PL199015B1 - Zamek łopatkowy i sposób wytwarzania zamka łopatkowego - Google Patents

Abstract

Lopatki turbiny osiowej s a osadzone si lowo w podci etym rowku lopatkowym (2) wirnika turbi- ny (1) i zamocowane za pomoc a zamka lopat- kowego. Zamek lopatkowy sk lada si e z miejsca wsuwania (7) po laczonego z rowkiem lopatko- wym (2), w którym s a osadzone: element wype l- niaj acy (8) po laczony si lowo ze stopk a lopatki i klin (9). Przekrój miejsca wsuwania (7) przyjmu- j acy element wype lniaj acy (8), pocz awszy od rowka lopatkowego (2) rozszerza si e sto zkowo. Przekrój elementu wype lniaj acego (8) dopaso- wany jest do przekroju miejsca wsuwania (7). PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest zamek łopatkowy do ułopatkowania turbiny osiowej, w którym łopatki są osadzone siłowo w podciętym rowku łopatkowym wirnika turbiny, przy czym rowek łopatkowy połączony jest z co najmniej jednym miejscem wsuwania i przy czym w miejscu wsuwania są osadzone: element wypełniający połączony siłowo ze stopką łopatki i klin.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania zamka łopatkowego do ułopatkowania turbiny osiowej.

Z opisu zgłoszeniowego DE-OS 30 28 701 znany jest zamek łopatkowy dla ułopatkowania turbiny, w którym łopatki wirnika są osadzone siłowo w przebiegającym obwodowe, podciętym rowku łopatkowym wirnika turbiny. Na obwodzie wirnika turbiny przewidziane jest, co najmniej jedno miejsce wsuwania, w którym osadzony jest połączony siłowo ze stopką łopatki element wypełniający. Element wypełniający jest wciśnięty z naprężeniem poprzez element pasowany, który jest wbity pomiędzy ścianami miejsca wsuwania i elementem wypełniającym. W celu podwyższenia siły docisku element pasowany jest nacięty, przy czym przy wbijaniu elementu pasowanego w miejsce wsuwania w nacięcie wciskany jest klin.

Siłą docisku działa w znanym zamku łopatkowym poprzez element pasowany lub klin na stopkę łopatki a więc na sam wirnik turbiny. To, przy zbyt mocno wbitym klinie, może prowadzić do naprężenia lub skrzywienia wirnika turbiny.

Podczas pracy turbiny może to niekorzystnie wpływać na poprzeczny (obwodowy) przepływ ciepła, co może prowadzić do wzrostu drgań wału.

Zadaniem wynalazku jest takie ukształtowanie zamka łopatkowego opisanego rodzaju, aby nie była wywierana siła docisku na wirnik turbiny.

Zadanie to w zakresie urządzenia zostało rozwiązane zgodnie z wynalazkiem w zamku łopatkowym opisanego rodzaju przez to, że przekrój miejsca wsuwania przyjmujący element wypełniający, począwszy od rowka łopatkowego rozszerza się stożkowe i, że przekrój elementu wypełniającego dopasowany jest do przekroju miejsca wsuwania.

Korzystnie, ściany boczne miejsca wsuwania przebiegają pod kątem do rowka łopatkowego i tworzą z osią wzdł u ż n ą ł opatki, w kierunku osiowym, ką t.

Korzystnie również, osadzony w miejscu wsuwania klin jest zamocowany w wirniku turbiny śrubami bez łba.

W zakresie sposobu wytwarzania zamka ł opatkowego zadanie to rozwią zane został o przez to, że najpierw wytacza się rowek łopatkowy, po czym element wypełniający wstępnie wykonany aż do zarysu rowka łopatkowego osadza się w przygotowanym miejscu wsuwania i mocuje za pomocą klina, że zarys rowka łopatkowego wykonuje się w rowku łopatkowym i jednocześnie w elemencie wypełniającym, że następnie element wypełniający i klin wyjmuje się z miejsca wsuwania i dalej wirnik turbiny wyposaża się w łopatki a łopatki mocuje się w rowku łopatkowym za pomocą zamka łopatkowego.

Zalet wynalazku należy upatrywać w tym, że element wypełniający jest utrzymywany, w miejscu wsuwania ukształtowanym zgodnie z wynalazkiem, w kierunku osiowym, w ten sposób, że nie jest dociskany do stopki łopatki, ale opiera się, przy zaklinowywaniu w miejscu wsuwania, w wirniku turbiny. Siła naprężenia pomiędzy elementem wypełniającym i klinem nie działa już w ten sposób na stopkę łopatki a osiowa siła docisku nie jest już przeprowadzana przez rowek łopatkowy. Wirnik turbiny nie podlega osiowemu naprężeniu. Umieszczenie zamka łopatkowego nie może prowadzić do skrzywienia wirnika turbiny podczas procesu wytwarzania. Ustępuję negatywny wpływ zbyt mocno osadzonego zamka łopatkowego na obieg ciepła wirnika turbiny. Każda łopatka rowka łopatkowego włączając w to łopatkę zamykającą ma te same wymiary i warunki mocowania.

Zgodnie z wynalazkiem zarys rowka elementu wypełniającego i rowka łopatkowego wykonywany jest we wspólnym zamocowaniu, Skąd wynika najwyższa dokładność pasowania elementu wypełniającego i klina.

Wynalazek jest stosowany generalnie w turbinach osiowych parowych reakcyjnych i akcyjnych oraz w turbinach na gazy procesowe i resztkowe i, w specjalny sposób, do zamków łopatkowych dla stóp łopatek o konstrukcji główki młotkowej lub podwójnej młotkowej.

Wynalazek w przykładzie wykonania został przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wycinek wirnika turbiny w widoku z boku, fig. 2 - widok z góry na fig. 1, fig. 3 - przekrój przez przygotowany rowek łopatkowy z włożonymi półfabrykatami, i fig. 4 - widok z góry na fig. 3.

PL 199 015 B1

W wirniku 1 turbiny osiowej jest nacię ty w kierunku obwodowym rowek ł opatkowy 2 z podcię tym konturem łopatki. W rowku łopatkowym 2 osadzone są obwodowe łopatki wirnika 3, które składają się z pióra ł opatki 4, które przechodzi poprzez romboid ł opatki 5 w stopkę ł opatki 6. Zamiast romboidu można też wziąć pod uwagę prostokąt. Stopki łopatki 6 wchodzą zarysem odpowiadającym zarysowi rowka łopatkowego w rowek łopatkowy 2. Ten zarys jest w tym przykładzie wykonania ukształtowany w postaci podwójnego mł otka.

W co najmniej jednym miejscu wzdłuż rowka łopatkowego 2 przewidziane jest miejsce wsuwania 7, przez które łopatki 3 są wprowadzane w rowek łopatkowy 2. Po osadzeniu łopatek 3, w miejscu wsuwania 7 umieszczany jest element wypełniający 8, który ma zarys odpowiadający zarysowi rowka łopatkowego i wchodzi tym zarysem w stopkę łopatki 6 łopatki zamykającej. Element wypełniający 8 jest osadzony na miejscu wsuwania 7 za pomocą klina 9, który po stronie elementu wypełniającego 8 odwróconej od łopatki 3 jest wbijany w miejsce wsuwania 7. Przekrój miejsca wsuwania 7 przyjmujący element wypełniający 8, rozszerza się, począwszy od rowka łopatkowego 2, stożkowo. Przy tym ściany boczne miejsca wsuwania 7. tworzą z osią wzdłużną łopatki 3 każdorazowo kąt α1, α2. Ten kąt wynika z kąta romboidu łopatki. Kąty mogą się zmieniać od przypadku do przypadku, również między sobą w zamku łopatkowym. Odpowiednio do tego element wypełniający 8 ma również zbieżne stożkowo, dopasowane do miejsca wsuwania 7, powierzchnie boczne.

Klin 9 przylegający do tylnej strony elementu wypełniającego 8, jest wbity w miejsce wsuwania 7 tak daleko, że pomiędzy przednią krawędzią klina 9 i podstawą miejsca wsuwania 7 pozostawiony zostaje odstęp.

W stanie wbudowania klin 9 jest zabezpieczony dwoma ś rubami bez ł ba 10. Te ś ruby bez łba 10 są wkręcone w otwory, które są umieszczone w powierzchni stykowej klina 9 i ścian miejsca wsuwania 7 w wirniku turbiny 1.

Wytwarzanie elementów tworzących zamek łopatkowy następuje w następujący sposób. W wirniku turbiny 1 zostaje wytoczony tworzący późniejszy rowek łopatkowy wstępnie wytoczony rowek 2' i wyfrezowane miejsce wsuwania 7. W miejsce wsuwania 7 włożony zostaje półfabrykat 8' dla elementu wypełniającego 8 i półfabrykat klina 9' i zamocowany za pomocą wbijania półfabrykatu klina 9' w miejsce wsuwania 7. Półfabrykat 8' dla elementu wypełniającego 8 jest wstępnie obrobiony aż do zarysu rowka łopatkowego. Półfabrykat klina 9' wymaga przedłużenia lub otworu gwintowanego, tak, żeby po przygotowaniu zamka łopatkowego mógł on być z powrotem wyciągnięty. Po osadzeniu półfabrykatu 8' dla elementu wypełniającego 8 i półfabrykatu klina 9' wytoczony zostaje ostateczny zarys rowka łopatkowego w wirniku turbiny 1. Przy tym, jednocześnie wytoczony zostaje zarys rowka łopatkowego również w elemencie wypełniającym 8. Po wytoczeniu zarysu rowka łopatkowego, zamek łopatkowy zostaje otwarty poprzez wyciągnięcie półfabrykatu klina 9' i wyjęcie na gotowo obrobionego elementu wypełniającego 8, przez co wirnik turbiny 1 jest przygotowany do ułopatkowania. Przed wyciąganiem półfabrykatu klina 9' oznaczona zostaje przez zarysowanie jego długość na gotowo. Przed ostatecznym osadzeniem klina 9 po ułopatkowaniu, klin 9 jest doprowadzony do swojego ostatecznego wymiaru.

Claims (5)

1. Zamek łopatkowy dla ułopatkowania turbiny osiowej, w którym łopatki są osadzone siłowo w podciętym rowku łopatkowym wirnika turbiny, przy czym rowek łopatkowy połączony jest, z co najmniej jednym miejscem wsuwania i przy czym w miejscu wsuwania są osadzone: element wypełniający połączony siłowo ze stopką łopatki i klin, znamienny tym, że przekrój miejsca wsuwania (7) przyjmujący element wypełniający (8), począwszy od rowka łopatkowego (2) rozszerza się stożkowo i, że przekrój elementu wypełniającego (8) dopasowany jest do przekroju miejsca wsuwania (7).

2. Zamek według zastrz. 1, znamienny tym, że ściany boczne miejsca wsuwania (7) przebiegają pod kątem do rowka łopatkowego (2).

3. Zamek według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że ściany boczne miejsca wsuwania (7) tworzą z osią wzdłużną łopatki (3) w kierunku osiowym kąt (α1, α2).

4. Zamek według zastrz. 3, znamienny tym, że osadzony w miejscu wsuwania (7) klin (9) jest zamocowany w wirniku turbiny (1) śrubami bez łba (10).

5. Sposób wytwarzania zamka łopatkowego dla ułopatkowania turbiny osiowej, w którym łopatki są osadzone siłowo w podciętym rowku łopatkowym wirnika turbiny, przy czym rowek łopatkowy połączony jest, z co najmniej jednym miejscem wsuwania i przy czym w miejscu wsuwania są osadzone:

PL 199 015 B1 element wypełniający połączony siłowo ze stopką łopatki i klin, znamienny tym, że najpierw wytacza się rowek łopatkowy (2), po czym element wypełniający (8) wstępnie wykonany aż do zarysu rowka łopatkowego osadza się w przygotowanym miejscu wsuwania (7) i mocuje za pomocą klina (9) i ż e zarys rowka ł opatkowego wykonuje się w rowku ł opatkowym (2) i jednocześ nie w elemencie wypełniającym (8), że następnie element wypełniający (8) i klin (9) wyjmuje się z miejsca wsuwania (7) i, że dalej wirnik turbiny (1) wyposaża się w łopatki (3) a łopatki (3) mocuje się w rowku łopatkowym (2)