Verfahren zur Herstellung eines Schaufelkranzes
einer Axial etrömungsmaschine, insbesondere eines Axialverdichters
Die Erfindung besieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung
eines
Aaialetrömungsmaschine, insbesondere eines Axiqlverdichterse Es kann sich
dabei auch um einen Schaufelkranz einer
Niederdruckstufe einer
Dampfturbine handeln Es kann sich ferner
dabei um
einen Leitschaufelkranz oder um einen Laufechaufelkranz
handeln. Hei der fertigen Maschine sitzen die Füße
der Schaufeln eines genannten Schaufelkranzes in einer Umfangsnut
des Statore oder Rotors der Maschine. Die Schaufeln
bestehen insbesondere
aus Metall a
Bisher wird an den Stator oder Rotor ein genannter, Füllstücke
aus Metall aufweisender Schaufelkranz hergestellt, indem
in die`
genannte U,fangenut abwechselnd die fertigen Schaufeln und
Füll
stücke eingbsetzt werden, so daß jeweils zwischen den Rügen
zweier Schaufeln ein Füllstück liegt.
Hierbei treten aber Teilungsfehler auf, die bei einem Lauf-
echeufelfußdurehzleaser von z. B. 6oo mm und Z>,B. 6o. Schaufeln
für
den Kranz immerhin zwei bis vier mm betragen können und
nur zum
'feil korrigiert ,werden können. Zux«orrektvr werden
die Füll-
stücke z.8. befeilt, nachgefräst oder naobgeschliffen
oder es
werden zwi®chen den SebaufelfüBen und Büllstücken Beilagen
ein-
gefugt. Alle diese Maßnahmen sind ersteng zeitraubend und
führen weiterhin zu Umfangsabständen von @ Schaufel zu Schaufel,
die immer noch nicht genau der vorgegebenen Teilung
ent-
sprechen, und dazu, daß viele Schaufeindes Kranzes in der'
maschinenachssenkrechten Ebene nicht genau radial stehen."Üdes
ergibt einen schlechten-thermodynamischen Wirkungsgrad.-Außerdem
sind Reservefüllstücke für den Einbau in die
Umfangsnut ' not- --
Wendig" da wegen der genannten Nachbearbeitungen und
dgl. '- -'-
Ausschuflfüllstü:cke =anfallen = -
Weitere Nachteile sind folgende: Für die Herstellung eines
Füll-
stückes ist ein. Ausgangsrohling notwendig, 'der -je nach
Farm-
des Füllstückes drei. bis, "neunmal so viel- wiegt wie dää
fertige
Füllstück:: Dies liegt daran, daB, wie-später
noch beschrieben
wird, für das Aufspannen der Schaufeln und Füllstücke jedes
' --
Füllstück radiale Überlänge heben muß und da8'ein
großes -@Zar-
spannungsvolumen- anfällt.. Ferner -eben die
P.illstücke -oft - un -
regelmäßige Furz, die leine komplizierte und somit zeitraubende"-
Fräsarbeft- erfordert.
Aufgabe gemäß der Erfindung ist die Aufhebung aller -genannter
- -
Nachteile, Zwecke Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Er-
findung vorgeschlagen, die Scheuf';riü 'in' äranxrorm finit
mfange- '
abstand voneinder festzulegen und -die Räume zwis@Lan
den
Sch$ufelfüßen zu vergießen. Dies stellt` -einen.
bedeutenden Port`
f
schritt auf- ,dem Gebiete, der Herstellung von. Schäufekränzen
von -
Axia1-strömunggmaschinen dar, denn: der Umfängeabätand kann,jetztimmer
genau und praktisch ohne Toleranz eingehaltn-werden, alle
eingebauten Sobaufein@ stehen in der geiiänüten Ebene praktisch
genau radiä:l und fie"Perketöfßeersperni® uri40viritigungseefter-
v_
sperne sind'-enorm^ groß".` Das- festlegen: der Schaufeln
in.@Kran-n.'
.: : - ._ - , _,i k,.=
form` mit dem genaüau Umfangsabstand voneinaier- ge,echieht
.ind%e ,_,
sondere mittels einer Distanzlehre. Die genannten Ersparnisse
ergeben sich dadurch, daß die Werkstoffmenge für jedes durch
den
Vergießen hergestellte Füllstück kleinstmöglich ist, da
keine ?ü11
stUnkferlängen und keine Reservefüllstücke notwendig sind,
und
ferner keine genannte Fräsbearbeitung von Füllfck=Rohlingen
und keine genannte Nachbearbeitung von Füllstücken
erforderlich
sind
Zum Vergießen kann z"B. Aluminium, eine
Aluminium hochprozentig
enthaltende hel#ierung oder dgl t-
verwendet werden, Insbesondere
wird aber gießbarer Kunststoff verwendet.
Es eigner sich Gieß-
harze, vorzugsweise duroplastische oder selbsthärtende Gießharze.
Die Erfindung besteht nich einfach darin, daß der bisher
ver-
wendete Füllstüekwerkstoff, nämlich Metall, insbesondere
Stahl,
durch einen anderen Werkstoff, insbesondere ein genanntes
Gieß-
harz, ersetzt wird, sondern darin, daB in nicht vörsehbarer
Weiec
durch den Vergießen zahlreiche netze Wirkungen, nämlich
die eben
beachriebeneny entstehen.
Darüberhinaus ist noch ein weiterer großer Vorteil der,
daB zum
Ausbsu einer reparaturbedürftigen einigen Schaufel nicht
andere Schauteln und Yii11etücke aus der Umfangsnut
entfernt ' uüd
zahlreiche Schaufeln und Füllstücke in Umfangsrichtung
ver-
schoben zu werden brauchen, sondern ein der Schaufel.
benach-
barten Vergußfüllstück,eventuell noch-das
andere, im fälle von
genannten Zuns"toff ..insbesondere Mechanisch @erstöct und
dann.
aus der Unfangenut entfernt wird und ansehließend
die Schaufel
durch eine Drehbewegung aus der Umfangsnut entfernt wird
Oft
, haben die Schaufelfüße eine solche Form, daß die Entfernung
durob
Drehbewegung w5g3 i csli ist, Das Vergußfüll
stück , z t 8, aua
' .Aluminium adwr diel., kanft auch durch Erhitzen
flüssig ge»oht
werden und so entfernt werden. Bei Anwendung der Erfindung entfällt
übrigens auch das SchaufelschloB. Insbesondere wird das Verfahren. gemäß der Erfindung
auch zur Herstellung der Schaufeln des Kranzes zwischen zwei Spannringen
durch Drehbearbeitung angewendet Zur Herstellung eines vollen Schaufelkranzes müssen
bisher nämlich leider '-is zu 30 % .Reserveschaufeln. und bis zu 3o 9d Reservefülistücke
hergestellt werden, weil bei der Fräs-, Schleif- und sonstigen Bearbeitung . der
Schaufel-Rohlinge Ausschußschaufeln anfallen. Zur Rar-Stellung dieser Reserveschaufeln
und Beservefüllatücke ist ein sogenannter zweiter "Ring" erforderlich. Es werden
nämlich nach Vorbearbeitung der Ausgangsrohlinge (Flachstahl) für die Schaufeln
und Füllstücke .diese vorbearbeiteten Rohlinge zwecks >ehbeärbeitung in Kranzform
mit Kranzdurchmesser wie in der
Umfangsnut angeordnet und zwiathen zwei gleiche, konzentrisch
liegene,,aus Metall, insbesondere Stahl, bestehende Spannringe
gleichen und so großen Durchmessers gespannt, daß sie nach
radial innen über den Innendurchmesser iuzd nach radial außen
.
über den Außendurchmesser der Spannringe hinausragen. Jeder
Füllstück-Rohling ist dabei radial bedeutend länger als das
fertige Füllstück, damit sich die Schaufel= und FüllstÜck-Roh-
lange insbesondere während der Drehbearbeitung nicht verschieben
oder veedrehen.,-Die gesamte aus den beiden Spannringen
und den
Schaufel- und Füllstück-Rohlingen bestehende Einheit wird
kurz
"Ring" genannt. Dieser "Ring" wird nun $:ur'Drehbeasbeitung
auf-
gespannt, Insbesondere auf eine gopfdrehbank,@und es
werden dann
die hinausragenden Teile der Drehbearbeitung unterzogen.
Es
werden auf diese Weise die schaufelfü He und ,die
FÜlletüake
praktisch zur Endform bearbeitet. Nach dem Ausspannen wird
dann
jede Schaufel einzeln fertigbearbeitet, d.h. im wesentlichen
wird ihr Blatt durch Fräsen hergestellt. Die wie eben enge
f
geben durch Drehen bearbeiteten FüllfAtücke weisen übrigens
die
genannten Überlängen auf., die entfernt werden müssen" Was
einen Verlust an Werkstoff darstellt.
Wie oben schau angedeutete ist nun zur Herstellung der
Reserveschaufeln und --füllstücke ein ",weiter "Ring" der ge-
nannten Art erforderlich) der ebezi.Yii 1 i.s einen vollen
Kranz
Schaufel--Rohlinge und zugahnriga @ü1"@.tüclc-t.@hlii@ge enthalten
muS, abwohl nur ma:@iar@l 3o und --fülistücke
gebraucht werden. Die übrigen ?o 9ö kfi@juw. i faqt nie verwendet
werden: Man sieht nun, daß auch die genante Anwendung des er>
findungsgemäBen Verfahrens eine enorm grF>13e Workstoff-- wtd
Fertigungsxeitersparnis bringt,. Der zweite "Ring" fällt nämlich
fort. Nur 81n einziger "Ring" ist erforderlich. Es werden
zwischen den beiden Spannringen sämtliche für einen fertigen
Schaufslkrenz notwendigen Schaufel-Rohlinge und dazu die für
diesen Kranz notwendigen Reeerveschaufel--Rohlixrge untergebracht.
Dies ist möglich, da die Metallfüllgtück-Rohlinge im "Ring"
ent-
fallen, dafür die Räume zwischen den Fiben der Schaufel-Rohlinge,
dah. zwischen den Teilen dieser Rohlinge, aus denen die FäBe
entstehen sollen, vergossen werden und daher jeder dieser
Räume
in Umfangsrichtung weitauo schmaler sein darf als früher der
Fvillstück-Rohling. qjedeo zwischen zwei. Schaufel=Rohlingen
be=
fLidliche Vergußstück kann radial so lang sein,-daB auch der
zwischen den späteren Schaufelblättern befindliche Raum oder
ein
Teil desselben ausgefüllt ist. Die Schaufel-Rohlinge und die
Vera
güsse ergeben einen fegt gefügten Kranz zwischen den beiden
Spannringen. Nach den Dreharbeiten werden die Spannringe und
dann die Vergässe wie oben im Falle der Reparatur einer Schaufel
entfernt, also z.8. bei Kungt®tuäverguß der erstarrte Kunststoff
mechanisch zerkleinerte Die so entstandenen Kunststoffstücknhen
können beim nächsten "Ring" wieder als Füllmasse verwendet werden. Die Füllmasse
kann minderwertiger Kunststoff sein, minderwertiger als der in der Umfangenut -verwendeter
In Fig. 1 der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Teil.
eines nach dem Verfahrnen gemäß der Erfindung hergestellten
Axialverdichter--haufschaufelkranzes in Ansicht aus Richtung
1
(radial von außen) im verkleinerten Maßstab 2 n 1 dargestellt,
wobei es sich im eine Schaufel, und die beiden ihr benachbarten
Vorgußfüllstücke handelt; Fig. 2 zeigt die Schaufel in Ansicht
aus Richtung 2 (Umfangsrichttmg)e Die Schaufel und 31e VorguB-
füllstücke sind in Figp 2 so dargestellt, Wie sie in der zuge=
hörigen Umfangenut das Verdichtersläufers liegen, Diese Umr
fangsnut und der sie aufweisende Läuferteil sind der Einfach-
heit halber weggelassen
Die Schaufel 1o besteht aus Einem Fuß 11 und einem Blatt 12, Der Fuß verläuft schräg
zur Verdic?terlängsachse 13, desgleichen die Schaufel 1o, die verwunden ist. Die
Kanten 14, 15 der Fußflächen 16 sind zum Eindrehen der Schaufel 1o in die
LäuferumfangenÜt abgeruüdeto Die Schaufel 1o besteht aus Stahl, die Vergußfüllstücke
17, 18 aus einem selbsthärtenden GieBharzc Die Vergußfüllstücke 17, 18 füllen die
Räume zwischen den Füßen voll aus. Der durch die Erfindung erzielte genaue Umfangsabstand
zwischen der Schaufel lo und der nächsten Schaufel ist mit 19 bezeichnet. 'A method for manufacturing a blade ring of an axial etrömungsmaschine, in particular of an axial compressor The invention shall look to a method for producing a Aaialetrömungsmaschine, in particular a Axiqlverdichterse They may be also be a blade ring of a low-pressure stage of a steam turbine act It may also here a vane ring or trade a rotor blade ring . In the finished machine , the feet of the blades of a named blade ring sit in a circumferential groove of the stator or rotor of the machine. The blades consist in particular of metal a So far, a so-called filler piece has been attached to the stator or rotor
made of metal having blade ring by inserting into the`
called U, alternately the finished shovels and filling
pieces are inserted, so that each between the complaints
two shovels a filler piece lies.
Here, however, division errors occur, which in a running
echeufelfußdurehzleaser from z. B. 600 mm and Z>, B. 6o. Shovels for
the wreath can at least be two to four mm and only for
'can be corrected for sale. In addition , the filling
pieces e.g. 8. Filed , re-milled or ground or es
supplements are inserted between the sebum feet and
jointed. All of these measures are first and foremost time consuming
continue to lead to circumferential distances from @ shovel to shovel,
which still do not correspond exactly to the specified division
speak, and to the fact that many spectators of the wreath in the '
machine axis vertical plane is not exactly radial. "Üdes
results in poor thermodynamic efficiency
are reserve filler pieces for installation in the circumferential groove ' not- -
Agile "because of the mentioned post-processing and the like. '- -'-
Filling pieces: cke = incurred = -
Further disadvantages are as follows: For the production of a filling
piece is a. Starting blank necessary, 'which -depending on the farm-
of the filler piece three. bis, "weighs nine times as much as dää finished ones
Filler: This is because, as will be described later
every '-
Must raise filler radial excess length and da8'ein big - @ Czar
voltage volume- accrues .. Furthermore, the pill pieces -often - un -
regular fart, the leash complicated and therefore time-consuming "-
Milling required.
The object of the invention is to eliminate all of the above - -
Disadvantages, purposes The solution to this problem is
suggested the Scheuf ';riü' in 'äranxrorm finit mfange -'
the distance from each other and the spaces between the countries
Shed devil feet . This constitutes a. significant port `
f
step on, the field, the manufacture of. Show wreaths from -
Axia1 flow machines, because: the circumferential distance can now always be adhered to precisely and practically without tolerance , all
built-in Sobaufein @ are practical in the same level
exactly radä: l and fie "Perketöfßeersperni® uri 40viri tigungseefter- v_
Spars are ' -enorm ^ large ".` Specify that: the shovels in. @ Crane- n.'
.:: - ._ -, _, ik,. =
form` with the exact circumferential distance from one another, echieht .ind% e , _,
especially by means of a distance gauge. The mentioned savings
result from the fact that the amount of material for each by the
Potting produced filler piece is as small as possible, since no? Ü11
StUnkferlängen and no reserve filler pieces are necessary, and
furthermore no mentioned milling of filler = blanks
and no said post-processing of filler pieces required
are
For potting , e.g. aluminum, a high percentage aluminum
containing healing or the like can be used, in particular
but castable plastic is used. Casting is suitable
resins, preferably thermosetting or self-curing casting resins.
The invention does not simply consist in the fact that the
turned filler material, namely metal, especially steel,
by a different material, in particular a named casting
resin, but in the fact that in unpredictable white
numerous net effects through the pouring, namely those
beachreibeny arise.
In addition, another great advantage is that the
Failure of a few shovels in need of repair
other shocks and bits and pieces removed from the circumferential groove
numerous blades and fillers in the circumferential direction
need to be pushed , but one of the shovel. adjacent
Bart potting filler, possibly the other one, in the case of
named Zuns "toff .. especially Mechanisch @ erstöct and then.
is removed from the groove and then the shovel
is removed from the circumferential groove by a rotary movement
, the blade roots have such a shape that removal durob
Rotational movement w5g3 i csli is, Das Vergußfüllstück , z t 8, aua
' .Aluminium adwr diel. , can also be made liquid by heating
and so be removed. When the invention is used, the shovel lock is also omitted. In particular, the procedure. According to the invention, it is also used for the manufacture of the blades of the ring between two clamping rings by turning machining. Unfortunately, up to now 30% reserve blades have to be used to manufacture a full blade ring. and up to 3o 9d reserve filler pieces are produced, because during milling, grinding and other processing. the shovel blanks incur scrap shovels. A so-called second "ring" is required for the rarity of these reserve shovels and Beservefüllatücke. Namely, after preprocessing of the starting blanks (flat steel) for the blades and filler pieces Circumferential groove arranged and between two identical, concentric
lying, made of metal, especially steel, existing clamping rings
of the same and so large diameter that they are stretched after
radially inside over the inside diameter iuzd radially outwards.
protrude beyond the outer diameter of the clamping rings. Everyone
The filler blank is significantly longer than that
finished filler piece, so that the scoop = and filler piece raw
Do not move for a long time, especially during turning
or twist., - The whole of the two clamping rings and the
Shovel and filler blanks existing unit will be short
Called "Ring". This "ring" is now $: ur'Trehbeasbeitung open
excited, in particular on a gopf lathe, @ and then it will be
the protruding parts are subjected to turning. It
In this way, the shovel guides and the fillers become
practically machined to the final shape. After relaxing then
each blade individually finished, ie essentially
your blade is made by milling. The as just tight f
by the way, give the filler pieces machined by turning
called excess lengths that have to be removed "What
represents a loss of material.
As indicated above is now to produce the
Spare shovels and fillers a ", further" ring "of the
named type required) the ebezi.Yii 1 is a full wreath
Shovel blanks and zugahnriga @ ü1 "@. Tüclc-t. @ Hlii @ ge included
Must, but only ma: @ iar @ l 3o and --fülistücke
to be needed. The remaining? O 9ö kfi @ juw. i never used faqt
become: You can now see that the application of the er>
According to the inventive method, an enormously large> 13e Workstoff-- wtd
Brings manufacturing export savings. The second "ring" falls
away. Only 81n single "ring" is required. It will
between the two tension rings all for one finished
Schaufslkrenz necessary shovel blanks and the for
housed this wreath necessary Reeerveschaufel - Rohlixrge.
This is possible because the metal filler blanks are formed in the "ring"
fall, but the spaces between the fins of the shovel blanks,
there between the parts of these blanks that make up the FäBe
should arise, be potted and therefore each of these rooms
in the circumferential direction may be much narrower than the earlier
Fvillstück blank. qjedeo between two. Shovel = blanks be =
Flidable casting can be so long radially that the
between the later blades or a
Part of the same is filled out. The shovel blanks and the Vera
casts result in a swept wreath between the two
Tension rings. After the shooting, the clamping rings and
then the forgetting as above in the case of repairing a shovel
removed, e.g. 8. with Kungt®tuäverguß the solidified plastic
mechanically shredded The plastic pieces produced in this way can be used again as filling material for the next "ring". The filling compound can be of inferior quality plastic, inferior to that used in the circumferential groove In Fig. 1 of the drawing is a part as an embodiment.
one made by the method according to the invention
Axial compressor - blade ring viewed from direction 1
(radially from the outside) shown on a reduced scale 2 n 1,
where it is in a shovel, and the two adjacent to it
Pre-cast fillers; Fig. 2 shows the blade in view
from direction 2 (circumferential direction) e The blade and 31e pre-cast
Filler pieces are shown in Figp 2 as they are in the train =
subordinate circumference of the compressor rotor, this Umr
the catch groove and the runner part containing it are the single
omitted for the sake of clarity
The blade 1o consists of a foot 11 and a blade 12. The foot runs obliquely to the longitudinal axis 13 of the condenser, as does the blade 1o, which is twisted. The edges 14, 15 of the foot surfaces 16 are for turning the blade 1o into the runner circumference. The blade 1o is made of steel, the cast filler pieces 17, 18 from a self-hardening cast resin. The cast filler pieces 17, 18 fill the spaces between the feet completely. The exact circumferential distance achieved by the invention between the blade lo and the next blade is denoted by 19. '