JPS6028629B2 - タ−ボ機械の羽根の縁部を研摩する機械 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本願発明は、ターボ機械に関する。

具体的には、ターボ機械と一般的に関連する羽根の緑を
成形又は再成形する装置に関する。従って、本願発明の
装置の主目的は、ターボ機械の羽根要素の成形又は再成
形するための改良された装置の提供にある。

本願発明によって達成される目的と利点は、以下の記載
から明らかとなろう。

本願発明の一形態では、羽根要素の前緑を成形又は再成
形する装置が提供され、当該装置は、動力装置と、羽根
から材料を除去するため動力装置によって駆動される第
１の装置を有し「第１の装置には第１の位置があって「
ここで第１の装置が緑の一部分と係合して、羽根から材
料を除去するようになっておりｔ前記装置は、更に、前
記縁の連続部分が第１の装置と係合しながら第１の装置
に対して羽根が移動する間羽根を支持するために羽根と
係合するようになっている第２の装置と、前記移動の間
羽根を案内し且つ前記線の一部分を所定の角度で第１の
装置と係合させる第３の装置とを有する。前記装置には
、更に、成形作業の間移動しないように前記第１、２及
び３の装置を保持するために第４の装置が設けてある。
本願発明の目的及び特徴は、以下の記載及び図面により
明白となろう。

第１図には、典型的な羽根２が図示されており「羽根２
は「翼部４、取付根元部６、台座部８から成る。

羽根の台座部８から外側へ延びる前緑１０と後縁１２は
翼部４の一体部分である。第２図には、前縁１０の輪郭
が拡大されて部分的に図示されている。前縁１肌まはじ
めに理想的輪郭１１を表わすように製造される。しかし
、現場での使用中に、羽根２Ｌ特に前縁１０‘こ流動嬢
質及び混入物が衝突して「輪郭１１を浸食し、鈍くなっ
た輪郭にし、製造当初の空気力学的輪郭を失った翼にし
、こうしてターボ機械のサイクル効率の損失原因となる
。羽根全体２を置換する代りに「鈍くなった緑１＠を再
成形して第２図に示すような輪郭１８を現わすようにし
てもよい。当該輪郭１８はふもとの輪郭１亀と似た輪郭
であって「翼４のもとの空気力学的特性を回復するもの
と観察される。本願発明はち当初の製造工程で前緑１０
を輪郭１１１ご成形する場合でも、羽根２を現場で使用
した後輪都官韓‘こ再成形する場合でも、充分に使用で
きるようになっている。第３，４及び５図には、前縁亀
８を成形するための本願発明の羽根緑成形装置２覇を全
体的に示してある。

そして〜第３図には、成形作業中に当該装置と関連する
羽根２が図示されている。当該装置は一般的に工作盤２
２と「工作盤２２に堅固に固定された電動機駆動集成体
２４と、工作盤２２に糟動自在に装着され且つ電動機駆
動集成体２４１こよって騒動されるといし車集成体２８
と〜工作盤２２に堅固に固定されたカム支持腕３鰭とカ
ム集成体２８と、工作盤２２に堅固に固定された羽根支
持具３蔓，３２とトそして一定の加圧力で翼４と係合す
るようにとし、し車集成体を隅位させたり、翼愚からと
し、し車集成体２６を後退させる後退機構３４とからな
る。当該装置２０は、羽根２がとし、し車集成体２６と
係合しながらそれを横切って移動するときに、前縁１０
を成形することによって本願発明の目的をほぼ達成する
。工作盤２２は、成形装置２０の他の要素を適当に支持
できるように作ることができる。

第３図に示すように、工作盤２２は複数の垂直脚３６を
有し、垂直脚３６が下端で水平保持部材３８と相互結合
し、上端で基盤４川こ堅固に結合している。基盤４０１
まだいたい矩形であって、強固な面を具備し「 この面
にカム支持腕３０、羽根支持具３１及び３２及びとし、
し車集成体がとりつけられる。３つのだいたい矩形の通
路４２，４４及び４６が基盤を０に形成され、後述のよ
うに、当該装置の他の要素の部分が通過できるようにな
っている。

カム支持腕３０の一端にある４個の最孔５２を通って基
盤４０‘こねじ結合する４個のボルト５０によって、カ
ム支持腕３３が基盤４０‘こ堅固にしかし調整できるよ
うに固定される。従って、ボルト５０をゆるめ、孔５２
の伸びている方向へカム支持腕３０を移動し、そしてボ
ルト５０と再び締めてカム支持腕３０を基盤４０に動か
ないように固定して、カム支持腕３０を調整できる。カ
ム支持腕３０８ま全体的に弧状でその一端５４が基盤４
０１こ固定され〜池端６６が基盤４０の上方に配置され
ている。カム集成体２８がボルト５８によってカム支持
腕３０の端５６１こ調整できるようにしかし堅固に装着
されるが、ボルト５８！ま端５６の長孔６０を通ってカ
ム集成体２８１こねじ結合する。カム支持腕３０を調整
する線に垂直な線に沿って、カム支持腕３Ｑ‘こ対して
カム集成体２８を調整できる。従って、カム集成体２８
の位置は、カム集成体自体をボルト６蟹と孔６Ｑとで調
整するか、カム支持腕３０をボルト５０と孔５２とで調
整するかによって「調整できる。カム集成体２８は「基
部６２と「所定のカム面６６を有するカム部６４とから
なる。

カム部６４を通って基部６２にねじ結合するピン６６１
こよって、カム部６４が基部６２に装着されている。相
互に隔たる羽根支持具３１及び３２は、基盤亀０１こ堅
固に固定されている。支持臭３１及び３２は、各々、固
定の支持体６鰭と「支持体６８に回転自在に装着され羽
根２を垂直移動できないように支持する水平ローラＴ０
及び７２と、支持体６８に回転自在に装着され前縁１０
を側面方向移動できないように支持するローラ７４とか
らなる。ローラ７０，７２及び７４は、といし車集成体
２６に対して全体的に前縁１０を位置づけるように働く
。とし、し車集成体２６は、弾性変形可能な研摩材から
作ったといし車７６と、とし、し車を固定する軸７８と
、軸７８とそれに固定したといし車７６を回転支持する
装着ブロック８０及び８２と、そして軸７８に堅固に固
定された滑車８４とからなる。

図面に開示された当該装置では、羽根２から材料を除去
する装置としてとし、し車を示したが、たねみといしベ
ルトのような他の研摩要素でも適切である。とし・し車
７６は羽根支持具３１及び３２の間を突き出ており、こ
うして羽根２を、羽根２ととし、し車７６の係合区域に
隣接するようにしてとし、し車７６の両側で支持できる
。装着ブロック８０及び８２は、ボルト締め、溶接など
の通常の方法で浮動盤８６に堅固に装着されており、こ
うしてとし・し車集成体が浮動盤８６上に回転できるよ
うに固定される。浮動盤８６は、基盤４０上に配置され
ただいたい平らな盤であって、装着部８８と、そして一
体に形成された付属部９０を有し、装着部８８にはとい
し車集成体２６がとつけられている。

浮動盤８６には、といし車が突き出る穴９２が中央に配
置されており、そして駆動滑車８４が突き出るみぞ穴９
４がある。みぞ穴９４を通して、といし車集成体２６を
電動機集成体２４と駆動ベルト９６によって回転駆動で
きる。電動動機集成体２４は、普通の方法によって工作
盤２２に装着され「といし車７６を動かす駆動力をもた
らすように働く。浮動盤８６は、基盤４川こ糟勤自在に
装着され、次に記載するように基盤４０‘こ対して所定
の往復移動をするようになっている。

本願発明では、第４図に示すように、基盤４０１こ対し
て滑動自在に浮動盤８６を支持するために穣９８及び１
００が設けてある。榛９８及び１０川ま、各々の端１０
２及び１０４のところで、装着耳１０６及び１０８によ
って各々基盤４０に固定されている。装着耳１０６及び
１０８は、ボルト締め、溶接等の通常の方法によって基
盤４０の底面に固定されている。浮動盤８６は４個の支
持ブロックＩ１０１こよって棒９８，１００に滑動自在
に支持されているが、支持ブロック１１０の２個は通路
４２内にあって棒９８と関連し、他の２個は通路４６内
にあって棒１００と関連する。各支持ブロックは浮動盤
８６に堅固に固定され、そして各々の関連する棒の中央
部分を受けて往復滑動させる手段を有している。従って
、棒９８，１００は装着耳１０６，１０８によって基盤
４０に固定され、浮動盤８６は、棒９８，１００上の支
持ブロック１１０の糟敷によって、基盤４０に対し往復
移動するようになっている。第３図には、棒９８，１０
０と、装着耳１０６，１０８と、支持ブロック１１０と
を示していないが、第５図に装着耳１０６と支持ブロッ
ク１１０とを１個づつ示してある。浮動盤８６の往復滑
動は「止め装置１１２と脇勤する後退機構３４によって
制御され且つ制限される。後退機構３４は一般に後退シ
リンダ１１４、たわみケーブル１１６及び偏位部材１１
８からなる。後退シリンダー１４は基盤４０‘こ溶接さ
れたブラケツト１１５によって支持されている。シリン
ダ１１４は内部に形成された円筒室１２０と当該室１２
０内に移動するように配置されたピストン１２２とを有
している。加圧煤質を室１２０のピストン１２２の左側
に供給する手段１１３が設けてある。シリンダ１１４に
は逃し手段２００があって、室１２０のピストンの右側
を大気圧に維持している。たわみケーブル１１６は、ピ
ストン１２２に結合したピストン榛１２４に一方の端１
１７で鞠支されており、偏位部材１１８に他方の端１１
９で軸支されている。

端１１７及び１１９の間に連結リンク１２１が配置され
ていて、その一端１２３が浮動盤８６にねじ結合されて
いる。池端１２５には、小穴１２７が形成されていて、
たわみケーブル１１６を受けるようになっている。小穴
１２７の両側においてたわみケーブル１１６に鎖錠要素
１２９，１３０が保持され、連結リンク１２１がケーブ
ル１１６に対して動かないようになっている。偏位部材
１１８は、基本的には、ブラケツト１２６によって垂直
脚３６の１つにゆるく支えられた自由垂下おもりであっ
て、第３図に示すようにケーブル１１６に下方向の力を
及ぼす。

ケーブル１１６は、垂直脚３６に堅固に固定された滑車
集成体１２８と協働して、偏位部村１１８によって発生
した下方向垂直力を、連結リンク１２１と浮動盤８６に
作用する水平力に変える。止め装置１１２が後退シリン
ダ１１４による浮動盤８６の後退を制限するように働く
。

止め装置１１２は、一般的には、浮動盤８６の付属部９
０にあって前緑１３３と後縁１３５とを有する矩形みぞ
穴１３２と、前向き衝合縁１３７と後向き衝合緑１３９
とを有する止め部村１３４と、そして止め部材１３４を
基盤４川こ解放自在に固定するボルト装置１４０からな
る。長みぞ穴１３６が止め部材１３４に設けられていて
、基盤４０にねじ結合するボルト装置１４０を受け入れ
る。長みぞ穴１３６がみぞ穴１３６の長手方向の止め部
材１３４の調整を可能とし、これによって浮動盤８６の
後退量の変動に備え、更に、とし、し車７６の径が再成
形中の通常の摩耗によって減少するときに、所望の後退
量をとれる。

とし・し車７６、軸７８、装着ブロック８０及び８２そ
して滑車８４は保護被い１３８に包囲されるが、保護被
い１３８は研削作業中に除去された研摩粒子又は金属粒
子が当該装置の作業者に当たらないように防止する。

調整可能な遮蔽板１４０が被い１３８に取り付けられて
いるが、といし車７６近くに配置されていて、粒子がと
し、し車７６によって被いの囲みから飛ばされるのを防
止する。遮蔽板１４０が調整可能であるから、とし、し
車７６の摩耗のいろいろな段階に対してとし、し車に接
近して遮蔽板１４０を配置できる。第６図においては、
前縁１０を再成形するために羽根２がとし、し車７６と
係合している位置における成形装置の一部を示してある
。

この位置では、浮動盤８６がその前側位置、即ち第６図
を見て左側に偏位しており、みぞ穴１３２の前縁１３３
と前向き衝合縁１３７との間に隙間１４２が生じている
。みぞ穴１３２の後縁１３５と後向き衝合緑１３９との
間にも隙間１４４が維持されている。第６図では、前線
１０をとし、し車７６と孫合させた翼４の典型的断面を
図示してある。

係合中の前緑の部分は、前緑１０を所定の形に成形する
ように選ばれた所定の角度ａでといし車に当てられてい
る。所定の角度８で前縁１０をといし車７６に当てるこ
とは、互に所定の空間関係で配置された水平ローラ７０
及び７２、垂直ローラ７４及びカム面６６と同時に係合
するように翼４を維持することによって行われる。水平
ローラ７０及び７２、と垂直ローラ７４は、研削成形作
業中羽根２を支持し、といし車７６に対して前縁１０の
位置を設定する作用を一般に行う。カム面６６は翼４の
後縁１２に対する案内となり、そして翼４がローラ７０
，７２及び７４そしてカム面６６と係合した場合に、翼
４が、といし車に当てられた前縁１０の部分が所定の角
度８をなすような姿勢となるように、カム面６６は位置
づけられ且つ形づけられる。具体的にいうと、翼がロー
ラ７０，７２及び７４と係合している間、前緑の各連続
部分が所定の角度８でとし、し車７６に当たるにつれて
、後縁の全ての点に軌跡を表わすように、カム面６６は
形づけられる。前述のローラとカム面６６と係合しなが
ら、といし車７６に対し横方向へ翼４が移動すると、と
いし車７６に当って成形される前緑１０の各連続部分が
所定の角度８を向くようになる。この結果、弦長、羽根
のねじれ、そり角又は羽根の厚さに変化があっても、翼
４の全長に沿って前縁１０に適切な輪郭が与えられる。
唯一の支持具３１又は３２を具備するだけで、当該装置
が本願発明の目的を容易に達成しうるが、２個の隔たっ
た支持臭３１及び３２で成形作業中羽根の安定性を高め
ようにすることを助言する。前述のように前緑１０の各
連続部分は所定の角度８でとし、し車７６に当てられる
。

角度のよ一定であってもよく、即ち、前縁１０の各連続
部分に対して同じであってもよく、又は角度８‘ま前縁
１０の各連続部分について異なっていてもよい。角度８
が一定であっても可変であっても、前縁１０の各部分に
対する所望の角度８が得られるようにカム面６６を形付
けることができる。これは、翼４がローラ７０，７２及
び７４と係合する間に、前縁の各連続部分が各々の角度
８でとし、し車７６に当たるにつれて、後縁の全ての点
の軌跡を表わすようにカム面６６を形付けることによっ
て行われる。更に、翼の形が必要とするならば、翼４が
とし、し車７６を横切って移動するにつれてカム６４が
回転するように、カム集成体２８のカム部分６４をピン
６５によって基部６２に回転目在に装着できる。成形又
は再成形装置２０の操作について次に述べる。

前縁１０の再成形は、前縁１０がとし、し車７６と係合
している間に、とし、し車の回転軸に平行な方向へ羽根
２を移動することによって一般に行われる。前述のよう
に、羽根１０を装置２０の中に挿入したり「そこから除
去したりすることが望まれるときには、第３図に示すよ
うに室１２０のピストンの左側を加圧装置１ １３によ
って加圧する。ピストン１２２に働く加圧流動媒体が、
偏位部材１１８からたわみケーブル１１６を経て浮動盤
８６に及ぼされる力に打ち勝って、みぞ穴１３２の前緑
１３３が前向き衝合緑１３７と係合するまで、浮動盤８
６を右側に引っ張る。この位置では、浮動盤８６そして
とし、し車集成体２６が羽根支持具３１及び３２から後
退しており、従って、装置２川こ翼４を挿入する隙間を
作る。次に翼４を前述の隙間に挿入し、前縁が水平ロー
ラ７０及び７２に着座し、後縁１２がカム面６６と係合
するように位置づける。翼４をこのように位置づけると
、前緑１０の一部が成形又は再成形用とし、し車７６に
対して所定角度８で当たる。羽根が前述のように位置づ
けられると、電動機駆動集成体２４が図示していない通
常のスイッチ装置によって付勢され、こうして駆動ベル
ト９６、滑車４２、藤７８そしてといし車７６を回転す
る。といし車２６が適当な定常状態の回転速度に達した
後、室１２０のピストン１２２の左側にかかっている圧
力が図示していない制御装置によって解放される。偏位
部材１１８の重量によってもたらされる力が浮動盤８６
ととし、し車２６を左へ引っ張り、前緑１０の当綾部分
と係合し、ここで当鞍部分が所望の輪郭に成形又は再成
形される。偏位部材は一定の力又は圧力を加えて前縁１
０ととし、し車７６の係合を維持する。

といし車が弾性変形可能な研摩材料からなるので、とい
し車は前縁１０の当鞍部分と点接触や線接触ではなく両
接触で係合するものであり、加えられた一定の力を前緑
１０上に等しく分配し、なめらかにそして平らに成形さ
れた輪郭をもたらす。剛性の研摩材料を使用すると、再
成形された輪郭を、断面を見たときに凹状の形を有する
ものにし、そして更に、再成形された前緑１０と翼４の
残部との間の遷移区域をなめらかにできない。装置２０
をこの位置に置いて、羽根２従って翼４を手動で又は機
械的装置によって、といし車の回転軸に平行に移動する
が、その間前縁及びローラ７０，７２及び７４そしてカ
ム６６と接触しつづける。

このような翼４の移動によって前緑１０の各連続部分が
再成形用とし、し車に当てられる。ローラ７０，７２及
び７４そしてカム面６６の間の所定の空間関係とカム面
６６の所定の形状によって、前縁１０の各連続部分を所
定の角度ａでとし、し車７６に当てるように、翼４を適
当な姿勢に維持することが確実にできる。更に、前緑１
０の適切な形を得るために更に材料を除去することが必
要ならば翼４をといし車７６の前後に移動することがで
きる。翼４の全長に沿って前縁１０に適切な輪郭を得た
後、加圧流体を再び室１２０‘こ導入して、浮動盤８６
を前述と同じ方法で右に後退させる。そして、羽根２を
装置２０から取り外す。多数の羽根を装置２０で機械加
工すると、とし・し車７６が摩耗するから、みそ穴１３
２の後緑１３５が止め部材１３４の後向き衝合縁と係合
し、こうしてとし、し車７６が当接すべき前縁と適切に
係合しなくなるようになる。

この場合、ボルト装置１４０のゆるめ、止め部材１３４
を左に移し、そしてボルト装置１４０を再び締めること
によって止め部材１３４を調整する。ロ−ラ７０，７２
及び７４、カム面６６そしてとし、し車７６が成形作業
中互に移動しないように保持されることは、本願発明に
ついての前述の記載から容易にわかる。

従って、本願発明では、従釆技術の装置のように、移動
用位置づけ支持要素を案内するための装置をさらに設け
る必要がない。その結果、本願発明は従来技術の装置よ
り安価であり、比較的簡単な形状の羽根に限定されない
。以上の記載により、本願発明の目的を達成する成形装
置が提供され、そして、本願発明の実施例を１つだけ図
に示しながら記載したが、本願発明についての他の等価
の形態も特許請求の範囲内に入ることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ターボ機械の羽根の斜視図、第２図は、羽根
の前縁の拡大断面図、第３図は、羽根の前緑を成形する
本願発明の装置の側面図で、一部を断面図とした図、第
４図は、当該装置の平面図で、カムとカム支持腕の一部
を省略して、当該装置の残部を見やすくした図、第５図
は、当該装置の側面図で、装置の一部を第３図の線５一
５で切つた断面図で示した図、第６図は、当該装置の拡
大部分側面図。 １０・・・・・・前縁、２２・・・・・・工作盤、２６
・・・…といし車集成体、２８…・・・カム集成体、３
４・・・・・・後退機構、８６・…・・浮動盤。 モ主亘１ 干三宮２ Ｆ百４ ｔ…亘３ モ；亘５ 園

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 機械フレームと、加工される工作物に対し押し当て
   得る、該フレームに移動自在に配置された弾性変形可能
   な研摩工具と、前記工作物の表面及び移動方向に対し横
   向き接線方向に前記工作物を移動できる工作物受け具と
   を含む、ターボ機械の羽根の縦方向縁部を研摩する機械
   に於て、前記研摩工具７６は円周状の研摩盤であり、前
   記工作物受け具３１，３２は、研摩盤の回転軸に対し水
   平に配置された２個の支持プーリ７０，７２と前記研摩
   工具７６から離れた前記工作物の側面に於ける実質的な
   縦軸に備え付けた支持プーリ７４とを含むプーリブロツ
   クであり、更に前記工作物は加工される縁部１０の反対
   側の縁部１２に於て、前記工作物を案内し前記加工され
   る縁部と前記研摩工具とが所定の角度を形成するような
   カム面６６を有し且つ実質的に縦方向に配置されたカム
   本体２８に対し突き合せになつており、該カム本体は前
   記研摩工具７６の軸に平行な前記機械フレーム２２に対
   し調整自在に固定された支持腕３０に装着されている機
   械。 ２ 前記カム本体２８が前記研摩工具の軸に対し水平に
   且つ横方向に調整自在に固定されていることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の機械。