JP2011006789A5 - 応力処理装置，施工システム，およびタービンの製造方法 - Google Patents

Description

応力処理装置，施工システム，およびタービンの製造方法

Claims (18)

1. 構造体に形成された孔内をレーザ照射するピーニングを施し，前記孔内に圧縮応力領域を形成するヘッド部と，前記レーザを前記ヘッド部に導光する光ファイバを有するレーザ部と，前記孔内に液体を噴射する噴射部と，前記噴射された液体を流通可能に前記光ファイバを支持し，かつ前記ヘッド部内に固定される支持部と，を備える施工部
   を具備する応力処理装置。
2. 前記構造体は，翼フォーク及びディスクフォークであり，
   前記孔は，前記翼フォーク及び前記ディスクフォークに形成されたピン孔であり，
   前記翼フォークを有するタービン動翼と，前記翼フォークと係合して組み立てられ，かつ前記翼フォークと互いに貫通する前記ピン孔が形成される前記ディスクフォークを有するディスクとを備えるロータを回転させ，前記ディスクを所定位置に位置決めするロータ回転部をさらに具備する
   請求項１記載の応力処理装置。
3. 前記施工部は，前記タービン動翼が取り外された前記ディスクフォークのピン孔内面に，ピーニングを施して圧縮応力領域を形成する
   請求項２記載の応力処理装置。
4. 前記構造体は，タービン動翼の翼フォーク及びディスクフォークであり，
   前記タービン動翼が，ロータのディスクに形成された前記ディスクフォークと，このディスクフォークと互いに貫通する前記ピン孔が形成される前記翼フォークと，を備え，
   前記孔は，前記翼フォーク及び前記ディスクフォークに形成されたピン孔であり，
   前記応力処理装置が，前記翼フォークのピン孔内面に，前記ピーニングを施して前記圧縮応力領域を形成する施工部をさらに具備する
   請求項１記載の応力処理装置。
5. 前記施工部は，前記取り外されたタービン動翼を，組み立て時の前記ロータの円周方向および軸方向に相当する２方向と，前記タービン動翼の長手方向との３方向に対して位置決めする位置決め部をさらに備え，
   前記施工部は，前記位置決めされた所定位置で前記翼フォークのピン孔内に，前記ピーニングを施して圧縮応力領域を形成する
   請求項４記載の応力処理装置。
6. 前記施工部は，
   前記ヘッド部を回転させるヘッド回転部と，
   前記ヘッド部を前記組み立て時のロータの半径方向に移動させる第１の移動部と，
   前記ヘッド部を前記組み立て時のロータの軸方向に移動させる第２の移動部と，
   少なくとも前記ヘッド回転部，前記第１の移動部および前記第２の移動部を制御し，前記ヘッド部を前記ピン孔と同軸上に移動させる制御部と，をさらに備える
   請求項２記載の応力処理装置。
7. 前記ヘッド部に設けられ，事前に前記施工されたピン孔の画像を撮影する撮影部をさらに備え，
   前記制御部が前記ピン孔の画像に基づいて，前記ヘッド部の先端位置を補正して施工対象の前記ピン孔位置に位置決めさせる
   請求項６記載の応力処理装置。
8. 前記ヘッド部が，前記組み立て時のロータの円周方向に対して存在する前記ピン孔のうち，同一円周上に配置される複数の前記ピン孔，または前記組み立て時のロータの同一半径方向に配置される複数の前記ピン孔に対向する位置に複数設けられ，
   前記ヘッド部が，前記同一円周上の複数のピン孔内または前記同一半径方向の複数のピン孔内に，前記ピーニングを同時に施して圧縮応力領域を形成する
   請求項６記載の応力処理装置。
9. 前記制御部は，前記ヘッド回転部および前記第２の移動部を制御し，前記ピン孔内に，前記ピーニングを螺旋状に施して，前記圧縮応力領域を連続的に形成させる
   請求項６記載の応力処理装置。
10. 前記制御部は，前記ロータの軸方向の前記ヘッド部の移動量および前記レーザの照射範囲に基づいて，前記ピン孔内の前記レーザ部，前記ヘッド回転部および前記第２の移動部を制御し，前記ピン孔内を断続的に前記ピーニングを施し，前記圧縮応力領域を部分的に形成する
    請求項６記載の応力処理装置。
11. 前記噴射部は，前記液体を前記ピン孔内のレーザ照射点に噴射し，液体膜を生成する
    請求項２記載の応力処理装置。
12. 前記支持部は，前記光ファイバを支持する支持部材と，前記支持部材の周囲に設けられ，前記支持部材と前記ピン孔内とを結合する複数の結合部材とを有し，前記結合部材間に形成された空隙を介して前記噴射部から噴射された液体を流通する
    請求項２記載の応力処理装置。
13. 前記ヘッド回転部は，前記ピン孔の内径より小さい径の前記ヘッド部の中心軸を，前記ピン孔の中心軸に対して平行に円運動させて，前記ヘッド部が前記ピン孔の内面に沿って偏心運動する
    請求項６記載の応力処理装置。
14. 前記ロータの半径方向が異なり，かつ同一円周上の複数の前記ピン孔のピッチに対応した複数のホルダと，
    施工対象の前記同一円周上の複数のピン孔のピットに対応したホルダに，複数の前記ヘッド部を組替えて取り付け，この同一円周上の複数のピン孔内に，同時に前記ピーニングを施して前記圧縮応力領域を形成する
    請求項６記載の応力処理装置。
15. 翼フォークを有するタービン動翼と，前記翼フォークが係合するディスクフォークを有するロータのディスクと，を同時にリーマ加工する加工部と，
    前記ロータを回転させ，前記ディスクを所定位置に位置決めするロータ回転部と，ピーニングを施すヘッド部と，照射したレーザを前記ヘッド部に導光する光ファイバを有し，前記ピン孔内をレーザ照射してピーニングを施すレーザ部と，前記ピン孔内に液体を噴射する噴射部と，前記噴射された液体を流通可能に前記光ファイバを支持し，かつ前記ヘッド部内に固定される支持部と，を備え，前記位置決めされた所定位置で前記翼フォークのピン孔内面および前記ディスクフォークのピン孔内面の少なくとも一方のピン孔内面に，ピーニングを施して圧縮応力領域を形成する施工部と，を具備する応力処理装置と，
    前記ピン孔内に噴射された液体を乾燥する乾燥部と，
    前記ピン孔内に形成された圧縮応力領域の画像を撮影し，前記画像に基づいて，前記圧縮応力領域を認識する認識部と，
    前記タービン動翼と前記ディスクを組み立てる組立部と，を具備し，
    前記ロータの同一円周上の異なる位置に前記各部位をそれぞれ配置し，または前記ロータの同一円周上の異なる位置に各部位をそれぞれ配置するとともに，タービン側の前記ディスクとコレクタ側の前記ディスクの対向する位置に同じ機能を有する前記各部位をそれぞれ配置する
    施工システム。
16. タービン動翼の翼フォーク上の孔にリーマ加工を施して，前記孔の径を大きくする工程と，
    前記孔の内面をレーザピーニング処理して，この内面上に圧縮応力領域を形成する工程と，
    前記孔にピンを挿入して，前記タービン動翼をロータのディスクに固定する工程と，
    を具備するタービンの製造方法。
17. 前記ロータのディスクフォークの第２の孔にリーマ加工を施して，前記第２の孔の径を大きくする工程と，
    前記第２の孔の第２の内面をレーザピーニング処理して，前記第２の内面上に第２の圧縮応力領域を形成する工程と，
    をさらに具備する請求項１６記載のタービンの製造方法。
18. 前記形成する工程が，前記孔に液体を噴射しながら，前記孔の内面にレーザを照射する工程を有する
    請求項１６記載のタービンの製造方法。