 se monta preferiblemente sobre cojinetes de bolas de modo que pueda girar alrededor del eje de rotación 7 con poca pérdida. Alternativamente, también es concebible el uso de una fresa de radio doble o una herramienta de rectificado de radio.

[0045] Preferiblemente, el radio y el contorno de los radios de la fresa 9 tiene la forma correspondiente a la geometría deseada del lado de presión o de aspiración 10 o 11 en la región del borde principal 6. Durante el recontorneado,la fresa de radio 9 se ubica en la región del borde principal 6 de la pala de turbina de gas 2. Dependiendo de la superficie a mecanizar, la fresa de radio 9 está dispuesta para ello en el lado de presión 10 (ver Fig. 1) o en el lado de aspiración 11 (ver Fig. 2). Dado que se desvíanlas geometrías delladode presión o de aspiración 10 u 11 entre sí, se deben utilizar fresas de diferentes radios.

[0046] Independientemente del lado a ser procesado el ángulo a o p es menor que 45°, más preferiblemente menor que 30°, con especial preferencia menor que 15°. El eje de rotación 7 está preferiblemente alineado ortogonalmente al borde principal 6, ver Fig. 4. Una alineación ortogonal entre el eje de rotación 7 y el borde principal 6 debe entenderse preferiblemente en el contexto de esta solicitud como un ángulo entre 85° y 95°.

[0047] Preferiblemente, el eje de rotación 7 de las fresas de radios 9 es esencialmente paralelo a la cuerda perfilada 8, véase la Fig. 1 y Fig. 2. Por alineación sustancialmente paralela entre el eje de rotación 7 y la cuerda perfilada8 se entiende en el contexto de esta solicitud una desviación del eje de rotación 7 de la cuerda perfilada 8 de menos de 10°, más preferiblemente menos de 5°, y en particular preferiblemente menos de 2°. La desviación del eje de rotación 7 de la cuerda perfilada 8 puede diferir en más de los valores mencionados anteriormente, independientemente de la dirección, es decir, ni en la dirección radial ni en la circunferencial.

[0048] Debido a la distorsión de las palas de la turbina de gas 2, puede variar el ángulo a o p, dependiendo del posicionamiento radial del dispositivo 1 en las palas de la turbina de gas 2.

[0049] En la Fig. 3, un miembro de soporte 26 está esquemáticamente mostrado, que tiene un elemento de presión 25 con el dispositivo de sujeción 3 yestá conectada la herramienta de corte 4. El elemento de presión 25 está formado preferiblemente por un elemento de resorte y se usa para presionar la herramienta de corte 4 contra el lado de presión o aspiración 10 u 11. El elemento de soporte 26 está formado preferiblemente por un sistema de rodillos, más preferiblemente por un rodillo, de modo que se hace posible rodar en la dirección radial. El elemento de soporte 26 se apoya preferiblemente en el lado de presión o de aspiración 10 u 11, que está enfrente de la fresa de radio 9. Esto asegura que el primer soporte 27 y, alternativamente, el segundo soporte 23 también descansen de forma fiable en el lado opuesto de presión o de aspiración 10 u 11 durante todo el proceso de mecanizado.

[0050] En una forma de realización alternativa, se proporciona una primera fresade radio 9 para procesar el lado de presión 10 y una segunda fresa de radio 9 para procesar el lado de aspiración 11. De esta manera, tanto el lado de presión 10 como el lado de aspiración 11 se pueden recontornear en un paso de procesamiento. En este caso, el elemento de soporte 26 está formado preferiblemente por una de las fresas de radio 9, más preferiblemente por un primer y/o segundo soporte 27 y/o 23, que está asignado a esta fresa de radio 9.

[0051] Preferiblemente, el dispositivo 1 se aplica en una pala de turbina de gas, la cualtodavía está instalada en la turbina de gas. Se accede a la pala de la turbina de gas a través de una abertura que se crea al retirar una válvula de purga variable (VBV). Preferiblemente, las paletas de guía de entrada variable (IGV) están alineadas axialmente. El dispositivo 1 y por tanto la herramienta de corte 4 se mueven preferiblemente axialmente desde el frente hacia la pala de la turbina de gas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para remodelar una pala de turbina de gas (2), en donde un dispositivo (1) para la corrección de los contornos de una pala de turbina de gas (2), que comprende

- un dispositivo de sujeción (3) con al menos una herramienta de corte (4), y

- un dispositivo de guía (5) para guiar la herramienta de corte (4) a lo largo de un borde principal (6) de la pala de turbina de gas (2),

se utiliza para la corrección de contornos, en donde

- la herramienta de corte (4) elimina material de la pala de turbina de gas (2) mediante un movimiento de rotación alrededor de un eje de rotación (7), en donde

- el eje de rotación (7) forma un ángulo (a, p) junto con una cuerda (8) de la pala de la turbina de gas (2) en un plano de sección de perfil, que se extiende perpendicularmente a una extensión radial de la pala de la turbina de gas (2), en donde la cuerda (8) es la línea de conexión directa entre el borde principal (6) y un borde de salida dela pala de turbina degas (2) en el plano de la sección del perfil, en donde

- el ángulo (a, p) es menor de 45°, y

- la herramienta de corte (4) está formada por una fresa radial (9), una muela abrasiva radial, una fresa de contorno o una muela de contorno.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque

- la herramienta de corte (4) es dimensionalmente estable durante el mecanizado.

3. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- el eje de rotación (7) está orientado ortogonalmente al borde principal (6).

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- el ángulo (a, p) es menor o igual a 25°.

5. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- la geometría de la herramienta de corte (4) corresponde en forma a una geometría deseada de la pala de turbina de gas (2).

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- la herramienta de corte (4) se extiende en dirección axial al menos en una longitud que corresponde a la mitad del espesor máximo del perfil (13) de la pala de turbina de gas (2).

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- el dispositivo de guía (5) comprende al menos un elemento espaciador (14, 15), que se apoya contra el borde principal (6) mediante una fuerza de compresión,en donde preferiblemente

- la distancia axial entre el borde principal (6) y la herramienta de corte es ajustable por medio del al menos un elemento espaciador (14, 15).

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- se proporciona al menos un soporte (27) para orientar la herramienta de corte (4) con respecto a un lado de presión (10) o lado de aspiración (11) de la pala de turbina de gas (2).

9. Método según la reivindicación 8, caracterizado porque

- además de un primer soporte (27), se proporciona un segundo soporte (23), en donde

- el segundo soporte (23) está dispuesto axialmente detrás del primer soporte (27).

10. Método según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque

- al menos uno de los soportes (23, 27) está diseñado para permitir un movimiento de baja fricción del soporte (23, 27) con respecto al lado de presión (10) o lado de aspiración (11) en dirección radial.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- se proporciona un elemento limitador (16) para limitar el movimiento de la herramienta de corte (4) a lo largo del borde principal (6).

12. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- se puede soltar una conexión (17) entre el dispositivo de sujeción (3) y la herramienta de corte (4), de manera que una herramienta de corte (4) para el lado de presión (10) o para el lado de aspiración (11) opcionalmente se puede fijar al dispositivo de sujeción (3).

13. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque

- el dispositivo de sujeción (3) comprende una primera herramienta de corte (4) para mecanizar el lado de presión (10) y

- una segunda herramienta de corte (4) para mecanizar el lado de aspiración (11).

14. Método según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

- el dispositivo (1) está guiado axialmente desde la parte delantera, a través de la abertura formada cuando se retira una válvula de purga variable, a una primera etapa de uncompresor de alta presión.