JP2001355406A - Connecting structure of turbine moving blade - Google Patents
Connecting structure of turbine moving bladeInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はタービンの動翼の連
結構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure for connecting turbine blades.
【0002】[0002]
【従来の技術】蒸気タービンの動翼は、蒸気の不均一流
れによる励振力を受けており、翼の固有振動数が回転数
の整数倍と一致するか、もしくはそれに近くなると、動
翼に発生する振動応力が大きくなり、動翼の強度信頼性
が低下する。2. Description of the Related Art A moving blade of a steam turbine receives an exciting force due to a non-uniform flow of steam. When a natural frequency of the blade is equal to or close to an integral multiple of the rotation speed, the moving blade is generated. The resulting vibration stress increases, and the strength reliability of the blade decreases.
【0003】そのため、動翼設計においては、動翼の固
有振動数が、定格回転数の整数倍と十分離調するように
設計されている。しかし、近年の火力発電所および原子
力発電所の蒸気タービンでは、低圧段の動翼を長大化し
てプラントの効率向上や出力増大が図られている。その
動翼が長大化するほど、固有振動数が低下して共振を回
避すべき振動モードが多数存在するため、十分な離調を
確保することが重要である。[0003] For this reason, in the moving blade design, the natural frequency of the moving blade is designed so as to be in an integral multiple of the rated rotation speed and at a ten-degree separation. However, in steam turbines of thermal power plants and nuclear power plants in recent years, the length of low-pressure stage rotor blades has been increased to improve plant efficiency and output. As the length of the blade increases, the natural frequency decreases and there are many vibration modes to avoid resonance. Therefore, it is important to secure sufficient detuning.
【0004】優れた振動特性が得られる構造の1つとし
て、タービンの動翼に翼穴を貫通して設け、その翼穴に
タイワイヤを通すことにより複数の動翼を連結する事が
知られている。そして、そのタイワイヤの両端をスリー
ブに入れて連結するというルースタイワイヤ連結方式の
構造が特開平2−169802号公報に掲載されてい
る。[0004] As one of the structures capable of obtaining excellent vibration characteristics, it is known that a plurality of blades are connected to each other by penetrating a blade hole in a turbine blade and passing a tie wire through the blade hole. I have. A structure of a loose tie wire connection system in which both ends of the tie wire are put in a sleeve and connected is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-169802.
【0005】ルースタイワイヤ連結方式による動翼の連
結状況が図2,図3に示されている。動翼1に貫通して
設けた翼孔2にタイワイヤ3を通し、タイワイヤ3と翼
孔2の接触部の摩擦力により、振動に対するダンピング
効果をもたせている。FIGS. 2 and 3 show the connection state of the moving blades by the loose tie wire connection method. A tie wire 3 is passed through a blade hole 2 provided through the rotor blade 1, and a damping effect on vibration is provided by a frictional force of a contact portion between the tie wire 3 and the blade hole 2.
【0006】複数の動翼1を連結したタイワイヤ3の端
部は、中空状のスリーブ4に入れられて連結している。
運転中の振動や動翼のねじれ戻り力により、タイワイヤ
3に周方向にずれや動きが生じることがあるため、それ
らの動きに対してスリーブ4が離脱しないように、図4
のように、スリーブ4のほぼ中央部に貫通孔を設けて、
その孔にリベット5を通し、リベット5の頭をかしめる
ことにより固定している。スリーブ4内面、およびタイ
ワイヤ3外面は機械加工仕上げのまま使用されている。[0006] The end of the tie wire 3 connecting the plurality of moving blades 1 is put in a hollow sleeve 4 and connected.
Since the tie wire 3 may be displaced or moved in the circumferential direction due to the vibration during operation or the torsional return force of the rotor blade, the sleeve 4 is not detached in response to such movement.
As shown in the figure, a through hole is provided at a substantially central portion of the sleeve 4,
The rivet 5 is passed through the hole, and the rivet 5 is fixed by caulking the head. The inner surface of the sleeve 4 and the outer surface of the tie wire 3 are used as machined.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図5,図6に示すよう
に、タービンの運転中にスリーブ4に作用する遠心力6
と翼のねじり戻り力9により、スリーブ4とタイワイヤ
3には図5の7、および図6の8で示した箇所に50M
Pa以上の高い面圧が発生し、それに加えて動翼の振動
によりフレッティングき裂を発生させうるに十分な振動
応力が作用することにより、スリーブ4内面もしくはタ
イワイヤ3外面にフレッティング疲労き裂が発生するお
それがあることが分かった。As shown in FIGS. 5 and 6, the centrifugal force 6 acting on the sleeve 4 during operation of the turbine is shown in FIG.
Due to the torsional return force 9 of the wing and the sleeve 4, the sleeve 4 and the tie wire 3 have 50M at the locations indicated by 7 in FIG. 5 and 8 in FIG.
When a high surface pressure of Pa or more is generated, and in addition to this, sufficient vibration stress is applied to generate fretting cracks due to the vibration of the moving blades, thereby causing fretting fatigue cracks on the inner surface of the sleeve 4 or the outer surface of the tie wire 3. Was found to occur.
【0008】前記フレッティング疲労き裂が進展する
と、脱落したスリーブ片が翼やケーシングに衝突して損
傷を与えることや、タイワイヤ3とスリーブ4の連結状
態が損なわれて振動モードが変化して共振状態に近づき
強度信頼性が低下することが考えられる。When the fretting fatigue crack propagates, the fallen sleeve piece collides with the wing or casing to cause damage, or the connection state between the tie wire 3 and the sleeve 4 is impaired and the vibration mode changes to cause resonance. It is considered that the state approaches the state and the strength reliability decreases.
【0009】従って、本発明は、タイワイヤとスリーブ
の連結部において発生する高い面圧下で、両者が相対す
べりを起こす場合に発生するおそれのあるフレッティン
グ疲労に対して強度信頼性を高めた施策を提供するもの
である。Accordingly, the present invention provides a measure for improving the strength reliability against fretting fatigue which may occur when the two members cause relative slip under a high surface pressure generated at the joint between the tie wire and the sleeve. To provide.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記目的
を達成するため、高い面圧下で相対すべりが生じるタイ
ワイヤとスリーブの接触箇所について、フレッティング
疲労に対する強度信頼性を高めるための鋭意検討を進め
た結果、フレッティング疲労強度を増大させるために
は、接触部の摩擦係数を増大して相対すべりを低下させ
る方法と、表面の硬度を高くして耐摩耗性を増加させ、
かつ摩擦係数を低下させて相対すべりを大きくしてフレ
ッティング疲労き裂を摩滅させる施策が有効であるとの
結論に達し、タイワイヤ外面、もしくはスリーブ内面の
少なくともどちらか一方を耐フレッティング特性の優れ
た状態にしてフレッティング疲労に対する強度信頼性を
高めることを見出した。Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventors have eagerly worked to improve the strength reliability against fretting fatigue at the contact point between a tie wire and a sleeve where relative slip occurs under a high surface pressure. As a result of study, in order to increase the fretting fatigue strength, a method of increasing the friction coefficient of the contact part to reduce relative slip, and increasing the surface hardness to increase wear resistance,
In addition, it was concluded that measures to reduce fretting fatigue cracks by reducing the friction coefficient and increasing relative slip were effective, and at least one of the outer surface of the tie wire and the inner surface of the sleeve had excellent fretting resistance characteristics. It has been found that the strength reliability against fretting fatigue is improved in the state of being left.
【0011】フレッティング疲労に対する強度信頼性を
高める第1手段の特徴は、タイワイヤの端部の外面又は
スリーブの内面の少なくともどちらか一方に、前記タイ
ワイヤや前記スリーブよりも耐フレッティング疲労強度
が高い皮膜をコーティングしたことである。A feature of the first means for improving the strength reliability against fretting fatigue is that at least one of the outer surface of the end of the tie wire and the inner surface of the sleeve has a higher fretting fatigue resistance than the tie wire or the sleeve. It means that the film was coated.
【0012】その被膜の材料は銅,鉛,亜鉛,錫,カド
ミウム,アルミニウム,銀のいずれかが採用出来る。As the material of the coating, any of copper, lead, zinc, tin, cadmium, aluminum and silver can be adopted.
【0013】同じく第2手段の特徴は、タイワイヤの端
部の外面又はスリーブの内面の少なくともどちらか一方
に、TiN(チタンナイトライド)をコーティングして
あることである。A feature of the second means is that at least one of the outer surface of the end of the tie wire and the inner surface of the sleeve is coated with TiN (titanium nitride).
【0014】また、TiNに代えてクロム,ニッケル,
タングステン化合物,リン酸塩のいずれかをコーティン
グしてもよい。Further, instead of TiN, chromium, nickel,
Either a tungsten compound or a phosphate may be coated.
【0015】同じく第3手段の特徴は、タイワイヤの端
部の外面又はスリーブの内面の少なくともどちらか一方
に、表面硬化処理を施してあることである。Another feature of the third means is that at least one of the outer surface of the end of the tie wire and the inner surface of the sleeve is subjected to a surface hardening treatment.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1のように、蒸気タービンのタ
ービンの動翼1には翼孔2が貫通して設けられる。図1
の場合も、図2〜図4を用いて説明した従来例と同様
に、動翼1の翼孔2にタイワイヤ3を通し、タイワイヤ
3と翼孔2の接触部の摩擦力により、振動に対するダン
ピング効果をもたせている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 1, a blade hole 2 is provided through a rotor blade 1 of a steam turbine. FIG.
Also in the case of the conventional example described above, the tie wire 3 is passed through the blade hole 2 of the moving blade 1 as in the conventional example described with reference to FIGS. It has an effect.
【0017】複数の動翼1を連結したタイワイヤ3の端
部は、図1のように、中空状のスリーブ4に差し込まれ
てタイワイヤ3を連結している。運転中の振動や翼のね
じれ戻り力により、タイワイヤ3に周方向にずれや動き
が生じることがあるため、それらの動きに対してスリー
ブ4が離脱しないように、本発明の実施例でも、図1の
ようにスリーブ4のほぼ中央部に貫通孔を設けて、その
孔にリベット5を通し、リベット5頭をかしめることに
より固定している。The end of the tie wire 3 connecting the plurality of rotor blades 1 is inserted into a hollow sleeve 4 to connect the tie wire 3 as shown in FIG. Since the tie wire 3 may be displaced or moved in the circumferential direction due to the vibration during operation or the torsional return force of the wing, the embodiment of the present invention may be used to prevent the sleeve 4 from coming off in response to such movement. As shown in FIG. 1, a through hole is provided at a substantially central portion of the sleeve 4, a rivet 5 is passed through the hole, and the rivet 5 is fixed by caulking.
【0018】本発明の第1実施例では、図1のように、
互いに対面し合うタイワイヤ3の外面とスリーブ4の内
面に、タイワイヤ3の材料よりもビッカース硬さの小さ
な銅の金属皮膜10,11をめっき処理、もしくは溶射
によりコーティングした。タイワイヤ3の外面に施す金
属皮膜10は、図1のように、スリーブ4の端部よりも
外側へ突き出るように広く施されている。In the first embodiment of the present invention, as shown in FIG.
The outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 facing each other were coated with copper metal films 10, 11 having a Vickers hardness smaller than that of the material of the tie wire 3 by plating or thermal spraying. The metal film 10 applied to the outer surface of the tie wire 3 is widely applied so as to protrude outward from the end of the sleeve 4 as shown in FIG.
【0019】このような金属皮膜10,11をタイワイ
ヤ3外面とスリーブ4内面とに生成することにより、タ
イワイヤ3外面とスリーブ4内面との2面間の摩擦係数
を増大させて両者の相対すべりを抑制させ、フレッティ
ング疲労強度を高めることができる。By forming such metal films 10 and 11 on the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4, the coefficient of friction between the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 is increased to reduce the relative slip between the two. And fretting fatigue strength can be increased.
【0020】一般に接触部の相対すべり、フレッティン
グ過程中に起こる局所的な塑性変形は発熱を伴い、局所
部の温度上昇は疲労き裂の発生に対して悪影響を及ぼ
す。タイワイヤ3外面とスリーブ4内面の各接触面にコ
ーティングした銅の薄膜は熱伝導率が高いため、接触部
の発熱を発散させる効果があり、疲労強度を増大させる
のに有益である。Generally, local plastic deformation occurring during the relative slippage and fretting process of the contact portion is accompanied by heat generation, and a rise in the temperature of the local portion adversely affects the generation of fatigue cracks. Since the copper thin film coated on each contact surface between the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 has a high thermal conductivity, it has an effect of dissipating heat at the contact portion and is useful for increasing fatigue strength.
【0021】また、タイワイヤ3とスリーブ4の片あた
りにより局所的に高い面圧が両者の接触面に発生し、そ
の箇所でフレッティング疲労き裂が発生しやすいが、翼
材より降伏応力の小さい銅の金属皮膜10,11が塑性
変形することにより、両者の接触面での片あたりが緩和
されて、面圧のピーク値を低下させる効果がある。In addition, a locally higher surface pressure is generated at a contact surface between the tie wire 3 and the sleeve 4 at the contact surface between them, and a fretting fatigue crack is easily generated at that portion, but the yield stress is smaller than that of the wing material. Due to the plastic deformation of the copper metal films 10 and 11, the contact between the two contact surfaces is reduced, and the peak value of the surface pressure is reduced.
【0022】なお、前述した銅以外の金属皮膜の材料と
して、鉛,亜鉛,錫,カドミウム,アルミニウム,銀な
どを使用しても同様の効果が期待できる。タイワイヤ3
とスリーブ4の材料よりも電気化学的に卑な材料を金属
皮膜10,11の材料として選択した場合には、これら
の金属皮膜をタイワイヤ3とスリーブ4にコーティング
すると、湿り蒸気の腐食環境下において、これら皮膜が
タイワイヤ3とスリーブ4の母材に対して選択的に溶解
することにより、タイワイヤ3とスリーブ4の材料を腐
食から守る効果がある。Similar effects can be expected by using lead, zinc, tin, cadmium, aluminum, silver, or the like as a material for the metal film other than copper. Tie wire 3
When a material that is electrochemically lower than the material of the sleeve and the sleeve 4 is selected as the material of the metal coatings 10 and 11, if these metal coatings are coated on the tie wire 3 and the sleeve 4, the tie wire 3 and the sleeve 4 can be formed under a corrosive environment of wet steam. By selectively dissolving these coatings in the base material of the tie wire 3 and the sleeve 4, the material of the tie wire 3 and the sleeve 4 is protected from corrosion.
【0023】なお、本実施例では、タイワイヤ3の外面
とスリーブ4の内面の両方にコーティングする場合につ
いて述べたが、タイワイヤ3の外面のみ金属被膜10、
もしくはスリーブ4の内面のみ金属被膜11を生成する
コーティングを実施しても、同様の効果が期待できるの
は言うまでもない。In this embodiment, the case has been described in which both the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 are coated.
Alternatively, it is needless to say that the same effect can be expected even if the coating for forming the metal film 11 is performed only on the inner surface of the sleeve 4.
【0024】またタイワイヤ3の外面にコーティングを
施すにあたって、スリーブ4と接触する領域のみにコー
ティングを施した場合について述べたが、さらにコーテ
ィング領域を拡大して、タイワイヤ3と翼孔2との接触
領域にもコーティングを施すと、翼孔2の内面とタイワ
イヤ3の外面との接触部でのフレッティング疲労強度が
増大する効果が期待できる。Further, in the case where the outer surface of the tie wire 3 is coated, only the region in contact with the sleeve 4 is coated. However, the coating region is further enlarged so that the contact region between the tie wire 3 and the wing hole 2 is increased. If the coating is also applied, the effect of increasing the fretting fatigue strength at the contact portion between the inner surface of the wing hole 2 and the outer surface of the tie wire 3 can be expected.
【0025】その場合には、図7に示すようにタイワイ
ヤ3の外側全面にわたって金属被膜10によるコーティ
ングを施してもよいし、コーティングの材料のコストを
低減させるため、動翼1、およびスリーブ4との接触部
だけを選択的にコーティングしてもよい。In this case, as shown in FIG. 7, the outer surface of the tie wire 3 may be coated with the metal coating 10, or the moving blade 1 and the sleeve 4 may be coated to reduce the cost of the coating material. May be selectively coated.
【0026】金属被膜10,11のコーティング厚さと
しては、10μmから150μmの間にあるのが望まし
い。一般に膜厚が増加するほどフレッティングに対する
疲労強度が増加するが、膜厚が厚すぎると生成コストが
高くなり、また皮膜が剥離しやすいという問題がある。
コーティングを施した後に、機械加工を行いタイワイヤ
3とスリーブ4の交差を所定の値にするのが望ましい。The coating thickness of the metal films 10, 11 is preferably between 10 μm and 150 μm. In general, as the film thickness increases, the fatigue strength against fretting increases. However, if the film thickness is too large, there is a problem that the production cost increases and the film is easily peeled.
After the coating is applied, it is preferable that the intersection between the tie wire 3 and the sleeve 4 is made a predetermined value by machining.
【0027】本実施例では、動翼1の1個所にタイワイ
ヤ3を通す構造について述べたが、半径方向の複数箇所
にタイワイヤ3を通した構造であっても同様の効果が期
待できる。また、スリーブ4の中央にリベット5を通し
て固定する構造について述べたが、リベット5を使用し
ない場合、もしくはリベット5の代わりにボルト等の他
の締結方法を用いた構造であっても同様の効果が期待で
きる。In this embodiment, the structure in which the tie wire 3 is passed through one place of the rotor blade 1 has been described. However, the same effect can be expected even if the tie wire 3 is passed through a plurality of places in the radial direction. Further, the structure in which the rivet 5 is fixed to the center of the sleeve 4 through the rivet 5 has been described. Can be expected.
【0028】次に本発明の第2実施例について説明す
る。タイワイヤ3の外面とスリーブ4の内面に、タイワ
イヤ3の材料よりもビッカース硬さの大きなTiN(チ
タンナイトライド)の皮膜10,11をコーティングさ
せたものである。その被膜10,11の施工範囲は図1
に見られる第1実施例と同様である。Next, a second embodiment of the present invention will be described. The outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 are coated with TiN (titanium nitride) films 10 and 11 having Vickers hardness greater than that of the material of the tie wire 3. The coverage of the coatings 10, 11 is shown in FIG.
Is the same as in the first embodiment.
【0029】このような皮膜10,11を形成すること
により、タイワイヤ3の外面とスリーブ4の内面との2
面間の凝着が極めて軽微であり、かつ金属酸化物のアブ
レシブ摩耗粉が発生しても耐摩耗性に優れるため、表面
傷がつきにくい。By forming the coatings 10 and 11, the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4
Adhesion between the surfaces is extremely small, and even if abrasive wear powder of a metal oxide is generated, the wear resistance is excellent, so that the surface is hardly scratched.
【0030】またTiNの皮膜10,11は、タイワイ
ヤ3とスリーブ4間の摩擦係数を低下させるため、動翼
1からの振動力を受けた場合の相対すべり量が大きくな
ることにより、たとえフレッティング疲労き裂が発生し
たとしても、き裂が深く進展する前にそれらを摩滅させ
ることにより、疲労寿命を増加させることができる。Further, the TiN films 10 and 11 reduce the friction coefficient between the tie wire 3 and the sleeve 4, so that the relative slip amount when receiving the vibration force from the moving blade 1 increases, so that the fretting occurs. Even if fatigue cracks occur, fatigue life can be increased by abrading them before the cracks propagate deeply.
【0031】TiN以外の皮膜としてクロム,ニッケ
ル,タングステン化合物,リン酸塩の皮膜を生成して
も、接触面の硬度を高め、摩擦係数を増大する皮膜で同
様の効果が期待できる。Even if a film of chromium, nickel, tungsten compound or phosphate is formed as a film other than TiN, the same effect can be expected with a film that increases the hardness of the contact surface and increases the friction coefficient.
【0032】なお、タイワイヤ3の外面のみ、もしくは
スリーブ4の内面のみにコーティングを実施しても、同
様の効果が期待できるのは言うまでもない。またタイワ
イヤ3外面にコーティングを施すにあたって、翼孔2の
内面との接触領域にもTiN材のコーティングを施す
と、その接触部でのフレッティング疲労強度が増大する
効果が期待できる。It is needless to say that the same effect can be expected even if coating is performed only on the outer surface of the tie wire 3 or only on the inner surface of the sleeve 4. In addition, when coating the outer surface of the tie wire 3 with the TiN material also in the contact area with the inner surface of the blade hole 2, the effect of increasing the fretting fatigue strength at the contact portion can be expected.
【0033】半径方向の複数箇所にタイワイヤ3を通し
た構造であっても、またリベット5を使用しない場合、
もしくはリベット5の代わりにボルト等の他の締結方法
を用いた構造であっても同様の効果が期待できる。Even if the tie wire 3 is passed through a plurality of locations in the radial direction and the rivet 5 is not used,
Alternatively, a similar effect can be expected even in a structure using another fastening method such as a bolt instead of the rivet 5.
【0034】本発明の第3実施例では、タイワイヤ3の
外面、もしくはスリーブ4の内面の少なくともどちらか
一方に、表面硬化処理を施したものである。このような
表面硬化処理を施すことにより、耐摩耗性を高め、かつ
タイワイヤ3の外面とスリーブ4の内面との接触部の摩
擦係数を低下させて相対すべりを大きくすることにより
フレッティング疲労に対する強度を高めることができ
る。その表面硬化処理を施す範囲は第1実施例で図1の
ように金属被膜10,11が施される範囲と同じとす
る。In the third embodiment of the present invention, at least one of the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 is subjected to a surface hardening treatment. By performing such a surface hardening treatment, the wear resistance is enhanced, and the friction coefficient at the contact portion between the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4 is reduced to increase the relative slip, thereby increasing the strength against fretting fatigue. Can be increased. The range in which the surface hardening treatment is performed is the same as the range in which the metal coatings 10, 11 are applied as shown in FIG. 1 in the first embodiment.
【0035】その表面硬化処理としては、浸炭,窒化,
高周波焼入れ,火炎焼入れなどが挙げられる。これらの
表面硬化処理を施すことにより、第2実施例で述べたよ
うに、耐摩耗性を増加して、フレッティング疲労に対す
る寿命を増加させる効果が期待できる。The surface hardening treatment includes carburizing, nitriding,
Induction quenching, flame quenching and the like can be mentioned. By performing these surface hardening treatments, as described in the second embodiment, the effect of increasing the wear resistance and increasing the life with respect to fretting fatigue can be expected.
【0036】以上説明したように、第1の実施例では、
タイワイヤ3の外面とスリーブ4の内面に、タイワイヤ
3の材料よりもビッカース硬さの小さな金属皮膜(亜
鉛,銅,アルミニウム,鉛,錫,カドミウム,銀など)
をめっき処理もしくは溶射によりコーティングすること
により、2面間の摩擦係数を増大させて両者の相対すべ
りを抑制して、フレッティング疲労強度を高めることが
できる。As described above, in the first embodiment,
A metal film having a lower Vickers hardness than the material of the tie wire 3 (zinc, copper, aluminum, lead, tin, cadmium, silver, etc.) on the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4
Is coated by plating or thermal spraying, thereby increasing the friction coefficient between the two surfaces, suppressing the relative slip between the two, and increasing the fretting fatigue strength.
【0037】また第1実施例で、銅や銀のように熱伝導
率の高い材料をコーティングの材料として選択した場合
には、タイワイヤ3の外面とスリーブ4の内面との接触
部の相対すべり、フレッティング過程中に起こる発熱を
発散させる効果があり、疲労強度増大に効果がある。In the first embodiment, when a material having a high thermal conductivity, such as copper or silver, is selected as the material for the coating, the relative slip of the contact portion between the outer surface of the tie wire 3 and the inner surface of the sleeve 4, It has the effect of dissipating heat generated during the fretting process, and has the effect of increasing fatigue strength.
【0038】また第1実施例で、タイワイヤ3とスリー
ブ4との片あたりによる局所的に高い面圧を降伏応力の
小さい金属皮膜10,11が塑性変形することにより平
均化させてピーク面圧を低下させる効果があり、フレッ
ティング疲労寿命を増加させる効果が期待できる。Further, in the first embodiment, the locally high surface pressure due to the contact between the tie wire 3 and the sleeve 4 is averaged by plastic deformation of the metal films 10 and 11 having a small yield stress, thereby reducing the peak surface pressure. It has the effect of lowering it and can be expected to have the effect of increasing the fretting fatigue life.
【0039】また、第1実施例では、タイワイヤ3やス
リーブ4の材料よりも電気化学的に卑である材料で金属
被膜10,11を作るようにコーティングすることによ
り、腐食に対して防さびの効果があり、腐食環境下で長
期間の使用においての信頼性が高まる。In the first embodiment, the rust preventive against corrosion is made by coating the metal coatings 10 and 11 with a material that is more electrochemically lower than the material of the tie wire 3 and the sleeve 4. It is effective and increases reliability in long-term use in a corrosive environment.
【0040】タイワイヤ3の外面、もしくはスリーブ4
の内面の少なくともどちらか一方に、第2実施例では、
タイワイヤ3の材料よりもビッカース硬さの大きな皮膜
(TiN,クロムやニッケルなど)をコーティングする
ことで、また第3実施例では、表面硬化処理(浸炭,窒
化,高周波焼入れ,火炎焼入れなど)を施すことによ
り、接触部の耐摩耗性を高め、かつ接触部の摩擦係数を
低下させて相対すべりを大きくすることによりフレッテ
ィング疲労に対する強度を高める効果がある。The outer surface of the tie wire 3 or the sleeve 4
In at least one of the inner surfaces of the second embodiment,
By coating a film (TiN, chromium, nickel, etc.) having a higher Vickers hardness than the material of the tie wire 3, and in the third embodiment, a surface hardening treatment (carburizing, nitriding, induction hardening, flame hardening, etc.) is performed. This has the effect of increasing the abrasion resistance of the contact portion and increasing the relative slip by reducing the friction coefficient of the contact portion, thereby increasing the strength against fretting fatigue.
【0041】このようにして、いずれの実施例でもター
ビンの動翼の連結手段としてルースタイワイヤ連結方式
の構造を採用した際の、その構造のフレッティングによ
る損傷を軽減出来る。As described above, in any of the embodiments, when a loose tie wire connection structure is adopted as the connection means of the turbine blade, damage due to fretting of the structure can be reduced.
【0042】[0042]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、タービ
ンの動翼の連結手段としてルースタイワイヤ連結方式の
構造を採用した際の、その構造のフレッティングによる
損傷を軽減出来るので、タービンの信頼性が向上する。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce damage caused by fretting of a loose tie wire connection structure when a structure of a loose tie wire connection system is adopted as a connection means of a turbine blade. Reliability is improved.
【図1】本発明の実施例によるタイワイヤとスリーブと
の連結構造の縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a connection structure between a tie wire and a sleeve according to an embodiment of the present invention.
【図2】タイワイヤとスリーブと動翼の連結関係を示し
た斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a connection relationship between a tie wire, a sleeve, and a moving blade.
【図3】図2のA−A矢視平断面図である。FIG. 3 is a plan sectional view taken on line AA of FIG. 2;
【図4】従来のタイワイヤとスリーブとの連結構造の縦
断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of a conventional connection structure between a tie wire and a sleeve.
【図5】定常運転時のスリーブとタイワイヤの変形を模
式的に示した縦断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view schematically showing deformation of a sleeve and a tie wire during steady operation.
【図6】定常運転時のスリーブとタイワイヤの変形を模
式的に示した平断面図である。FIG. 6 is a plan sectional view schematically showing deformation of a sleeve and a tie wire during a steady operation.
【図7】本発明の他の実施例によるタイワイヤとスリー
ブとの連結構造の縦断面図である。FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a connection structure between a tie wire and a sleeve according to another embodiment of the present invention.
1…動翼、2…翼孔、3…タイワイヤ、4…スリーブ、
5…リベット、10,11…金属被膜。1 ... rotor blade, 2 ... wing hole, 3 ... tie wire, 4 ... sleeve,
5 rivets, 10, 11 metal coatings.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 道宏 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 (72)発明者 野村 健一郎 茨城県日立市幸町三丁目1番1号 株式会 社日立製作所火力・水力事業部内 Fターム(参考) 3G002 DA05 ──────────────────────────────────────────────────の Continuing on the front page (72) Michihiro Goto 3-1-1, Sachimachi, Hitachi-shi, Ibaraki Pref. Thermal and Hydropower Division, Hitachi, Ltd. F-term (Reference) 3G002 DA05 in the Thermal and Hydropower Division, Hitachi, Ltd.
Claims (5)
両端部をスリーブに挿入して成るタービン動翼の連結構
造において、前記タイワイヤの端部の外面又は前記スリ
ーブの内面の少なくともどちらか一方に、前記タイワイ
ヤや前記スリーブよりも耐フレッティング疲労強度が高
い皮膜をコーティングしたことを特徴とするタービン動
翼の連結構造。1. A turbine rotor blade coupling structure in which both ends of a tie wire passed through a blade hole of a turbine rotor blade are inserted into a sleeve, at least one of an outer surface of an end of the tie wire and an inner surface of the sleeve. And a coating having a higher fretting fatigue strength than the tie wire and the sleeve.
亜鉛,錫,カドミウム,アルミニウム、銀のいずれかで
あることを特徴とするタービン動翼の連結構造。2. The method according to claim 1, wherein the material of the coating is copper, lead,
A connection structure for turbine blades, which is one of zinc, tin, cadmium, aluminum, and silver.
両端部をスリーブに挿入して成るタービン動翼の連結構
造において、前記タイワイヤの端部の外面又は前記スリ
ーブの内面の少なくともどちらか一方に、TiNをコー
ティングしてあることを特徴とするタービン動翼の連結
構造。3. A turbine rotor blade coupling structure in which both ends of a tie wire passing through a blade hole of a turbine rotor blade are inserted into a sleeve, at least one of an outer surface of an end of the tie wire and an inner surface of the sleeve. A turbine rotor blade connection structure, characterized by being coated with TiN.
ム,ニッケル,タングステン化合物,リン酸塩のいずれ
かをコーティングしてあることを特徴とするタービン動
翼の連結構造。4. A connection structure for a turbine blade according to claim 3, wherein any one of chromium, nickel, tungsten compound and phosphate is coated instead of TiN.
両端部をスリーブに挿入して成るタービン動翼の連結構
造において、前記タイワイヤの端部の外面又は前記スリ
ーブの内面の少なくともどちらか一方に、表面硬化処理
を施してあることを特徴とするタービン動翼の連結構
造。5. A turbine rotor blade coupling structure in which both ends of a tie wire passed through a blade hole of a turbine rotor blade are inserted into a sleeve, at least one of an outer surface of an end of the tie wire and an inner surface of the sleeve. And a surface hardening treatment.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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JP2000179366A JP2001355406A (en) | 2000-06-09 | 2000-06-09 | Connecting structure of turbine moving blade |
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005330999A (en) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Kayaba Ind Co Ltd | Free piston |
JP2008002439A (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Toshiba Corp | Bucket and assembly method |
JP2017053346A (en) * | 2015-09-03 | 2017-03-16 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Damper pin for turbine blades |
-
2000
- 2000-06-09 JP JP2000179366A patent/JP2001355406A/en active Pending
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JP2008002439A (en) * | 2006-06-26 | 2008-01-10 | Toshiba Corp | Bucket and assembly method |
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