HU224736B1 - Method for rhomboid blade of axial stream machines - Google Patents

Description

A találmány tárgya egy eljárás axiális áramlási gépek romboid alakú, egy romboid keresztmetszetű lapáttőből és egy lapátfejből álló lapátjának előállítására, amelynek során olyan melegalakítással előállított, rúd alakú, a romboid alakú lapáttő keresztmetszetének alakjához igazodó romboid keresztmetszetű nyers darabot használunk, amely minden irányból csak a legkisebb megmunkálási többlettel nagyobb, mint a lapát legnagyobb keresztmetszete, hossza pedig adott esetben a megmunkáláshoz szükséges befogási hosszal megnövelve a lapát hosszúságának felel meg, és amelynek során a lapátot forgácsolással alakítjuk ki

Romboid alakú lapátokat axiális áramlási gépekben, például turbinákban és axiális kompresszorokban használnak járókerékként és vezetőkerékként. Ezeket a romboid alakú lapátokat egy olyan lapáttő jellemzi, amelynek keresztmetszete azonos, vagy párosával eltérő oldalhosszúságú romboid vagy paralelogramma alakú. Ennek a keresztmetszeti alaknak az az előnye, hogy egy négyszögletes lapáttővel rendelkező lapáttal összehasonlítva az axiális áramlási gép állórészének vagy forgórészének a kerületén több lapát helyezhető el.

A lapátok gyártása során a gyártók olyan melegen hengerelt, négyszögletes laposacélt vagy szélesacélt választottak kiindulási anyagul, amelyből - a teli nyers darabból - forgácsolással állították elő a lapátok kívánt alakját. A négyszögletes laposacél, illetve szélesacél hengerlés szempontjából egyszerűen és így olcsón állítható elő, és meghatározott minimális mennyiségek fölött a gyártók arra is hajlandóak, hogy az anyagot a vevő kívánsága szerinti méretekkel szállítsák. A nyers darab rudakban szilárdsági okokból a lapát hosszirányának mindig hengerlési irányban kell húzódnia. Általános esetben a négyszögletes laposacél méretét a lapát befoglaló méretei és e járulékos megmunkálási méretek határozzák meg. Ilyen esetben egyetlen rúdban egyetlen lapát kialakítására van lehetőség. A négyszögletes laposacélt ilyen esetben minden irányban forgácsolással munkálják meg, hogy a kívánt romboid alakú lapátkeresztmetszetet megkapják. A romboid szög értékétől függően adott esetben igen tekintélyes mennyiségű forgácsleválasztásra van szükség ahhoz, hogy a kívánt alakú lapát nyers darabot megkapjuk.

A kisebb lapátokat egyes gyártók szélesacél nyersanyagból állítják elő. Ilyen esetben több lapát helyezkedik el egymás mellett a nyersanyag rúdban. A szélesacélt a lapátok számának megfelelően ferde vágási vonalakkal több romboid alakú részre fűrészelik, amelyeket azután a kívánt lapát nyersdarab-méreteire munkálnak meg, legtöbbször marással. A szélesacél használatának előnye, hogy többféle lapáttípushoz lehet igen rugalmasan igazítani és felhasználni, ami raktározási költségek csökkentésében is jelentkezik. Azáltal, hogy a szélesacélt romboid alakú rudakká lehet fűrészelni, a szokásos laposacélból történő készítéssel szemben anyag- és megmunkálási költségek takaríthatok meg. Hátrányosnak minősíthető a rudak fűrészeléséhez és marásához szükséges túlságosan nagy megmunkálási idő.

A GB 817 660 A számú szabadalmi leírás gázturbina romboid alakú lapátjainak előállítására vonatkozó eljárást ismertet. Ennek során az extrudálással nyert nyers darab hossza megfelel a lapáthossznak, adott esetben a megmunkáláshoz szükséges befogási hosszal nagyobb. A nyers darab keresztmetszete a romboid alakú lapáttő keresztmetszeti alakjához illeszkedik, és a lapát legnagyobb keresztmetszeténél minden oldalán csak a megmunkáláshoz feltétlenül szükséges mértékben nagyobb. A nyers darab extrudálásával egyidejűleg alakítják ki a hosszanti furatokat a lapát belsejében, csak azt követően kerül sorra a lapát forgácsoló megmunkálása.

Az SU 617 144 A számú szabadalmi leírás turbinalapátok előállítására vonatkozó eljárást ismertet, amelynek során egy romboid keresztmetszetű nyersanyag rudat hevítenek fel és hengerelnek. A nyersanyag rudat (nyers darabokká) darabolják, majd azokat ismételten felhevítik, majd kalibrálják, és hengerléssel adják meg a lapát végleges alakját.

A találmánnyal célunk egy olyan eljárás, valamint egy olyan nyers darab létrehozása, melyek segítségével az axiális áramlási gépek romboid alakú lapátjait költségek szempontjából előnyösebben tudjuk előállítani.

A kitűzött feladatot egy eljárással oldottuk meg axiális áramlási gépek romboid alakú, egy romboid keresztmetszetű lapáttőből és egy lapátfejből álló lapátjának előállítására, amelynek során olyan melegalakítással előállított, rúd alakú, a romboid alakú lapáttő keresztmetszetének alakjához igazodó romboid keresztmetszetű nyers darabot használunk, amely minden irányból csak a legkisebb megmunkálási többlettel nagyobb, mint a lapát legnagyobb keresztmetszete, hossza pedig adott esetben a megmunkáláshoz szükséges befogási hosszal megnövelve a lapát hosszúságának felel meg, és amelynek során a lapátot forgácsolással alakítjuk ki. Javaslatunk szerint meleghengerléssel rúd alakú kiindulási anyagot állítunk elő, amelynek keresztmetszete a romboid alakú lapáttő keresztmetszetének felel meg, majd a nyers darabot leválasztjuk a kiindulási anyagból, és minden egyes lapátot az egész nyers darabból készítjük.

Találmányunk esetében tehát romboid alakú keresztmetszetű rúd alakú hengerelt alapanyagból indulunk ki, amelynek előállítása drágább, mint a sima, szögletes keresztmetszetű hengerelt terméké. Ez a kiindulási anyag először axiális áramlási gépek járókerékként és vezetőkerékként használt lapátjainak az előállításához történő használat során jelent döntő anyagi előnyt, mivel így a romboid alakú lapátformára tudjuk igazítani. Ezáltal csökkentjük a gyártás bonyolultságát, hogy a lapátot marással alakítsuk ki a teli nyers darabból a kívánt végleges méretűre.

A találmányt az alábbiakban a csatolt rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a javasolt eljárás szerint előállított lapát példaként! kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon az

1. ábra egy axiális áramlási gép találmány szerint előállított járókerekének elölnézete, a

2. ábrán az 1. ábrán látható járókerék bal oldalnézete látható, a

HU 224 736 Β1

3. ábra az 1. ábra szerinti járókerék felülnézete, a

4. ábrán az 1-3. ábrákon bemutatott járókerék előállításához használt nyers darab elölnézete látható, az

5. ábrán a 4. ábrán látható nyers darab bal oldalnézetét tüntettük fel, és a

6. ábra a 4. ábra szerinti nyers darab felülnézete.

Egy turbina vagy egy axiális kompresszor járókereke egy áramvonal alakúan megformált 1 lapátfejből és 2 lapáttőből áll. A 2 lapáttő romboid alakú, amely a bemutatott kiviteli alak esetében kettős kalapácsfej kialakítású. A romboid 2 lapáttő révén a járókerék a turbina forgórészének egy megfelelő méretű körben futó hornyában van rögzítve úgy, hogy az egymást követő 2 lapáttövek szorosan egymás mellett helyezkednek el.

A 2 lapáttő keresztmetszete romboid vagy paralelogramma alakú. Romboid alak helyett a 2 lapáttő rombusz alakú is lehet. A legnagyobb lapátkeresztmetszet az axiális áramlási gépek összes járókereke és vezetőkereke esetében általánosságban a lapát elülnézete esetén adódik. Ilyen esetben a legnagyobb keresztmetszetet a 2 lapáttő, az 1 lapátfej, valamint egy adott esetben megtalálható, a lapát profilvégén rámart fedőlemez mindenkori legnagyobb méretei fogják meghatározni. A bemutatott kiviteli alak esetében a keresztmetszet a 3. ábra segítségével határozható meg.

Az axiális áramlási gép vezetőkerekét nem ábrázoltuk, de szakember számára ismert módon ugyancsak egy áramvonal alakúan kiképzett lapátfejjel és egy romboid lapáttővel rendelkezik.

A lapátot úgy állítjuk elő, hogy az 1-3. ábrákon bemutatott lapátformát egy 3 nyers darabból forgácsolással, jelesül marással képezzük ki a teli 3 nyers darabból. Magát a 3 nyers darabot a 4-6. ábrákon tüntettük fel, amelynek során az 1 lapátfej és a 2 lapáttő körvonalát 1 ’ és 2’ szaggatott vonalakkal bejelöltük. A 3 nyers darabot egy rúd alakú, melegen hengerelt kiindulási anyagból választjuk le, és így egy rövidebb rudat kapunk, amelynek hossza megegyezik a kialakítandó lapát hosszával, vagy pedig annál 4 befogási hosszal nagyobb.

A rúd alakú kiindulási anyag keresztmetszetének alakja a 2 lapáttő keresztmetszetéhez igazodik, és a lapáttőhöz hasonlóan ugyancsak egy azonos oldalhosszúságú romboidként van kiképezve. A rúd alakú kiindulási anyag keresztmetszete minden irányban csak annyival nagyobb a kialakítandó lapát legnagyobb keresztmetszeténél, amely az 5 legkisebb megmunkálási többletet, például 2 mm-t tesz ki.

A jelenlegi ismereteink szerint technológiai szempontból legigényesebb gyártási változat szerint a nyers darabot egy öt NC-tengellyel vezérelt marógépbe fogjuk be. Ezzel a géppel arra is lehetőségünk van, hogy a lapátot, vagyis az 1 lapátfejet és a 2 lapáttövet egyetlen befogással teljesen készre marjuk, természetesen a két 4 befogási hossz kivételével. A romboid alakú 3 nyers darab leírt alakjának köszönhetően a marógéppel végzett megmunkálási idő is csökken, mert nincs többé szükség a négyszögletes laposacél kiindulási anyagoknál eddig szükséges, a romboid formát létrehozó megmunkálási lépésekre.

Azt a rúd alakú nyersanyagot, amelyből a 3 nyers darabot készítjük, meleghengerléssel egy hengersoron állítjuk elő, a 3 nyers darab keresztmetszeti alakjához illeszkedően kalibrált hengerekkel.

A melegen hengerelt kiindulási anyag gyártásához gazdasági és eljárástechnikai okokból a gyártó által meghatározott minimális rendelési mennyiség szükséges. Ezen túlmenően egyes lapátalakokhoz nem lehetséges megfelelő rúd alakú kiindulási anyagot meleghengerléssel biztosítani. E két nevezett esetben a 3 nyers darabot, ezért egy kiindulási anyagot alapul véve, egy utolsó átalakítás során süllyesztékes kovácsolással vagy melegsajtolással, vagy kovácsolással álltjuk elő. Süllyesztékes kovácsolás vagy melegsajtolás esetén egy romboid alakú rudat nyomás segítségével állítunk elő egy többrészes üreges szerszámban. A rúd hosszát a lapát hossza plusz a megmunkálási többlet összegére állítjuk be. Illesztékes, alakos kovácsolás esetén egy kétrészes, mindkét oldalon nyitott matricát használunk, amely a 3 nyers darab keresztmetszeti alakjával bír. Az alakítást a munkadarabnak a hossztengelyre keresztben húzódó sajtolási pályákkal rendelkező, egymáshoz sorolt zömítőpréseken történő átjuttatásával hajtjuk végre. A mindkét oldalon nyitott matricán a nyers darabbá feldolgozott munkadarabot egyenletesen vezetjük keresztül. Mindkét eljárást kalapács vagy prés segítségével hajthatjuk végre.

Claims (1)

1. SZABADALMI IGÉNYPONT

   Eljárás axiális áramlási gépek romboid alakú, egy romboid keresztmetszetű lapáttőből és egy lapátfejből álló lapátjának előállítására, amelynek során olyan melegalakítással előállított, rúd alakú, a romboid alakú lapáttő keresztmetszetének alakjához igazodó romboid keresztmetszetű nyers darabot használunk, amely minden irányból csak a legkisebb megmunkálási többlettel nagyobb, mint a lapát legnagyobb keresztmetszete, hossza pedig adott esetben a megmunkáláshoz szükséges befogási hosszal megnövelve a lapát hosszúságának felel meg, és amelynek során a lapátot forgácsolással alakítjuk ki, azzal jellemezve, hogy meleghengerléssel rúd alakú kiindulási anyagot állítunk elő, amelynek keresztmetszete a romboid alakú lapáttő (2) keresztmetszetének felel meg, majd a nyers darabot (3) leválasztjuk a kiindulási anyagból, és minden egyes lapátot az egész nyers darabból (3) készítünk.