JPH05272301A - タービンロータ及びタービンロータの加工方法 - Google Patents
タービンロータ及びタービンロータの加工方法Info
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- JPH05272301A JPH05272301A JP4101879A JP10187992A JPH05272301A JP H05272301 A JPH05272301 A JP H05272301A JP 4101879 A JP4101879 A JP 4101879A JP 10187992 A JP10187992 A JP 10187992A JP H05272301 A JPH05272301 A JP H05272301A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- turbine rotor
- tapered surface
- attachment
- tapered
- taper surface
- Prior art date
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B24—GRINDING; POLISHING
- B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
- B24B19/00—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group
- B24B19/14—Single-purpose machines or devices for particular grinding operations not covered by any other main group for grinding turbine blades, propeller blades or the like
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23B—TURNING; BORING
- B23B33/00—Drivers; Driving centres, Nose clutches, e.g. lathe dogs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/025—Fixing blade carrying members on shafts
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/027—Arrangements for balancing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2230/00—Manufacture
- F05D2230/10—Manufacture by removing material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/4932—Turbomachine making
- Y10T29/49325—Shaping integrally bladed rotor
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Supercharger (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 セラミック製タービンロータに対し、形成容
易で且つ信頼性の高いセンタ支持手段を提供する。 【構成】 タービンロータ１のボス部３先端外周縁に、
テーパ面８を研磨手段により形成し、工作機械の支持側
には、前記テーパ面８に対応するテーパ面１０が周設さ
れたアタッチメント１１を設け、そのアタッチメント１
１のテーパ面１０に前記タービンロータ１のテーパ面３
を支持して加工を行なう。
易で且つ信頼性の高いセンタ支持手段を提供する。 【構成】 タービンロータ１のボス部３先端外周縁に、
テーパ面８を研磨手段により形成し、工作機械の支持側
には、前記テーパ面８に対応するテーパ面１０が周設さ
れたアタッチメント１１を設け、そのアタッチメント１
１のテーパ面１０に前記タービンロータ１のテーパ面３
を支持して加工を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、セラミック化したタ
ービンロータ及びそのタービンロータの加工方法に関す
る。
ービンロータ及びそのタービンロータの加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】エンジンの性能向上を図るため、エンジ
ン部品のセラミック化が進められている。ターボ過給器
に使用されるタービンロータもその例外でなく、実用化
にも成功している。タービンロータの翼を仕上げ加工す
る場合に回転中心を正確に合致させて両端を支持する手
段としては、図７のａに示す如く、回転軸５及びボス部
３の先端面中心に夫々センタ穴９．９を形成し、その各
センタ穴９．９へ夫々機械側のセンタ１４．１４を嵌め
入れて支持するか、タービンロータ側を前記とは逆に、
図７のｂに示す如くボス部３の先端面中心にテーパ状突
起１５を設け、そのテーパ状突起１５を機械側のセンタ
穴１６へ嵌め入れ支持する技術が知られている。
ン部品のセラミック化が進められている。ターボ過給器
に使用されるタービンロータもその例外でなく、実用化
にも成功している。タービンロータの翼を仕上げ加工す
る場合に回転中心を正確に合致させて両端を支持する手
段としては、図７のａに示す如く、回転軸５及びボス部
３の先端面中心に夫々センタ穴９．９を形成し、その各
センタ穴９．９へ夫々機械側のセンタ１４．１４を嵌め
入れて支持するか、タービンロータ側を前記とは逆に、
図７のｂに示す如くボス部３の先端面中心にテーパ状突
起１５を設け、そのテーパ状突起１５を機械側のセンタ
穴１６へ嵌め入れ支持する技術が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の支持手段は、金
属製タービンロータに採用されている技術をそのままセ
ラミック製タービンロータに応用したものであるから、
加工性の悪いセラミックではセラミック特有の不都合を
生ずる。即ちセラミック成形品に穴加工するのは容易で
はなく、センタ穴を予め形成しておいて最後に仕上げ加
工しても良いが、二度手間になって効率が悪くコストア
ップを招く。又穴部分にクラックが生じやすく、その検
出が困難であるから機械加工時に、或は製品として使用
中に破壊する虞れがある。一方テーパ状突起を設けた場
合は、その先端が細いために加工工程で折れてしまって
加工できなくなったり、加工後に切除しないで残してお
き、組み立て工程などで欠けが生じたりすれば回転バラ
ンスが悪くなるし、そのテーパ状突起分慣性モーメント
が増加するので好ましくなく、切除するとなればそれだ
け余分な工程が増えることになる。
属製タービンロータに採用されている技術をそのままセ
ラミック製タービンロータに応用したものであるから、
加工性の悪いセラミックではセラミック特有の不都合を
生ずる。即ちセラミック成形品に穴加工するのは容易で
はなく、センタ穴を予め形成しておいて最後に仕上げ加
工しても良いが、二度手間になって効率が悪くコストア
ップを招く。又穴部分にクラックが生じやすく、その検
出が困難であるから機械加工時に、或は製品として使用
中に破壊する虞れがある。一方テーパ状突起を設けた場
合は、その先端が細いために加工工程で折れてしまって
加工できなくなったり、加工後に切除しないで残してお
き、組み立て工程などで欠けが生じたりすれば回転バラ
ンスが悪くなるし、そのテーパ状突起分慣性モーメント
が増加するので好ましくなく、切除するとなればそれだ
け余分な工程が増えることになる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、加工率を少な
くして信頼性の高い支持を可能とするもので、タービン
ロータの出口側ボス部先端外周縁に、機械加工時のセン
タ決め用の受け部として利用するテーパ面を研磨手段に
より形成し、又機械側には前記テーパ面に対応するテー
パ面を備えたアタッチメントを設け、そのアタッチメン
トのテーパ面に前記タービンロータのテーパ面を支持し
て加工を行なうものであって、両テーパ面は、アタッチ
メントに形成するテーパ面の幅が、タービンロータに形
成するテーパ面の幅より小さくし、アタッチメントに形
成する全テーパ面がタービンロータに形成するテーパ面
へ接触するように設定する。
くして信頼性の高い支持を可能とするもので、タービン
ロータの出口側ボス部先端外周縁に、機械加工時のセン
タ決め用の受け部として利用するテーパ面を研磨手段に
より形成し、又機械側には前記テーパ面に対応するテー
パ面を備えたアタッチメントを設け、そのアタッチメン
トのテーパ面に前記タービンロータのテーパ面を支持し
て加工を行なうものであって、両テーパ面は、アタッチ
メントに形成するテーパ面の幅が、タービンロータに形
成するテーパ面の幅より小さくし、アタッチメントに形
成する全テーパ面がタービンロータに形成するテーパ面
へ接触するように設定する。
【０００５】
【作用】タービンロータに対し、テーパ面を研磨手段に
より周設するだけであるから簡単に形成でき、研磨され
たテーパ面の強度は高く破損の虞れはないし、研磨され
たテーパ面をアタッチメントのテーパ面へ押し当てるこ
とにより簡単且つ確実にセンタ支持できる。
より周設するだけであるから簡単に形成でき、研磨され
たテーパ面の強度は高く破損の虞れはないし、研磨され
たテーパ面をアタッチメントのテーパ面へ押し当てるこ
とにより簡単且つ確実にセンタ支持できる。
【０００６】
【実施例】本発明に係るタービンロータ及びタービンロ
ータの加工方法を図面に基いて説明する。図２におい
て、１はセラミックで成形され、焼成を終えたタービン
ロータであり、放射方向へ複数枚の翼２．２・・が突出
せられ、両端面に夫々ボス部３及び金属との嵌合軸４を
備える。５はこのタービンロータに結合する金属製の回
転軸であり、この回転軸５は段付き形状で、片端部には
タービンロータ１との結合部である嵌合穴６ａが開口し
たカップ状の嵌合部６に形成される。前記タービンロー
タ１における出口側（ターボ過給器に組み込んだ場合、
排気ガスの出口側に位置する）のボス部３の外周には、
六角レンチに対応した六角部７が形成されている。この
ようなタービンロータ１を、先ずハブにおける最大径部
の周面Ｐ1 と翼２の背面Ｐ2 とを支持し、出口側のボス
部３の先端外縁に、機械加工時のセンタ決め用の受け部
として利用するテーパ面８を研磨手段により周設する。
次に周設されたテーパ面８とハブにおける最大径部の周
面Ｐ1 とを支持して金属との嵌合軸４を仕上げ加工す
る。
ータの加工方法を図面に基いて説明する。図２におい
て、１はセラミックで成形され、焼成を終えたタービン
ロータであり、放射方向へ複数枚の翼２．２・・が突出
せられ、両端面に夫々ボス部３及び金属との嵌合軸４を
備える。５はこのタービンロータに結合する金属製の回
転軸であり、この回転軸５は段付き形状で、片端部には
タービンロータ１との結合部である嵌合穴６ａが開口し
たカップ状の嵌合部６に形成される。前記タービンロー
タ１における出口側（ターボ過給器に組み込んだ場合、
排気ガスの出口側に位置する）のボス部３の外周には、
六角レンチに対応した六角部７が形成されている。この
ようなタービンロータ１を、先ずハブにおける最大径部
の周面Ｐ1 と翼２の背面Ｐ2 とを支持し、出口側のボス
部３の先端外縁に、機械加工時のセンタ決め用の受け部
として利用するテーパ面８を研磨手段により周設する。
次に周設されたテーパ面８とハブにおける最大径部の周
面Ｐ1 とを支持して金属との嵌合軸４を仕上げ加工す
る。
【０００７】更に前記回転軸５の嵌合穴６ａへ、前記嵌
合面を仕上げ加工した金属との嵌合軸４を嵌合させて両
者を結合し、タービンロータ１のハブにおける最大径部
の周面Ｐ1 とテーパ面８とを支持し、回転軸５の他端面
部にセンタ穴９を設ける。
合面を仕上げ加工した金属との嵌合軸４を嵌合させて両
者を結合し、タービンロータ１のハブにおける最大径部
の周面Ｐ1 とテーパ面８とを支持し、回転軸５の他端面
部にセンタ穴９を設ける。
【０００８】このようにして形成された軸付きタービン
ロータは、工作機械における一方の支持部に設けたアタ
ッチメント１１のテーパ面１０及び工作機械のもう一方
の支持部に設けたセンタ１４により夫々ロータ側のテー
パ面８とセンタ穴９を支持し、翼２の外縁、及び金属軸
のジャーナル軸１２とコンプレッサ軸となる回転軸５の
外周、及びねじ部１７と嵌合部６の外周を仕上げ加工す
ると共に、嵌合部６の周囲に凹溝１３を形成することが
できる。
ロータは、工作機械における一方の支持部に設けたアタ
ッチメント１１のテーパ面１０及び工作機械のもう一方
の支持部に設けたセンタ１４により夫々ロータ側のテー
パ面８とセンタ穴９を支持し、翼２の外縁、及び金属軸
のジャーナル軸１２とコンプレッサ軸となる回転軸５の
外周、及びねじ部１７と嵌合部６の外周を仕上げ加工す
ると共に、嵌合部６の周囲に凹溝１３を形成することが
できる。
【０００９】このようにして完成された軸付きタービン
ロータのジャーナル部１２を支持し、各部の振れをチェ
ックしたところ何等異常は認められなかった。前記アタ
ッチメントのテーパ面は、タービンロータのテーパ面と
回転摩擦によって摩耗するので、アタッチメントに形成
するテーパ面がタービンロータに形成するテーパ面に一
部でも当接しない部分があればそこに段が形成されてし
まい、製品の同軸度や振れに影響を与えるので好ましく
ない。そこでテーパ面１１の幅Ｌ1 がテーパ面８の幅Ｌ
2 より小さくて、幅Ｌ1 が幅Ｌ2 内に納まり、タービン
ロータに形成するテーパ面８の総てが、アタッチメント
１１に形成するテーパ面１０に接触するように設定する
（図３）。
ロータのジャーナル部１２を支持し、各部の振れをチェ
ックしたところ何等異常は認められなかった。前記アタ
ッチメントのテーパ面は、タービンロータのテーパ面と
回転摩擦によって摩耗するので、アタッチメントに形成
するテーパ面がタービンロータに形成するテーパ面に一
部でも当接しない部分があればそこに段が形成されてし
まい、製品の同軸度や振れに影響を与えるので好ましく
ない。そこでテーパ面１１の幅Ｌ1 がテーパ面８の幅Ｌ
2 より小さくて、幅Ｌ1 が幅Ｌ2 内に納まり、タービン
ロータに形成するテーパ面８の総てが、アタッチメント
１１に形成するテーパ面１０に接触するように設定する
（図３）。
【００１０】以上本発明のタービンロータは、ボス部先
端外周面をテーパ状に研磨するだけで精度の高い加工基
準面を形成できるので、センタ穴を設けるのと比べて容
易である。又テーパ状突起のように、加工工程で附加加
重を受けても折れることなく、又切除する手間を要しな
いので加工スピードの向上に繋る。
端外周面をテーパ状に研磨するだけで精度の高い加工基
準面を形成できるので、センタ穴を設けるのと比べて容
易である。又テーパ状突起のように、加工工程で附加加
重を受けても折れることなく、又切除する手間を要しな
いので加工スピードの向上に繋る。
【００１１】本実施例に示したタービンロータのボス部
は先端まで同じ太さであるが、これを図４に示す如く先
端部のみ細径部１８にして六角レンチを嵌めやすくした
り、図５の如くスパナで掴持できるようにボス部３の周
囲に対向して二つの平面部１９．１９を形成したりでき
る。更に図６に示す如くボス部３の先端を六角ボルト頭
状部２０に形成し、その六角ボルト頭状部２０の先端に
直接テーパ面８を形成することもできる。尚テーパの角
度θは２０度〜５０度の範囲で設定するのが望ましい。
本実施例は、本発明に係るタービンロータの加工方法の
一例を示したものであって、本発明は当然この実施例に
限定されるものでなく、実施例以外の幾多の変更実施が
可能であることは言うまでもない。
は先端まで同じ太さであるが、これを図４に示す如く先
端部のみ細径部１８にして六角レンチを嵌めやすくした
り、図５の如くスパナで掴持できるようにボス部３の周
囲に対向して二つの平面部１９．１９を形成したりでき
る。更に図６に示す如くボス部３の先端を六角ボルト頭
状部２０に形成し、その六角ボルト頭状部２０の先端に
直接テーパ面８を形成することもできる。尚テーパの角
度θは２０度〜５０度の範囲で設定するのが望ましい。
本実施例は、本発明に係るタービンロータの加工方法の
一例を示したものであって、本発明は当然この実施例に
限定されるものでなく、実施例以外の幾多の変更実施が
可能であることは言うまでもない。
【００１２】
【発明の効果】本発明によれば、タービンロータの出口
側ボス部先端外縁にテーパ面が周設されているので、機
械加工時にはそのテーパ面を利用して正確にセンタ支持
でき、又そのテーパ面は研磨手段により周設するだけで
あるから形成は簡単であり、クラックや欠けなどの心配
もなく信頼性に富む。
側ボス部先端外縁にテーパ面が周設されているので、機
械加工時にはそのテーパ面を利用して正確にセンタ支持
でき、又そのテーパ面は研磨手段により周設するだけで
あるから形成は簡単であり、クラックや欠けなどの心配
もなく信頼性に富む。
【図１】本発明に係るタービンロータの加工方法を示す
説明図である。
説明図である。
【図２】タービンロータと回転軸との結合工程を示す説
明図である。
明図である。
【図３】本発明に係るタービンロータの支持状態を示す
説明図である。
説明図である。
【図４】タービンロータの変更例を示す説明図である。
【図５】タービンロータの変更例を示す説明図である。
【図６】タービンロータの変更例を示す説明図である。
【図７】従来例の説明図である
１・・タービンロータ、２・・翼、３・・ボス部、４・
・嵌合軸、５・・回転軸、６・・嵌合部、６ａ・・嵌合
穴、７・・六角部、８・・テーパ面、９・・センタ穴、
１０・・テーパ面、１１・・アタッチメント、１２・・
ジャーナル部、１３・・凹溝、１４・・センタ、１５・
・テーパ状突起、１６・・センタ穴、１７・・ねじ部、
１８・・細径部、、１９・・平面部、２０・・六角ボル
ト頭状部、Ｐ1 ・・ハブにおける最大径部の周面、Ｐ2
・・翼の背面。
・嵌合軸、５・・回転軸、６・・嵌合部、６ａ・・嵌合
穴、７・・六角部、８・・テーパ面、９・・センタ穴、
１０・・テーパ面、１１・・アタッチメント、１２・・
ジャーナル部、１３・・凹溝、１４・・センタ、１５・
・テーパ状突起、１６・・センタ穴、１７・・ねじ部、
１８・・細径部、、１９・・平面部、２０・・六角ボル
ト頭状部、Ｐ1 ・・ハブにおける最大径部の周面、Ｐ2
・・翼の背面。
Claims (3)
- 【請求項１】 セラミックで形成されたタービンロータ
の出口側ボス部先端外周縁に、機械加工時のセンタ決め
用の受け部として利用するテーパ面を研磨手段により形
成したタービンロータ。 - 【請求項２】 セラミック製タービンロータのボス部先
端外周縁に、テーパ面を研磨手段により形成し、工作機
械の支持側に前記テーパ面に対応するテーパ面が周設さ
れたアタッチメントを設け、そのアタッチメントのテー
パ面に前記タービンロータのテーパ面を支持して加工を
行なうタービンロータの加工方法。 - 【請求項３】 タービンロータに形成するテーパ面の領
域内に、アタッチメントに形成するテーパ面の全面が接
触するように設定した請求項２に記載するタービンロー
タの加工方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101879A JPH05272301A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | タービンロータ及びタービンロータの加工方法 |
| US08/033,795 US5339521A (en) | 1992-03-26 | 1993-03-18 | Machining method of ceramic turbine rotor |
| DE4309771A DE4309771C2 (de) | 1992-03-26 | 1993-03-25 | Verfahren und Vorrichtung zur Fertigbearbeitung eines keramischen Turbinenrotors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4101879A JPH05272301A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | タービンロータ及びタービンロータの加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05272301A true JPH05272301A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=14312237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4101879A Pending JPH05272301A (ja) | 1992-03-26 | 1992-03-26 | タービンロータ及びタービンロータの加工方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5339521A (ja) |
| JP (1) | JPH05272301A (ja) |
| DE (1) | DE4309771C2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016037927A (ja) * | 2014-08-08 | 2016-03-22 | 株式会社Ihi | タービンロータ軸、及びタービンロータ軸の製造方法 |
Families Citing this family (11)
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|---|---|---|---|---|
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| US5531633A (en) * | 1994-03-24 | 1996-07-02 | Ingersoll-Rand Company | Method of machining a metal workpiece |
| JP3197482B2 (ja) * | 1996-03-08 | 2001-08-13 | ワイケイケイ株式会社 | 光ファイバコネクタ用フェルールの製造方法 |
| JP3125980B2 (ja) * | 1996-10-02 | 2001-01-22 | 日本碍子株式会社 | セラミック製細長円筒部品のチャック・加工方法及び装置 |
| JP2001254627A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-09-21 | Ishikawajima Hanyou Kikai Kk | 過給機のタービンロータ軸の加工方法 |
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| US8813331B2 (en) * | 2011-03-29 | 2014-08-26 | General Electric Company | Process of preparing a turbine rotor wheel, a repair wheel for a turbine rotor wheel, and a turbine rotor wheel |
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| ITCO20130022A1 (it) | 2013-06-10 | 2014-12-11 | Nuovo Pignone Srl | Metodo per collegare una girante ad un albero, configurazione di connessione e macchina rotativa. |
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