RU2626908C2 - Способ механической обработки лопатки и газотурбинный двигатель - Google Patents

Способ механической обработки лопатки и газотурбинный двигатель Download PDF

Info

Publication number
RU2626908C2
RU2626908C2 RU2014135523A RU2014135523A RU2626908C2 RU 2626908 C2 RU2626908 C2 RU 2626908C2 RU 2014135523 A RU2014135523 A RU 2014135523A RU 2014135523 A RU2014135523 A RU 2014135523A RU 2626908 C2 RU2626908 C2 RU 2626908C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
blade
reference points
machining
shank
shelf
Prior art date
Application number
RU2014135523A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2014135523A (ru
Inventor
Мишаэль АНСОМ
Юю-Тан ТРАН
Кристиан БАРЬО
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=47714435&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2626908(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2014135523A publication Critical patent/RU2014135523A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2626908C2 publication Critical patent/RU2626908C2/ru

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/02Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine for mounting on a work-table, tool-slide, or analogous part
    • B23Q3/06Work-clamping means
    • B23Q3/062Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material
    • B23Q3/063Work-clamping means adapted for holding workpieces having a special form or being made from a special material for holding turbine blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • F01D11/006Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
    • F01D11/008Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/02Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from one piece
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/147Construction, i.e. structural features, e.g. of weight-saving hollow blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/10Manufacture by removing material
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • F05D2230/68Assembly methods using auxiliary equipment for lifting or holding
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/306Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the suction side of a rotor blade
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316Impeller making
    • Y10T29/49336Blade making

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Electrical Discharge Machining, Electrochemical Machining, And Combined Machining (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

Изобретение относится к общей области газовых турбин для самолетных или вертолетных двигателей и более конкретно к способу изготовления лопаток, который способствует минимизации напряжений и веса во время механической обработки. При механической обработке лопатки на станке для объемной механической обработки определяют опорные точки, которые должны служить в качестве контрольных точек для механической обработки. При этом обрабатываемая лопатка содержит перо, полку, содержащую передний и задний держатели, образованные соответственно под ее передним и задним участками для поддержки уплотнительного кожуха, хвостовик лопатки и стойку, расположенную между полкой и хвостовиком лопатки. Затем позиционируют лопатку на станке, используя упомянутые передний и задний держатели в качестве двух опорных точек для шеститочечной системы позиционирования, и производят механическую обработку. Другое изобретение группы относится к газотурбинному двигателю, включающему в себя множество лопаток, полученных указанным выше способом. Группа изобретений позволяет упростить механическую обработку лопатки и снизить ее вес. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

ПРЕДПОСЫЛКИ К СОЗДАНИЮ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к общей области газовых турбин для самолетных или вертолетных двигателей и более конкретно оно относится к способу изготовления лопаток, который способствует минимизации напряжений и веса во время механической обработки.
Известно, что лопатки представляют собой очень сложные детали и процесс изготовления которых с использованием литья является длительным, дорогостоящим и сложным, в частности по причине требуемых производственных допусков.
Из-за размерных допусков величиной порядка миллиметра и из-за состояния поверхности литая деталь редко является деталью, которая может быть использована непосредственно. Поэтому позднее она должна быть подвергнута механической обработке по меньшей мере частично (обычно на станке с ЧПУ), что требует использования геометрической системы координат, которая является характерной для такой механической обработки. К сожалению, для выполнения операций механической обработки, необходимо выбирать систему для позиционирования детали в станке для механической обработки, которая является оптимизированной и которая обеспечивает требуемую точность, а также является удобной для контроля. Система позиционирования должна также быть статически определенной, т.е. она должна позволять однозначно определять положение детали в трех измерениях, обычно с использованием шести опорных точек, которые надлежащим образом распределены, в частности для того чтобы максимизировать расстояния между ними. После того как деталь была подвергнута механической обработке, данные опорные точки остаются и на практике они представляют собой не точки, а скорее пятна, имеющие конечные малые размеры, но в то же время достаточно малые, чтобы приближаться к идеальным точкам.
В документе FR 2956996 раскрыто устройство удержания лопатки во время механической обработки ее хвостовика.
К сожалению, подвижные лопатки турбин, например, обычно имеют малые размеры, что затрудняет максимизацию расстояний между упомянутыми опорными точками, в частности, когда опорные точки ненулевого размера приводят к дополнительному весу.
ОБЪЕКТ И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Таким образом, основной целью настоящего изобретения является устранение таких недостатков посредством предложения способа механической обработки лопаток, который позволяет, в частности, минимизировать концентрации механических напряжений, а также сохранить вес.
Данная цель достигается посредством способа механической обработки лопатки в станке для объемной механической обработки, причем упомянутая лопатка содержит аэродинамическое перо, полку, содержащую передний и задний держатели, образованные соответственно под ее передним и задним участками для поддержки уплотнительного кожуха, хвостовик лопатки и стойку, расположенную между упомянутой полкой и упомянутым хвостовиком лопатки, причем упомянутый способ отличается тем, что упомянутые держатели также образуют две опорные точки для шеститочечной системы позиционирования для позиционирования упомянутой лопатки в упомянутом станке для объемной механической обработки.
Посредством ограничения концентраций напряжения на лопатке данное объединение функции держателя и функции опорной точки позволяет упростить механическую обработку, которая должна осуществляться, а также обеспечить желаемую экономию в весе.
В соответствии с предпочтительным положением упомянутые опорные точки образованы на стороне спинки упомянутой стойки.
Изобретение также предусматривает лопатку, полученную упомянутым способом, и газотурбинный двигатель, включающий в себя множество лопаток, которые описаны выше.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖА
Другие характеристики и преимущества настоящего изобретения очевидны из приведенного ниже описания, выполненного со ссылкой на один прилагаемый чертеж, который показывает примерный вариант осуществления, не имеющий ограничительного характера.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Упомянутый один чертеж представляет собой вид спереди лопатки 10 газотурбинного двигателя, например лопатки вентилятора, лопатки турбины или лопатки компрессора, которая известным способом прикреплена к периферии роторного диска двигателя (не показанного) и которая обычно содержит под полкой 12 отделенный от нее стойкой 14 хвостовик 16 лопатки елочного типа или типа «ласточкин хвост», каковой хвостовик размещен в соответствующем пазу или канавке (не показанной) в периферии роторного диска.
Стойка 14 имеет толщину, которая мала по сравнению с хвостовиком 16 лопатки, для того чтобы проходить через отверстие, образованное упомянутым пазом, и обеспечить механическое соединение между хвостовиком и аэродинамическим участком (или аэродинамическим профилем 18) лопатки. Под полкой обычно размещаются как передний, так и задний держатель 12А и 12В для уплотнительного кожуха 20, причем термины «передний» и «задний» приведены относительно потока воздуха, проходящего между лопатками.
Для того чтобы обеспечить механическую обработку такой лопатки, необходимо образовать опорные поверхности, которые должны представлять собой исходные поверхности для определения размеров деталей, и опорные точки, которые должны служить в качестве контрольных точек для механической обработки и для последующего контроля детали. Обычно предусмотрено шесть опорных точек, распределенных по всей детали для механической обработки, и они образуют участки шеститочечной системы позиционирования, позволяющей осуществлять механическую обработку детали в станке для объемной механической обработки.
В настоящем изобретении боковая поверхность стойки 14 на стороне спинки выбрана в качестве контрольной поверхности, а передний и задний держатель уплотнительного кожуха также используются в качестве опорных точек 22А, 22В для шеститочечной системы позиционирования для позиционирования лопатки в станке для объемной механической обработки, при этом другие четыре опорные точки распределены на других поверхностях лопатки. При такой конфигурации, упомянутые две опорные точки расположены относительно близко к краям стойки, тем самым максимизируя расстояние между ними. Таким образом, концентрация напряжений, которая возникает в результате большого количества малых радиусов кривизны, уже имеющихся в хвостовиках, в опорных точках для уплотнительного кожуха 20 не увеличивается, поскольку эти радиусы кривизны сгруппированы вместе с теми, которые являются результатом опорных точек, и к тому же уменьшается общий вес лопатки вследствие того, что функции опоры и держателя, которые объединены в этих двух точках, совпадают.

Claims (5)

1. Способ механической обработки лопатки (10) на станке для объемной механической обработки, причем упомянутая лопатка (10) содержит перо (18), полку (12), содержащую передний и задний держатели (12А, 12В), образованные соответственно под ее передним и задним участками для поддержки уплотнительного кожуха (20), хвостовик (16) лопатки и стойку (14), расположенную между упомянутой полкой и упомянутым хвостовиком лопатки, причем упомянутый способ содержит этап, на котором определяют опорные точки, которые должны служить в качестве контрольных точек для механической обработки, при этом способ отличается тем, что
определяют две опорные точки (22А, 22В) как образованные упомянутыми передним и задним держателями;
позиционируют упомянутую лопатку на станке для объемной механической обработки, используя упомянутые передний и задний держатели, образующие две опорные точки (22А, 22В) для шеститочечной системы позиционирования.
2. Способ механической обработки по п. 1, отличающийся тем, что упомянутые опорные точки образованы на стороне спинки упомянутой стойки.
3. Газотурбинный двигатель, включающий в себя множество лопаток, полученных способом механической обработки по п. 1 или 2.
RU2014135523A 2012-02-02 2013-01-24 Способ механической обработки лопатки и газотурбинный двигатель RU2626908C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1251000A FR2986557B1 (fr) 2012-02-02 2012-02-02 Optimisation des points d'appui des echasses d'aubes mobiles dans un procede d'usinage de ces aubes
FR1251000 2012-02-02
PCT/FR2013/050146 WO2013114024A1 (fr) 2012-02-02 2013-01-24 Optimisation des points d'appui des echasses d'aubes dans un procede d'usinage de ces aubes.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014135523A RU2014135523A (ru) 2016-03-27
RU2626908C2 true RU2626908C2 (ru) 2017-08-02

Family

ID=47714435

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014135523A RU2626908C2 (ru) 2012-02-02 2013-01-24 Способ механической обработки лопатки и газотурбинный двигатель

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20140369844A1 (ru)
EP (1) EP2809887B2 (ru)
CN (1) CN104093940B (ru)
BR (1) BR112014018185A8 (ru)
CA (1) CA2861078A1 (ru)
FR (1) FR2986557B1 (ru)
RU (1) RU2626908C2 (ru)
WO (1) WO2013114024A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014160641A1 (en) * 2013-03-25 2014-10-02 United Technologies Corporation Rotor blade with l-shaped feather seal
US9797270B2 (en) * 2013-12-23 2017-10-24 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Recessable damper for turbine
RU2645633C1 (ru) * 2017-02-14 2018-02-26 Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Способ обработки хвостовика и корневой части пера лопатки на многокоординатном станке с чпу
CN108876852B (zh) * 2017-05-09 2021-06-22 中国科学院沈阳自动化研究所 一种基于3d视觉的在线实时物体识别定位方法
EP3438410B1 (en) 2017-08-01 2021-09-29 General Electric Company Sealing system for a rotary machine
US10934874B2 (en) 2019-02-06 2021-03-02 Pratt & Whitney Canada Corp. Assembly of blade and seal for blade pocket

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU850340A1 (ru) * 1979-11-29 1981-07-30 Предприятие П/Я М-5671 Устройство дл распределени припускаНА зАгОТОВКЕ лОпАТКи и зАлиВКи EE лЕгКО-плАВКиМ МАТЕРиАлОМ B бРиКЕТ
US5924699A (en) * 1996-12-24 1999-07-20 United Technologies Corporation Turbine blade platform seal
EP1170648A1 (en) * 2000-05-01 2002-01-09 General Electric Company Method for machining a workpiece
US7214034B2 (en) * 2002-05-30 2007-05-08 Snecma Moteurs Control of leak zone under blade platform
WO2011107699A1 (fr) * 2010-03-05 2011-09-09 Snecma Support de blocage d'une aube par sa pale lors de l'usinage de son pied

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2540774A (en) * 1947-12-31 1951-02-06 Jones & Lamson Mach Co Holding fixture
US6068541A (en) * 1997-12-22 2000-05-30 United Technologies Corporation Method for using a fixture enabling more accurate machining of a part
JP4254352B2 (ja) 2003-06-04 2009-04-15 株式会社Ihi タービンブレード
US7080434B2 (en) * 2003-06-06 2006-07-25 General Electric Company Fixture having integrated datum locators
EP1557535A1 (de) * 2004-01-20 2005-07-27 Siemens Aktiengesellschaft Turbinenschaufel und Gasturbine mit einer solchen Turbinenschaufel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU850340A1 (ru) * 1979-11-29 1981-07-30 Предприятие П/Я М-5671 Устройство дл распределени припускаНА зАгОТОВКЕ лОпАТКи и зАлиВКи EE лЕгКО-плАВКиМ МАТЕРиАлОМ B бРиКЕТ
US5924699A (en) * 1996-12-24 1999-07-20 United Technologies Corporation Turbine blade platform seal
EP1170648A1 (en) * 2000-05-01 2002-01-09 General Electric Company Method for machining a workpiece
US7214034B2 (en) * 2002-05-30 2007-05-08 Snecma Moteurs Control of leak zone under blade platform
WO2011107699A1 (fr) * 2010-03-05 2011-09-09 Snecma Support de blocage d'une aube par sa pale lors de l'usinage de son pied

Also Published As

Publication number Publication date
CA2861078A1 (fr) 2013-08-08
FR2986557A1 (fr) 2013-08-09
WO2013114024A1 (fr) 2013-08-08
FR2986557B1 (fr) 2015-09-25
BR112014018185A2 (ru) 2017-06-20
BR112014018185A8 (pt) 2017-07-11
CN104093940A (zh) 2014-10-08
EP2809887B1 (fr) 2016-09-28
EP2809887A1 (fr) 2014-12-10
US20140369844A1 (en) 2014-12-18
EP2809887B2 (fr) 2019-09-18
RU2014135523A (ru) 2016-03-27
CN104093940B (zh) 2016-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2626908C2 (ru) Способ механической обработки лопатки и газотурбинный двигатель
US10927851B2 (en) Gas turbine engine having a mistuned stage
US10502233B2 (en) System for an inlet guide vane shroud and baffle assembly
US10012976B2 (en) Method for machining the trailing edge of a turbine engine blade
US9938984B2 (en) Axial compressor rotor incorporating non-axisymmetric hub flowpath and splittered blades
JP2009264378A (ja) タービンバケット先端シュラウド用の形状
RU2008149142A (ru) Способ проектирования многоступенчатой турбины турбомашины
EP3054088B1 (en) Gas turbine engine rotor disk balancing
US10513934B2 (en) Z-notch shape for a turbine blade tip shroud
EP3957826B1 (en) Adaptive machining of cooled turbine airfoil
US20150226709A1 (en) Time reference derivation from time of arrival measurements
Ju et al. Design optimization and experimental study of tandem impeller for centrifugal compressor
US2565925A (en) Method of manufacturing guide vanes for axial flow turbines and compressors
CN101839149A (zh) 叶轮机械叶片回转截面型线计算方法
US20160290645A1 (en) Axisymmetric offset of three-dimensional contoured endwalls
EP3255244B1 (en) Tandem blade and corresponding gas turbine engine
EP3305466B1 (en) Method of manufacturing an airfoil with a thin trailing edge
EP3135427B1 (en) Method, apparatus and computer program for repairing aerofoils of gas turbine engines
Liu A unified variable-domain variational theory of hybrid problems for compressible S2-flow in mixed-flow turbomachinery
Weihard et al. Statistical Impact of Manufacturing Tolerances on Axial Gaps Between Vane Segments and the Rotor of Axial Flow Turbo-Compressors
JP2011080906A (ja) バランス修正用加工データの演算装置
JP2011128113A (ja) バランス修正用加工データの演算装置

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180125