KR101890049B1 - 나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소를 고정하기 위한 방법 및 장치, 터빈의 하나 이상의 평형추 설치 방법 및 터빈 - Google Patents

나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소를 고정하기 위한 방법 및 장치, 터빈의 하나 이상의 평형추 설치 방법 및 터빈 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 나사형 시트(2) 내에 나사 결합된 나사형 요소(3)의 고정 방법에 관한 것이며, 적어도, 나사형 시트(2) 내에 나사 결합된 나사형 요소(3)는, 적어도 부분적으로, 공구(10)의 변형 수단(14)을 이용하여, 나사형 요소가 결과적으로 회전 방지식으로 평형추-나사형 시트(2) 내에 배열되도록 소성 변형되며, 공구(10)의 안내 요소(12)가 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 축방향으로 삽입됨으로써, 공구(10)는 축방향으로 나사형 요소(3) 전방에 위치 설정되며, 축방향에서 나사형 요소(3) 전방에 위치 설정된 변형 수단(14)은 나사형 요소(3) 방향으로 가속되며, 나사형 요소(3)가 나사형 시트(2) 내에 고정되기 위해, 적어도, 공구(10)에 대면한 나사형 요소(3) 및/또는 나사형 시트(2)의 제1 나사 피치가 변형 수단(14)을 통해 변형되도록, 변형 수단(14)은 구동 리세스(11) 내로 삽입된 안내 요소(12)에 대해 상대적으로 변위된다.

Description

나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소를 고정하기 위한 방법 및 장치, 터빈의 하나 이상의 평형추 설치 방법 및 터빈{METHOD AND DEVICE FOR SECURING A THREADED ELEMENT SCREWED INTO A THREADED SEAT, METHOD FOR MOUNTING AT LEAST ONE BALANCING WEIGHT OF A TURBINE, AND A TURBINE}
본 발명은 한편으로, 나사형 요소가 결과적으로 회전 방지식으로 나사형 시트 내에 배열되도록, 적어도, 나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소가 적어도 부분적으로 공구의 변형 수단을 통해 소성 변형되는, 나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소를 고정하기 위한 방법에 관한 것이다.
본 발명은 다른 한편으로, 하나 이상의 평형추가 조립 나사로서 형성된 나사형 요소를 이용하여 고정되며, 작동 조건 하에 실행되는 최종 평형 공정에서 나사형 요소가 규정된 토크로 나사형 시트 내로 당겨지는, 터빈, 특히 증기 터빈의 하나 이상의 평형추를 설치하기 위한 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 적어도 나사형 요소의 소성 변형을 위한 공구를 이용하여, 나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소를 고정하기 위한 장치에 관한 것으로서, 공구는 지지체를 포함한다.
그 외에, 본 발명은, 터빈 블레이드를 보유하는 하나 이상의 회전되는 로터 및 회전되는 로터의 평형을 위한 평형추를 구비하며, 나사형 요소로서 형성된 조립 나사를 이용하여 평형추가 고정되며, 나사형 요소가 풀림 고정부를 통해 나사형 시트 내에 고정되는 터빈, 특히 증기 터빈에 관한 것이다.
종래 기술에는, 터빈의 회전되는 터빈 블레이드 또는 이와 관련된 터빈 로터가 평형추에 의해 평형화됨으로써, 이를 장착한 터빈의 터빈 샤프트가 작동 중에 가급적 진동 없이 회전될 수 있어서, 터빈 로터 및 이에 배열된 터빈 블레이드로 구성된 배열체에 의해 야기되는 불평형을 통해 터빈 샤프트의 회전이 가능하면 바람직하지 못한 영향을 받지 않는 것이 공지되어 있다. 이와 관련되는 평형화는 통상, 공장에서 평형추를 이용하여 평형 설비 내에서 터빈의 조립 중에 수행된다. 평형추는, 통상 터빈 로터에서 이를 위해 제공된 환형 홈 내에 위치 설정되며, 각각, 하나 이상의 조립 나사에 의해 현장에서 환형 홈 내에 고정된다. 이러한 조립 나사는 공장에서 예를 들어 각각의 나사형 시트 내의 피닝(peening) 작업을 통해 의도하지 않은 풀림에 대해 방지될 수 있기 때문에, 평형추가 전체적으로 풀림 방지식으로 배열된다. 그러나 작동 조건 하에 발전소 현장에서의 최종 평형화 과정에서 평형추의 설치 후에, 사용된 평형추는 단지 규정된 토크로만 조여질 수 있다. 의도하지 않은 풀림에 대한, 예를 들어 나사형 시트 내의 피닝을 통한 이를 위해 제공된 조립 나사의 추가의 고정은, 어려운 접근성으로 인해 통상 더 이상 가능하지 않거나 또는 단지 매우 소모적으로 그리고 불만족스럽게만 가능하다. 이러한 어려운 접근성은, 평형추가 접근 위치로부터 약 650mm 이격되어 배열되고, 약 80mm의 직경을 갖는 접근 보어 등을 통해서만 도달되기 때문에 발생한다. 따라서, 평형추 또는 조립 나사가 추가로 고정되지 않기 때문에, 이러한 유형의 안정적이지 않은 조립 나사가 더 쉽게 풀릴 수 있고, 그 결과 평형추가 제공된 위치로부터 움직일 수 있는 위험이 형성된다. 이는, 터빈 샤프트가 더욱 부정확하게 회전하는 결과를 갖는다. 이는, 다시 전체적으로 증가된 마모 및 조기 보수 작업, 그리고 터빈의 정지를 야기한다.
예를 들어, US 6,279,420 B1에는 터보 기계 내의 회전 부품용 평형추, 상응하는 조립 공구 및 평형추의 조립을 위한 조립 방법이 공지되어 있다. 이 경우에, 평형추는 로터의 환형 홈 내로 장착되며, 환형 홈 내에서 적절한 평형 위치에 고정된다. 이를 위해, 평형추는 제1 회전 공구를 이용하여, 수직 축을 중심으로 90°환형 홈 내에서 회전하며 위치 설정된다. 이러한 평형 위치 내에 평형추의 고정을 위해, 다른 공구, 즉, 추가의 압입 충격 공구를 이용하여, 한편으로, 환형 홈의 주변부가 지점에 따라 압입 충격 공구의 충격 팁을 통해, 이를 통해 형성되는 변형 영역이 헤드 측에서 평형추 내로 제공된 슬롯 내에서 편향될 수 있도록 소성 변형된다. 다른 한편으로, 평형추 내에 기계 가공된 나사형 시트의 나사산이 충격 공구의 중앙 충격 돌기를 통해 추가로 소성 변형된다.
또한, EP 1 052 424 A2에는 회전축을 중심으로 하는 터빈 로터의 평형을 위한 장치가 공지되어 있으며, 고정 요소, 즉, 나사가, 고정 요소 및 평형추와 상호 고정되도록 평형추와 압입될 수 있다.
US 1,952,395 A에는 나사의 삽입을 위한 장치가 설명되어 있으며, 이러한 장치는 스웨이지 공구를 포함하며, 이를 이용하여, 나사 헤드가 관통구의 언더컷 후방까지 변형되거나, 관통 보어와 주변부가 부분적으로, 구성 부품 내에 나사 결합된 나사의 나사 헤드를 지나서 까지 변형될 수 있다.
또한, US 2,438,744 A에는 부시 삽입 공구 또는 유연한 금속 부분을 보어 내로 삽입하기 위한 공구가 공지되어 있다. 여기서, 부시는 공구를 이용하여 보어의 나사형 섹션 내로 나사 결합된다. 이어서, 공구의 스탬프를 이용하여, 보어 및 부시가 지점에 따라 변형됨으로써, 부시가 유연한 금속 부분의 보어 내에 회전 방지식으로 안착되고, 공구가 다시 부시로부터 나사 풀림될 수 있다.
본 발명의 과제는 적어도 상술된 단점을 극복하는 것이다.
본 발명의 상기 과제는 터빈 배열체의 평형추-나사형 시트 내에 나사 결합되고 조립 나사로서 형성된 나사형 요소의 고정을 위한 방법에 의해 해결되며, 상기 방법에서, 적어도, 평형추-나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소는, 적어도 부분적으로, 공구의 변형 수단을 이용하여, 나사형 요소가 결과적으로 회전 방지식으로 평형추-나사형 시트 내에 배열되도록 소성 변형되며, 공구의 안내 요소가 나사형 요소의 구동 리세스 내로 축방향으로 삽입됨으로써, 공구가 축방향으로 나사형 요소 전방에 위치 설정되며, 축방향에서 나사형 요소 전방에 위치 설정된 변형 수단이 나사형 요소 방향으로 가속됨으로써 이동되며, 변형 수단은 구동 리세스 내로 삽입된 안내 요소에 대해 상대적으로 변위되는데, 이 변위 과정에 있어서 나사형 요소가 평형추-나사형 시트 내에 고정되기 위해, 적어도 공구에 대면한 나사형 요소 및/또는 평형추-나사형 시트의 제1 나사 피치가 변형 수단을 통해 변형된다.
바람직하게는, 특히 나사형 시트가 그 외의 경우에 임계적인 거리로부터의 어려운 접근성에도 불구하고, 목표한 대로 변형 수단에 의해 소성 변형될 수 있도록, 변형을 위해 제공된 공구가 나사형 요소의 구동 리세스 내로 삽입된 안내 요소를 통해 나사형 요소에 대해 위치 설정됨으로써, 나사형 요소의 회전 방지가 신뢰성 있게 보장된다. 이를 위해, 이어서 변형 수단이 안내 요소에 대해 상대적으로 변위될 수 있다.
본원의 방법에 의해, 나사형 시트 및/또는 나사형 요소의 양호한 변형이 단지 어렵게 접근 가능한 위치에서도 더 큰 간격을 두고 달성될 수 있는 효과를 기초로 하여, 평형추가 예를 들어 터빈 로터의 환형 홈 내에 작동 안전적으로 고정될 수 있기 위해, 나사형 요소가 고정되기 전에 조립 나사로서 터빈 배열체의 평형추 내로 나사 결합되는 것은 바람직하다.
이 경우에, 바람직하게는, 나사형 요소 및/또는 바람직하게는 나사형 시트가 공구를 이용하여 적절한 방식으로 소성 변형되기 이전에, 공구는, 예를 들어 500mm보다 길며 단지 100mm보다 작은 직경을 포함하는 접근 보어를 통해 문제없이 관통 안내될 수 있다.
이러한 점에 있어서, 본 발명에 의해, 터빈 배열체 내에 깊이 놓인 나사형 시트 내에서, 예를 들어 조립 나사 등과 같은 나사형 요소의 매우 양호한 고정이 달성될 수 있다.
이로써, 나사형 요소에 의해, 터빈, 특히 증기 터빈의 평형추가, 제공된 위치로부터의 의도하지 않은 변위에 대해 고정될 경우 바람직하다.
이러한 점에 있어서, 본 발명의 과제는 마찬가지로 터빈, 특히 증기 터빈의 하나 이상의 평형추의 설치를 위한 방법에 의해 해결되며, 상기 방법에서, 조립 나사로서 형성된 나사형 요소에 의해 하나 이상의 평형추가 고정되며, 작동 조건 하에 실행되는 최종 평형 공정에서 나사형 요소가 규정된 토크로 나사형 시트 내에서 조여지며, 적어도, 평형추-나사형 시트 내에 나사 결합된 나사형 요소는, 적어도 부분적으로, 공구의 변형 수단을 이용하여, 나사형 요소가 결과적으로 회전 방지식으로 평형추-나사형 시트 내에 배열되도록 소성 변형되며, 공구의 안내 요소가 나사형 요소의 구동 리세스 내로 축방향으로 삽입됨으로써, 공구가 축방향으로 나사형 요소 전방에 위치 설정되며, 축방향에서 나사형 요소 전방에 위치 설정된 변형 수단이 나사형 요소 방향으로 가속됨으로써 이동되며, 변형 수단은 구동 리세스 내로 삽입된 안내 요소에 대해 상대적으로 변위되는데, 이 변위 과정에 있어서 나사형 요소가 평형추-나사형 시트 내에 고정되기 위해, 적어도 공구에 대면한 나사형 요소 및/또는 평형추-나사형 시트의 제1 나사 피치가 변형 수단을 통해 변형된다.
특히, 통상 깊은 접근 보어를 통해서만 대부분 어렵게 접근 가능한, 평형추 및 나사형 시트의 조립 나사가 본 발명에 따른 방법에 의해 단지 매우 양호하게 도달될 뿐만 아니라, 추후에 다시 문제없이 해제될 수도 있도록 정밀하게 소성 변형될 수 있다. 그리고, 이는, 조립 나사가 너무 큰 힘 전달을 통해 예를 들어 전단 변형되는 위험을 형성하지 않는다.
이를 위해, 나사형 요소에 대한 그리고/또는 평형추 내에 위치하는 나사형 시트에 대한 변형 수단의 충격을 통해, 적어도 나사형 요소, 또는 바람직하게는 평형추의 표면의 약 1mm 하부에 위치한 조립 나사를 변형시키기 위해, 바람직하게는 나사형 요소 및/또는 바람직하게는 나사형 시트의 제1 나사 피치만이 소성 변형된다. 바람직하게는, 특히 평형추가 소성 변형되는데, 그 이유는 나사형 시트가 평형추 내에 기계 가공되기 때문이다.
따라서, 바람직하게는, 적어도, 평형추 내에 기계 가공된 제1 나사 피치가 소성 변형된다.
바람직하게는, 나사형 요소 및/또는 나사형 시트를 소성 변형시키기 위해, 공구가 터빈 배열체의 접근 보어를 관통하여 나사형 요소까지 안내된다.
또한, 본 발명의 과제는, 적어도 나사형 요소의 변형을 위한 공구를 이용하여, 평형추-나사형 시트 내에 나사 결합되고 조립 나사로서 형성된 나사형 요소를 고정 시키기 위한, 그리고 상술된 방법을 실행하기 위한 터빈 평형추-고정 장치에 의해 해결되며, 공구는, 한편으로 나사형 요소 내로 삽입 가능한 안내 요소 및 다른 한편으로 나사형 요소 및/또는 나사형 시트의 소성 변형을 위한 변형 수단이 배열된 지지체를 포함하며, 안내 요소는 변형 수단에 대해 상대적으로 변위 가능하게 지지체에 지지된다.
이러한 방식으로 구성된 터빈 평형추-고정 장치는 특히 양호하게, 상술된 방법 및 바람직한 개선예의 실행을 위해 적합하다.
따라서, 본원의 터빈 평형추-고정 장치는 특히 양호하게, 터빈, 특히 증기 터빈의 하나 이상의 평형 요소의 최종 조립을 위해 특히 양호하게 사용될 수도 있다.
특히 바람직한 방법 변형예에서, 안내 요소는, 변형 수단이 중앙에서 나사형 요소에 대향하여 배향되도록, 나사형 요소의 구동 리세스 내로 삽입된다. 이에 의해, 소성 변형이 특히 정밀하게 수행될 수 있다.
이 경우에, 바람직하게는, 공구의 안내 요소는 정확하게, 사용된 나사형 요소 또는 조립 나사에 정합된다. 나사형 요소 또는 조립 나사가 예를 들어 상응하게 형성된 구동 리세스를 갖는 홈붙이 나사(slotted head screw) 또는 십자형 나사일 경우에, 안내 요소가 이를 위해 호환 가능한 홈붙이 또는 십자형 삽입 부분을 포함하여, 이 부분이 각각의 구동 리세스 내로 삽입될 수 있는 경우 바람직하다.
통상, 예를 들어 부드럽게 평형추 내로 나사 결합될 수 있도록, 조립 나사가 육각 구동 리세스를 갖는 육각 구멍 붙이 나사 또는 그러브 나사 형태로 구현된다. 따라서, 안내 요소가 육각 삽입 부분을 포함하는 경우 바람직하다.
본 실시예에서, 안내 요소 및 변형 수단이 서로에 대해 병진 운동될 수 있는 경우, 변형은 상당히 정밀하게 실행될 수 있다. 따라서, 안내 요소가 공구의 중심 축을 따라 선형으로 변위 가능하게 지지체 내에 지지될 경우 바람직하다. 이에 의해, 변형 수단이 나사형 요소 또는 조립 나사, 또는 바람직하게는 평형추 상에 안착되거나 또는 충격을 받는 경우, 안내 요소가 지지체 내로 변위될 수 있다.
바람직하게는, 안내 요소가 구동 리세스 내로 삽입될 수 있도록, 안내 요소가 공구의 헤드 측에서 적어도 일시적으로 변형 수단을 지나 돌출되어 배열되는 것은 바람직하다.
안내 요소가 초기 탄성 응력이 가해져 지지체 내에 지지될 경우, 안내 요소가 소성 변형 과정의 목적으로 잠시 지지체 내로 변위된 후에, 안내 요소가 지지체로부터 구조적으로 간단하게 다시 밀려 나올 수 있다.
안내 요소가 공구의 중심 축을 중심으로 회전 방지식으로 배열되는 경우, 안내 요소가 나사형 요소 또는 조립 나사의 구동 리세스 내로 더 빠르게 삽입될 수 있다.
이와 관련된 회전 방지는 구조적으로 다양하게 실행될 수 있다. 이는, 공구의 중심 종축 방향으로 연장되는 지지체의 안내 홈 내에서 반경 방향으로 돌출되어 안내되는 회전 방지 볼트가 안내 요소에 배열되는 경우, 구조적으로 특히 간단하게 구현될 수 있다.
특히 나사형 시트 및/또는 나사형 요소 또는 조립 나사를 바람직하게 변형할 수 있기 위해, 변형 수단은 상이한 형태일 수 있다.
변형 수단이 원추형으로 형성된 복수의 변형 팁을 포함하는 경우 특히 바람직하다.
바람직하게는, 이러한 복수의 변형 팁이 안내 요소를 중심으로 동심으로 배열된다.
지속적으로 사용 가능하도록, 변형 수단이 충분히 강하게 형성되어야 하는 것은 자명하다. 따라서, 변형 수단이 경화된 변형 팁을 포함하는 경우 바람직하다.
복수의 변형 팁이 구조적으로 간단하게, 변형 팁에 형성된 경화된 환형 크라운 요소를 통해 제공될 수 있다.
공구가 더 깊게 또는 구조적으로 더 길게 형성된 접근 보어를 관통하여 작동될 수 있을 경우, 공구는 자체적으로 탁월하게 사용될 수 있다. 다만, 이러한 이유에서, 공구가, 안내 요소로부터 먼 지지체의 단부에 배열된 충격 아암을 위한 리세스를 포함할 경우 바람직하다.
충격 아암을 이용하여, 수동으로, 또는 영구적으로 제어 가능한 개별 충격 햄머를 통해 인가되는 충격력이 문제없이 접근 보어를 관통하여 공구 상으로 전달될 수 있다.
장치가 종방향 변위 가능할 경우, 장치는 더 신축성 있게 이용될 수 있다. 이러한 길이 설정은 예를 들어 바람직하게 교체 가능한 충격 아암을 이용하여 수행될 수 있다. 충격 아암은 그 길이가 조정될 수 있다. 또는, 이용 조건에 따라 선택적으로 상이한 길이로 형성된 충격 아암이 공구에 제공될 수 있다.
나사형 요소 또는 조립 나사가 각각의 나사형 시트로부터 다시 해제될 수 있기 위해, 나사형 요소 및/또는 나사형 시트가 재차 나사형 시트로부터 해제될 수 있도록 변형되는 것은 바람직하다.
나사형 요소 및/또는 나사형 시트의 나사산이 나사산의 치수로 25%보다 적게, 바람직하게는 20%보다 적게 소성 변형될 경우, 상기 유형의 해제가 충분히 양호하게 수행된다. 종래에는 평형추의 고정부가, 평형 설비 내에서 평형 작업 중에, 30%보다 많은 조립 나사의 나사산의 파손에 의해 더 이상 해제 불가능한 풀림 방지부로서 실행되었다. 또는, 발전소에서 평형 작업 중에 이와 관련되는 고정이 생략되었다.
본 발명의 과제는, 터빈 블레이드를 보유하며 회전되는 하나 이상의 로터 및 회전되는 로터의 평형을 위한 평형추를 구비한 터빈, 특히 증기 터빈에 의해서도 해결되며, 상기 터빈에서, 평형추는 나사형 요소로서 형성된 조립 나사에 의해 고정되며, 나사형 요소는 풀림 방지부에 의해 평형추-나사형 시트 내에 고정되며, 평형추를 변위 또는 추출할 수 있기 위해, 나사형 요소가 다시 평형추-나사형 시트로부터 나사 풀림될 수 있도록 나사형 요소 및/또는 평형추-나사형 시트의 나사산의 제1 나사 피치만이 소성 변형되도록, 풀림 방지부가 나사형 요소 및/또는 평형추-나사형 시트의 소성 변형을 통해 형성된다.
이러한 방식으로 형성된 풀림 방지부를 통해, 의도하지 않게 해제된 평형추로 인한 터빈의 파괴 개연성이 현저히 감소될 수 있다.
다만, 필요할 경우, 나사형 요소 또는 조립 나사 및/또는 평형추-나사형 시트가 다시 해제될 수 있도록, 이들이 소성 변형되는 것은 특히 바람직하다. 따라서, 바람직하게는, 나사형 요소 또는 조립 나사 및/또는 평형추-나사형 시트의 단일 나사 피치만이 소성 변형된다. 특히, 이는, 본원에서 설명된 장치에 의해 바람직하게 보장될 수 있다.
나사형 요소 및/또는 평형추-나사형 시트의 나사산이 나사산의 치수로 25%보다 적게, 바람직하게는 20%보다 적게 소성 변형될 경우, 더 깊게 또는 구조적으로 더 길게 형성된 접근 보어를 통한 양호한 해제 가능성이 보장될 수 있다.
이하, 증기 터빈에 평형추를 조립하기 위한 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예 및 증기 터빈의 증기 터빈 로터의 환형 홈 내의 평형추의 배열이 첨부된 개략 도시된 도면을 참조로 설명된다.
도 1은 평형추의 조립 나사의 나사형 시트의 나사산의 소성 변형을 위한 공구를 이용하여, 특히 증기 터빈에 대한 평형추의 최종 조립을 위한 장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 증기 터빈 로터의 환형 홈 내에 최종 조립된 평형추의 개략적인 위치도를 도시한다.
도 3은 증기 터빈 로터의 환형 홈 내에 최종 조립된 도 2의 평형추의 개략도를 도시한다.
본 실시예서, 도 1에 도시된 장치(1)는, 나사형 시트(2) (도 2 및 도 3 참조) 내에 나사 결합되고, 여기서 평형추(5)의 조립 나사(4)의 형태로 구현된 나사형 요소(3)의 고정을 위해 제공되도록 구성된다.
이를 위해, 장치(1)에는 공구(10)가 장착되고, 이 공구를 이용하여, 적어도, 평형추(5) 내로 제공된 나사형 시트(2) 및 바람직하게는 조립 나사(4)도 소성 변형될 수 있다. 이로써, 바람직하게는, 평형추(5)뿐만 아니라, 조립 나사(4)도 장치(1)에 의해, 조립 나사(4)의 풀림 방지부를 형성하기 위한 목적으로 소성 변형된다.
공구(10)는 한편으로, 나사형 요소(3) 내로, 더 정확하게는, 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 (도 2 참조) 삽입 가능한 안내 요소(12)를 포함함으로써, 특히 나사형 시트(2)가 공구(10)에 의해 소성 변형되기 이전에, 공구(10)가 작동 안전적으로 중앙에서 나사형 요소(3)의 전방에 위치 설정될 수 있다. 도시된 나사형 요소(3)가 육각 구멍 붙이-그러브 나사 형태의 조립 나사(4)일 경우에, 안내 요소(12)에는 단부 측에, 상응하는 육각 구멍 붙이 삽입 부분(13)이 장착된다.
다른 한편으로, 공구(10)는 적어도 나사형 시트(2)의 소성 변형을 위한 변형 수단(14)을 포함한다. 변형 수단(14)은 본 실시예에서, 육각 구멍 붙이 삽입 부분(13)을 중심으로 동심으로 배열된 경화된 복수의 변형 팁(16)(단지 예시적으로 표시됨)이 제공된 경화된 크라운 링(15)으로서 구성된다.
공구(10)는 종방향의 금속 지지체(17)를 포함하며, 상기 지지체는 안내 요소(12)가 변형 수단(14)에 대해 상대적으로 변위 가능하게 공구(10)에 지지되도록, 안내 요소(12)뿐만 아니라 변형 수단(14)도 지지한다.
이 경우에, 지지체(17)는 중공 챔버(18)를 형성하며, 이 중공 챔버 내에서, 안내 요소(12)가 스프링 요소(19)를 이용하여 공구(10)의 중심 종축(20)을 따라 선형으로 변위 가능하게 지지체(17) 내에 지지된다.
이러한 점에 있어서, 안내 요소(12)는 임의의 초기 응력에 의해 영구적으로 외측으로 그리고 변형 수단(14)의 방향(21)으로 가압됨으로써, 안내 요소(12)가 공구(10)의 헤드 측(22)에서 정지 상태에서, 변형 수단(14)을 지나 돌출되어 배열된다. 이로써, 공구(10)가 육각 구멍 붙이 삽입 부분(13)을 이용하여, 자체적으로, 약 600mm의 더 긴 접근 보어(23)(도 2 참조)를 관통하여 접근 보어(23) 내에 깊이 놓인 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 비교적 쉽게 나사 결합되어, 삽입될 수 있음으로써, 공구(10)의 변형 수단(14)이 매우 정밀하게, 나사형 시트(2) 및 나사형 요소(3) 전방에, 그리고 특히 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11)를 중심으로 동심으로 위치 설정될 수 있다. 이에 의해, 바람직하게는, 나사형 요소(3)가 회전 고정되나, (도시되지 않은) 회전 공구를 통해 해제 가능하게 나사형 시트(2) 내에 고정되도록, 나사형 시트(2)를 나사형 요소(3)로의 전환 영역 내에서 그리고 경우에 따라 나사형 요소(3)도 그의 주변 영역 내에서 소성 변형하는 것이 가능하다. 이 경우에, 단지 나사형 시트(2)의 나사산의 제1 피치만이, 그리고 나사형 요소(3)의 구조에 따라, 단지 나사형 요소(3)의 하나의 나사 피치만이 소성 변형됨으로써, 나사형 요소(3)가 다시 그의 나사형 시트(2)로부터 밀려 나와 해제될 수 있다.
나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 안내 요소(12)의 나사 결합 또는 삽입이 복잡하지 않게 작동되도록, 안내 요소(12)가 공구(10)의 중심 종축(20)을 중심으로 회전 방지식으로 배열된다. 이를 위해, 안내 요소(12)가 회전 방지 볼트(24)를 포함하며, 이 회전 방지 볼트는 반경 방향으로 중심 종축(20)으로부터 돌출하며, 공구(10)의 중앙 종축(20) 방향으로 연장되는 지지체(17)의 안내 홈(25) 내로 돌출함으로써, 축방향으로 중심 종축(20)을 따라 안내된다.
장치(1)의 길이 설정은, 구조적으로 간단하게, 교체 가능한 충격 아암(26)에 의해 수행될 수 있으며, 충격 아암은 공구(10)의 후방에서, 상응하게 지지체(17)에 형성된 리세스(27)에 삽입될 수 있다. 이로써, 리세스(27)는 안내 요소(12)로부터 먼 지지체(17)의 단부(28)에, 즉 후방에 배열된다.
도 2에 따른 도면에 따르면, 증기 터빈(30)의 증기 터빈 배열체(29)의 약 600mm의 긴 접근 보어(23)를 양호하게 볼 수 있다. 접근 보어(23)는 예시적으로 도시된 평형 요소(5)가 증기 터빈 배열체(29) 내에 위치 설정된 위치(P)로 안내된다. 접근 보어(23)의 입구는, 평형추(5)의 최종 조립이 수행된 후에, 폐쇄 요소(31)에 의해 폐쇄될 수 있다.
도 3에 도시된 증기 터빈 배열체(29)의 도면에 따르면, 평형추(5)는 조립 나사(4)를 통해, 증기 터빈(30)의 증기 터빈 로터(33)의 환형 홈(32) 내에 이미 고정된다. 이 경우에, 조립 나사(4)는 도 1에 설명된 장치(1)에 의해 평형추(5)의 나사형 시트(2) 내에 피닝 작업된다. 한편으로, 평형추(5)의 나사형 시트(2), 그리고 경우에 따라, 다른 한편으로, 조립 나사(4)의 상응하는 소성 변형에 의해, 풀림 방지부가 형성됨으로써, 조립 나사(4)가 의도하지 않게 나사형 시트(2) 내에서 해제될 수 없다. 소성 변형에 의해 형성된 피닝 압입부(34)가 조립 나사(4) 및 평형추(5)의 외측 주변부(35)에서 양호하게 인식된다.
본 발명이 바람직한 실시예에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 공개된 실시예로 한정되지 않으며, 다른 변형예들이 발명의 보호 범위를 벗어나지 않으면서 통상의 기술자에 의해 도출될 수 있다.

Claims (30)

  1. 터빈 배열체(29)의 평형추-나사형 시트(2) 내에 나사 결합되고 조립 나사(4)로서 형성된 나사형 요소(3)의 고정 방법에 있어서,
    적어도, 평형추-나사형 시트(2) 내에 나사 결합된 나사형 요소(3)는, 적어도 부분적으로, 공구(10)의 변형 수단(14)을 이용하여, 나사형 요소가 결과적으로 회전 방지식으로 평형추-나사형 시트(2) 내에 배열되도록 소성 변형되고,
    공구(10)의 안내 요소(12)가 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 축방향으로 삽입됨으로써, 공구(10)는 축방향으로 나사형 요소(3) 전방에 위치 설정되며,
    축방향에서 나사형 요소(3) 전방에 위치 설정된 변형 수단(14)은 나사형 요소(3) 방향으로 가속됨으로써 이동되며,
    변형 수단(14)은 구동 리세스(11) 내로 삽입된 안내 요소(12)에 대해 상대적으로 변위되며, 이 변위 과정에 있어서 나사형 요소(3)가 평형추-나사형 시트(2) 내에 고정되기 위해, 적어도 공구(10)에 대면한 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 제1 나사 피치가 변형 수단(14)을 통해 변형되는 것을 특징으로 하는,
    나사형 요소(3)의 고정 방법.
  2. 터빈의 하나 이상의 평형추(5)의 설치 방법이며,
    조립 나사(4)로서 형성된 나사형 요소(3)에 의해 하나 이상의 평형추(5)가 고정되며,
    작동 조건 하에 실행되는 최종 평형 공정에서 나사형 요소(3)는 규정된 토크로 나사형 시트(2)에서 조여지며,
    적어도, 평형추-나사형 시트(2) 내에 나사 결합된 나사형 요소(3)는, 적어도 부분적으로, 공구(10)의 변형 수단(14)을 이용하여, 나사형 요소가 결과적으로 회전 방지식으로 평형추-나사형 시트(2) 내에 배열되도록 소성 변형되며,
    공구(10)의 안내 요소(12)가 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 축방향으로 삽입됨으로써, 공구(10)는 축방향으로 나사형 요소(3) 전방에 위치 설정되며,
    축방향에서 나사형 요소(3) 전방에 위치 설정된 변형 수단(14)은 나사형 요소(3) 방향으로 가속됨으로써 이동되며,
    변형 수단(14)은 구동 리세스(11) 내로 삽입된 안내 요소(12)에 대해 상대적으로 변위되며, 이 변위 과정에 있어서 나사형 요소(3)가 평형추-나사형 시트(2) 내에 고정되기 위해, 적어도, 공구(10)에 대면한 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 제1 나사 피치가 변형 수단(14)을 통해 변형되는,
    평형추(5)의 설치 방법.
  3. 제1항에 있어서, 안내 요소(12)는, 변형 수단(14)이 중앙에서 나사형 요소(3)에 대향하여 배향되도록, 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 삽입되는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 안내 요소(12)는, 변형 수단(14)이 중앙에서 나사형 요소(3)에 대향하여 배향되도록, 나사형 요소(3)의 구동 리세스(11) 내로 삽입되는 방법.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서, 나사형 요소(3) 및 나사형 시트(2) 중 하나 이상을 소성 변형시키기 위해, 공구(10)는 터빈 배열체(29)의 접근 보어(23)를 관통하여 나사형 요소(3)까지 안내되는 방법.
  6. 제2항 또는 제4항에 있어서, 나사형 요소(3) 및 나사형 시트(2) 중 하나 이상을 소성 변형시키기 위해, 공구(10)는 터빈 배열체(29)의 접근 보어(23)를 관통하여 나사형 요소(3)까지 안내되는 방법.
  7. 제1항 또는 제3항에 있어서, 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 나사산은 나사산의 치수로 25%보다 적게 소성 변형되는 방법.
  8. 제2항 또는 제4항에 있어서, 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 나사산은 나사산의 치수로 25%보다 적게 소성 변형되는 방법.
  9. 나사형 요소(3)를 고정 시키기 위한 터빈 평형추-고정 장치(1)이며,
    상기 터빈 평형추-고정 장치(1)는, 적어도 나사형 요소(3)의 소성 변형을 위한 공구(10)를 이용하여, 평형추-나사형 시트(2) 내에 나사 결합되고 조립 나사(4)로서 형성된 나사형 요소(3)를 고정 시키기 위한 것이고,
    또한 상기 터빈 평형추-고정 장치(1)는 청구항 제1항 또는 제3항에 따른 방법을 실행하기 위한 것이며,
    공구(10)는 지지체(17)를 포함하고, 지지체(17)에는 한편으로 조립 나사(4)로서 형성된 나사형 요소(3) 내로 삽입 가능한 안내 요소(12) 및 다른 한편으로 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 소성 변형을 위한 변형 수단(14)이 배열되고,
    안내 요소(12)는 변형 수단(14)에 대해 상대적으로 변위 가능하게 지지체(17)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  10. 나사형 요소(3)를 고정 시키기 위한 터빈 평형추-고정 장치(1)이며,
    상기 터빈 평형추-고정 장치(1)는, 적어도 나사형 요소(3)의 소성 변형을 위한 공구(10)를 이용하여, 평형추-나사형 시트(2) 내에 나사 결합되고 조립 나사(4)로서 형성된 나사형 요소(3)를 고정 시키기 위한 것이고,
    또한 상기 터빈 평형추-고정 장치(1)는 청구항 제2항 또는 제4항에 따른 방법을 실행하기 위한 것이며,
    공구(10)는 지지체(17)를 포함하고, 지지체(17)에는 한편으로 조립 나사(4)로서 형성된 나사형 요소(3) 내로 삽입 가능한 안내 요소(12) 및 다른 한편으로 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 소성 변형을 위한 변형 수단(14)이 배열되고,
    안내 요소(12)는 변형 수단(14)에 대해 상대적으로 변위 가능하게 지지체(17)에 지지되는 것을 특징으로 하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  11. 제9항에 있어서, 안내 요소(12)는 공구(10)의 중심 종축(20)을 따라 선형으로 변위 가능하게 지지체(17) 내에 지지되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  12. 제10항에 있어서, 안내 요소(12)는 공구(10)의 중심 종축(20)을 따라 선형으로 변위 가능하게 지지체(17) 내에 지지되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  13. 제9항에 있어서, 안내 요소(12)는 공구(10)의 헤드 측에서 적어도 일시적으로 변형 수단(14)을 지나 돌출되어 배열되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  14. 제10항에 있어서, 안내 요소(12)는 공구(10)의 헤드 측에서 적어도 일시적으로 변형 수단(14)을 지나 돌출되어 배열되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  15. 제9항에 있어서, 안내 요소(12)는 초기 탄성 응력이 가해져 지지체(17) 내에 지지되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  16. 제10항에 있어서, 안내 요소(12)는 초기 탄성 응력이 가해져 지지체(17) 내에 지지되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  17. 제11항에 있어서, 안내 요소(12)는 공구(10)의 중심 종축(20)을 중심으로 회전 방지식으로 배열되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  18. 제12항에 있어서, 안내 요소(12)는 공구(10)의 중심 종축(20)을 중심으로 회전 방지식으로 배열되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  19. 제11항에 있어서, 안내 요소(12)에는 공구(10)의 중심 종축(20) 방향으로 연장되는 지지체(17)의 안내 홈(25) 내에서 반경 방향으로 돌출되어 안내되는 회전 방지 볼트(24)가 배열되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  20. 제12항에 있어서, 안내 요소(12)에는 공구(10)의 중심 종축(20) 방향으로 연장되는 지지체(17)의 안내 홈(25) 내에서 반경 방향으로 돌출되어 안내되는 회전 방지 볼트(24)가 배열되는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  21. 제9항에 있어서, 안내 요소(12)는 육각 구멍 붙이 삽입 부분(13)을 포함하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  22. 제10항에 있어서, 안내 요소(12)는 육각 구멍 붙이 삽입 부분(13)을 포함하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  23. 제9항에 있어서, 변형 수단(14)은, 원추형으로 형성된 복수의 변형 팁(16)을 포함하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  24. 제10항에 있어서, 변형 수단(14)은, 원추형으로 형성된 복수의 변형 팁(16)을 포함하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  25. 제9항에 있어서, 공구(10)는, 안내 요소(12)로부터 먼 지지체(17)의 단부(28)에 배열된 충격 아암(26)을 위한 리세스(27)를 포함하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  26. 제10항에 있어서, 공구(10)는, 안내 요소(12)로부터 먼 지지체(17)의 단부(28)에 배열된 충격 아암(26)을 위한 리세스(27)를 포함하는, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  27. 제9항에 있어서, 장치(1)는, 상이한 길이로 형성된 접근 보어(23)에 적응되도록 길이 조정 가능한, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  28. 제10항에 있어서, 장치(1)는, 상이한 길이로 형성된 접근 보어(23)에 적응되도록 길이 조정 가능한, 터빈 평형추-고정 장치(1).
  29. 터빈 블레이드를 보유하며 회전되는 하나 이상의 로터(33) 및 회전되는 로터(33)의 평형을 위한 평형추(5)를 구비한 터빈이며,
    평형추(5)는 나사형 요소(3)로서 형성된 조립 나사(4)에 의해 고정되며,
    나사형 요소(3)는 풀림 방지부에 의해 평형추-나사형 시트(2) 내에 고정되며,
    풀림 방지부는 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 소성 변형에 의해 형성되고,
    평형추(5)를 변위 또는 추출할 수 있기 위해, 나사형 요소(3)가 다시 평형추-나사형 시트(2)로부터 나사 풀림될 수 있도록, 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 나사산의 제1 나사 피치만이 소성 변형되는 것을 특징으로 하는 터빈.
  30. 제29항에 있어서, 나사형 요소(3) 및 평형추-나사형 시트(2) 중 하나 이상의 나사산은 나사산의 치수로 25%보다 적게 소성 변형되는, 터빈.
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