ES2223342T3 - Procedimiento para la fabricacion deunas superficies aerodinamicas de adaptacion. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para la fabricación de unas superficies aerodinámicas de adaptación en unas unidades de rotor de paletas integradas, preferentemente en la forma de construcción axial, con un cubo y con por lo menos una corona de paletas, mediante un mecanizado por máquina después de un ensamblaje, en arrastre de material, de por lo menos una paleta y del cubo y/o de por lo menos una pieza de paleta y de por lo menos una paleta y/o al término de una aplicación local de material; en este caso, por lo menos una de estas piezas o la aplicación de material están provistas - en su totalidad o solo localmente dentro de la parte de la zona de ensamblaje y antes de efectuarse la eliminación de material - de unas creces de medidas, sobre todo dentro del contexto de la fabricación de piezas nuevas y de la reparación de los llamados blisks (bladed disks = discos provistos de paletas) o de los llamados blings (bladed rings = aros provistos de paletas) para las turbinas de gas, siendo registrada metrológicamente, por lo menos una superficie real o superficie de patrón, que representa la configuración local de la parte componente, y es fabricada una superficie aerodinámica, que está adaptada a esta superficie real y que también configura la zona de ensamblaje de una manera conveniente en cuanto a la aerodinámica y a la resistencia.

Description

Procedimiento para la fabricación de unas superficies aerodinámicas de adaptación.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de unas superficies aerodinámicas de adaptación en unas unidades de rotor de paletas integradas, conforme a lo indicado en el preámbulo de la reivindicación de patente 1).

Las unidades de rotor de paletas integradas - cuyas paletas están unidas con el cubo sin ninguna holgura y en arrastre de material como, por ejemplo, mediante una soldadura, un forjado, una soldadura blanda o por un pegamento - ofrecen, por regla general, unas ventajas con respecto a la resistencia, al peso y al volumen de construcción, y las mismas, por consiguiente, son incluidas, de manera creciente, en las modernas construcciones de motores de turbopropulsión. En relación con ello, se trata, en primer lugar, de la aplicación de fijación normalmente empleada de la sujeción de las paletas en arrastre de forma (por ejemplo, con perfiles de abeto o perfiles de cola de milano) en los rotores con un paso de la corriente esencialmente en el sentido axial. Hay que reconocer que, en los rotores de paletas integradas, tanto la fijación e instalación de las paletas como también la reparación el intercambio de las mismas son más costosos y más complicados que en las formas de construcción de unas paletas fijadas en arrastre de forma. Son precisos unos procedimientos de fabricación y reparación modificados y novedosos, de los cuales la soldadura por frotamiento lineal representa un ejemplo especialmente marcado e importante. A pesar de su nombre, este procedimiento de ensamblaje ha de ser asignado metalúrgicamente más bien a un forjado que a una soldadura. Otro procedimiento de ensamblaje actualmente aplicado es la soldadura por inducción, según el cual se produce - después de un calentamiento inductivo y mediante una presión de ensamblaje - también una "estructura de forja" de una granulación más fina.

Como principio, asimismo son posibles unos procedimientos de soldadura blanda y de pegamento; en este caso, sin embargo, la zona del ensamblaje constituye, térmica y mecánicamente y en la mayoría de los casos, un punto débil.

Los actuales procedimientos de ensamblaje exigen, por lo general, que por lo menos una de las partes componentes, que han de ser ensamblada entre si, tenga unas creces de mecanizado dentro de la zona del ensamblaje. Esta exigencia puede ser resultado del tipo de la sujeción de la parte componente y de la aplicación de la fuerza como, por ejemplo, en una soldadura por frotamiento lineal, o bien ser resultado del criterio de que la zona de ensamblaje tenga que ofrecer la posibilidad de efectuar unos retoques en cualquier punto, sobre todo para compensar los errores geométricos en el ensamblaje. Durante el propio proceso del ensamblaje es así que, por regla general, se desprende un material (por ejemplo, el "flash" o material de destello en la soldadura por frotamiento) el que, a continuación, también ha de ser eliminado. En cualquier caso, por lo menos la parte de la zona del ensamblaje es retocada y optimada, en la configuración de su superficie, mediante la eliminación de material, para lo cual se han de tener en cuenta unos aspectos, tanto aerodinámicos como técnicos de la resistencia. Además, las superficies, que han de ser fabricadas, tienen que ser adaptadas a unas existentes superficies reales, para lo cual éstas últimas han de ser registradas de forma metrológica. En el sentido de una fabricación moderna y eficiente, los valores de medición son memorizados de manera informática; las superficies a fabricar son calculadas de forma tridimensional y son conformadas mediante un mecanizado por máquina; en este caso, todas las tres fases, es decir, la medición, el cálculo y la fabricación, se encuentran basadas en un procesamiento de datos de tipo contínuo.

A través de la Patente Europea de Publicación Núm. 0 837 220 A2 es conocido un procedimiento para la reparación de unas gastadas puntas en las paletas de compresores y de turbinas, según el cual la punta de paleta gastada es separada a una definida altura radial "h" y la misma es sustituida por un perfil de reparación que, en cuanto a los contornos, está adaptado de forma exacta y cuya fijación es llevada a efecto por una soldadura blanda o por una soldadura normal. Después de la separación de la zona gastada, la geometría real de la hoja de paleta restante es medida dentro de la zona de separación - y, por lo tanto, dentro de posterior plano de un ensamblaje - y, en función de estos datos de medición, es fabricado un perfil de reparación exactamente adaptado, con preferencia mediante un corte por rayos Laser y bajo una conducción tridimensional del corte. De esta manera, resulta que, con este perfil de reparación, la superficie de la hoja de paleta restante continúa - a partir del plano de separación y plano de ensamblaje - en el sentido radial hasta la punta de la hoja, en línea recta y de forma tangencial por todos los lados. Un retoque - si es que hace falta - solamente podría ser necesario en la junta de soldadura blanda o en el cordón de soldadura normal. Aparte de la ventaja de un retoque mínimo, este procedimiento tiene asimismo la ventaja de que la paleta, después de la reparación local, pueda seguir siendo usada y no tenga porque ser sustituida. Este procedimiento - que representa una manera especial de remiendo - también está apropiado para las unidades de rotor de paletas integradas, pero solamente para unas reparaciones dentro de la zona de la punta de la paleta. Conforme al procedimiento, solamente pueden ser fabricadas unas superficies adaptadas, cuyas líneas de contorno - en el sentido de la altura - sean rectas (corte con un rayo Laser recto), es decir, que no se pueden fabricar unas superficies tridimensionales de cualquier curvatura como, por ejemplo, en la transición desde la hoja de paleta hacia el cubo. La configuración de la superficie de la pieza de reparación mediante rayos Laser y a la medida de acabado tiene que ser efectuada antes de la fijación de la pieza en la hoja de paleta restante, de tal modo que unos errores de ensamblaje geométricos puedan ser compensados (no existen unas creces de medidas, que puedan ser aprovechadas en el mecanizado). Una vez efectuado el ensamblaje, no es posible realizar un mecanizado de la pieza de reparación/pieza de remiendo a la medida de acabado mediante un corte por rayos Laser, habida cuenta de que los rayos Laser, que desde la punta de la hoja cortan esencialmente en el sentido radial hacia dentro, penetrarían, por lo menos en algunos tramos, en la hoja de paleta restante para así dañar la misma.

La Memoria de Patente de Publicación Núm. 5 285 572 de los Estados Unidos revela un procedimiento para la reparación de una unidad de rotor de paletas de una turbina según el estado actual de la técnica.

La Memoria de Patente de Publicación Alemana Núm. DE 40 14 808 Al describe un sistema visual de máquina para la automatización de un procedimiento de mecanizado por máquina. Este sistema está previsto de ser empleado concretamente para la reparación de las puntas gastadas en las paletas de turbinas mediante una soldadura de aplicación de rayos Laser y de polvo. Las puntas de las paletas son de una geometría especial, en la cual la más fina pared de la paleta - la que describe el perfil - sobresale, en el sentido radial, de la propia superficie frontal. Por un roce con la carcasa de la turbina o con un recubrimiento de la misma, la pared saliente de la paleta se encuentra sometida a un desgaste, que puede ser eliminado mediante la soldadura de aplicación de material. En primer lugar, el borde frontal de la pared de la paleta es rectificado, es decir, que el mismo es nivelado y alisado. La superficie de perfil anular - que está constituida por el borde frontal - es explorada optoelectrónicamente para ser convertida, por cálculo, en una curva anular matemática, con un espesor (anchura) definido localmente. Los datos son empleados directamente para el control del procedimiento de soldadura; en este caso, la aplicación local del material (corriente de polvo, intensidad de los rayos Laser) es adaptada al espesor de la respectiva pared restante. Por consiguiente, de hecho es así que unos contornos reales exteriores e interiores continúan - con una superficie frontal por lo menos aproximadamente plana - por esta aplicación del material; en este caso, seguramente hará falta un determinado tipo de retoque.

El artículo, con el enunciado "Reparación automática de las paletas de compresores y de turbinas", en las páginas 672 hasta 674 de la revista técnica alemana "Werkstatt und Betrieb" (Taller y Empresa) Núm. 129 (1996), describe la reparación de puntas de paletas y bordes de paletas mediante una soldadura con aplicación de material. A este efecto, los contornos tridimensionales reales de la respectiva paleta son explorados y memorizados - en la cercanía del cordón de soldadura - en varias secciones. Los contornos reales continúan - mediante cálculo - hacia dentro de la zona de soldadura, y la fabricación es efectuada por medio de control numérico. En este caso, también pueden ser tenidas en cuenta unas geometrías especiales en la punta de la paleta como, por ejemplo, unas líneas de contornos curvadas o pandeadas. Una geometría especial de esta clase es explorada y memorizada, por ejemplo, en la paleta de patrón. También es mencionada una comparación "inteligente" entre las geometrías reales con errores y las geometrías del patrón. Sin embargo, la persona familiarizada con este ramo técnico no encuentra ninguna indicación concreta acerca de cómo habría de ser efectuada una tal comparación.

En las unidades de rotor con paletas integradas, la zona geométrica para la fabricación de las superficies adaptadas se puede extender por toda la altura "h" de la cámara anular, es decir, desde el cubo hasta las puntas de las paletas. Bajo el punto de vista del tiempo, el primer caso de aplicación es aquí la fabricación de una pieza nueva, en cuyo transcurso las paletas - que, con preferencia, están fabricadas, en su mayoría, de acabado - son unidas, mediante una técnica de ensamblaje, con el cubo y son conformadas, por el desprendimiento de material, por lo menos dentro de la parte de las superficies adaptadas a las zonas de ensamblaje cercanas del cubo.

Durante el funcionamiento de los rotores, se pueden presentar los fenómenos de desgaste y unos deterioros, que precisan de una reparación. En el peor de los casos, tienen que ser sustituidas unas paletas completas, pero con más frecuencia solamente unas zonas o partes de mayor o menor tamaño de la paleta. Están más afectados, naturalmente, los bordes de entrada y de salida así como las puntas de las paletas. Las zonas dañadas son separadas por medio de, por ejemplo, un corte por rayos Laser, y las mismas son sustituidas por piezas o por remiendos con unas creces o demasías de medidas. Al extenderse los daños solamente un poco al interior del material de la paleta, puede ser suficiente una sencilla aplicación de material con unas creces de medidas como, por ejemplo, mediante la soldadura con aplicación de material por rayos Laser, de tal modo que no hagan falta unas piezas sustitutorias propiamente dicho. En la práctica, con frecuencia son convenientes unas combinaciones entre las medidas de una sustitución de la paleta, de una sustitución parcial o de un remiendo de la paleta y de la aplicación de un material, teniendo en consideración que, durante las prolongadas fases de funcionamiento, se pueden presentar los distintos tipos de daños.

Partiendo de esta situación, la presente invención tiene por objeto proporcionar un procedimiento para la fabricación de unas adaptadas superficies aerodinámicas en las unidades de rotor con paletas integradas, el cual sea apropiado, de igual manera, para la fabricación de una pieza nueva como para una reparación y el que pueda ser aplicado sobre toda la superficie de la paleta - aquí incluida su parte de transición hacia el cubo - hasta la inmediata cercanía del cubo; procedimiento éste que - teniendo en cuenta las curvaturas mínimas - facilite la fabricación de unas superficies con cualquier curvatura así como con exención de los escalonamientos y de pandeos, y el cual permita los distintos tipos de un desprendimiento de material así como el ensamblaje y la aplicación de material previos, y el que trabaje de una manera especialmente exacta, rápida y eficiente en cuanto a los costos.

De acuerdo con la presente invención, este objeto se consigue por medio de la combinación de características, mencionada en la reivindicación de patente 1), en unión de las características indicadas en el preámbulo de la misma reivindicación de patente.

Conforme a la característica A), el registro metrológico y la fabricación se llevan a efecto sobre una máquina de mecanizado, con una constante sujeción de la unidad de rotor y dentro de un mismo ciclo. Gracias a ello, queda incrementada la precisión del procedimiento como asimismo es acortada la duración del procedimiento.

Sobre la base de la característica B), la máquina del mecanizado conoce la superficie teórica exigida de cada zona, que ha de ser mecanizada, y conoce, por consiguiente, la óptima configuración de la parte componente, la cual ha de ser conseguida.

Según la característica C), los datos metrológicos reales y los datos teóricos exigidos previamente determinados son transformados de manera sistemática, en primer lugar en una superficie tridimensional de cálculo y luego en una superficie de la parte componente real, que ha de ser fabricada; en este caso, las características secundarias, a) hasta c), definen los detalles. La característica secundaria a) define el modo de la transición entre la superficie, que ha de ser fabricada, y una superficie real o una llamada superficie de reparación que, de forma omnidireccional, está fijada dentro de una superficie real en la parte componente y es fabricada así. La característica secundaria b) define las características del marco de la superficie, que ha de ser fabricada; a este efecto, los datos matemáticos/teóricos previamente determinados son transformados en la práctica de la mejor manera posible en cuanto a la técnica de fabricación, es decir, en la medida en la que esto sea posible conseguir con una inversión razonable.

La característica secundaria c) tiene en cuenta los casos en los cuales la superficie teórica exigida (perfiles teóricos exigidos en la posición teórica exigida) no pueda ser realizada o no pueda ser realizada por completo y la misma concede, en este caso, la prioridad a un perfil teórico exigido sobre la posición teórica exigida.

Para una persona, familiarizada con este sector técnico, resulta evidente que unos procesos de fabricación reales con maquinaria pueden conducir - debido tanto al equipo físico como al equipo lógico - a unas desviaciones en relación con los datos teóricos/matemáticos previamente establecidos y también conducen, efectivamente, con frecuencia a las mismas. Sin embargo, por medio de unas fiables y precisas tecnologías de fabricación, las desviaciones de esta clase pueden ser reducidas a un nivel mínimo y pueden ser mantenidas dentro de un orden de magnitudes tolerables y sin ninguna objeción en cuanto a las técnicas aerodinámicas y de resistencia. A título de ejemplo, en las superficies fabricadas por máquinas pueden ser tolerados unos escalonamientos, unas estrías y unos pandeos pequeños, si bien en estos puntos estaba definida, en teoría, una extensión lisa y matemáticamente constante.

En las reivindicaciones secundarias se indican algunas preferidas formas de realización para el procedimiento según la reivindicación de patente principal.

A continuación, la presente invención es explicada con más detalles por medio de los planos adjuntos, que no están realizados a una escala determinada y que están muy simplificadas. En estos planos:

La Figura 1 muestra una vista parcial de la sección transversal de una unidad de rotor con una de varias paletas, cuya configuración ha sido realizada de acabado, en su mayor parte, ya antes de efectuarse el ensamblaje;

La Figura 2 indica una vista comparable de la sección transversal con una pieza de intercambio con unas creces de medidas, a partir de la cual es mecanizada la paleta;

La Figura 3 muestra la vista lateral de una paleta con remiendos;

La Figura 4 indica una vista de sección longitudinal, realizada a lo largo de la línea A-A, indicada en la Figura 3; mientras que

La Figura 5 muestra la parte de la punta de una paleta con la aplicación de un material.

De la unidad de rotor de paletas integradas 1, indicada en la Figura 1, se pueden apreciar el cubo 4 - parcialmente - así como una parte de la paleta 7. De forma preferente, la paleta 7 ha sido fijada - mediante una soldadura por frotamiento lineal - en una protuberancia en forma de joroba del cubo 4, y esta paleta posee, a efectos de una mejor manipulación y de la aplicación de fuerza, un incremento de espesor 11 por el extremo inferior, situado radialmente por dentro. La zona de ensamblaje 14 está marcado por un rayado. A través de esta representación gráfica, que está intencionadamente realizada de una manera exagerada, puede ser apreciado bien que la paleta 7 ha sido fijada con un error en la geometría. Pueden ser observados, por ejemplo, tanto un desplazamiento lateral de la misma en dirección hacia la derecha, hacia el cubo 4, como asimismo un error de ángulo, concretamente una inclinación hacia la derecha, divergente de la dirección radial.

La Figura 1 muestra una situación, que se puede presentar en el marco de la fabricación de una pieza nueva así como en el marco de una reparación; en este caso, las referencias, que se componen de letras y de cifras y están indicadas por el lado izquierdo de la paleta, se refieren al caso de una reparación, mientras que las referencias, indicadas por el lado derecho, hacen referencia a la fabricación de una pieza nueva.

Antes de efectuarse el ensamblaje, la superficie de la paleta 7 ya tendría que estar fabricada ampliamente de acabado como, por ejemplo, mediante un forjado de precisión, y la misma representa, por lo tanto, una superficie real o superficie de patrón, 1 1 y 1 3, respectivamente, que - como una superficie de referencia - ya no debe ser variada ni dañada. Un poco por encima del incremento de espesor 11, esta superficie real es registrada o explorada metrológicamente; a este efecto, las referencias M 1 y M 3 representan - con una indicación de situación mediante líneas de puntos de trazos - unas zonas de medición, que circundan la superficie real por tramos para así determinar la extensión del perfil en la dirección longitudinal y transversal así como la variación del perfil en la dirección radial. Por consiguiente, la zona de medición no representa ninguna línea - por ejemplo, alrededor del perfil y a una determinada altura radial - sino siempre una zona de superficie. Con respecto a ello, las líneas de trazos y puntos indican solamente la aproximada altura de posición media de las zonas de medición, M 1 hasta M 3.

Al tratarse de una reparación (lado izquierdo), también es registrada la superficie real 1 2, situada entre la zona de ensamblaje 14 y el cubo 4, dentro de la parte de la zona de medición M 2.

Entre las superficies reales, 1 1 y 1 2, es fabricada una superficie adaptada 0 1, que une las primeras entre si y la que pasa a constituir - con exención de escalonamiento y de pandeos - estas superficies reales y la misma, como tal, también está exenta de escalonamiento y de pandeos y es, de la mejor manera posible, matemáticamente constante, teniendo en consideración unas curvaturas mínimas, que son variables en función del lugar y de la dirección. Dado el caso, aquí ha de ser aplicado el lema de que el perfil teórico exigido tiene prioridad sobre la posición teórica exigida. Los criterios de la fabricación según la presente invención así como unos errores geométricos en el ensamblaje conducen aquí, en el sentido radial, a una extensión suavemente arqueada en la forma de S de la superficie 0 1; en este caso, el material excedente - que ha de ser eliminado - está indicado por medio de unos puntos.

Son similares las circunstancias en la fabricación de una pieza nueva (lado derecho). En este caso, sin embargo, solamente se explora dentro de la zona M 3, situada por encima del incremento de espesor 11. La protuberancia en el cubo 4, la cual es en la forma de joroba, ha de tener, en su estado nuevo, unas creces de mecanizado, de tal modo que la adaptada superficie 0 3, partiendo de la superficie real superior 1 3, pueda pasar hacia abajo y formar la superficie teórica exigida S 3 que, en este caso, también ha de ser fabricada todavía. No puede ser determinado, de manera general, a qué altura radial la adaptada superficie 0 3 tiene que pasar a constituir la superficie teórica exigida S 3; no obstante, la presente invención tiene la tendencia de realizar de la manera más corta o más pequeña posible las partes de transición con una desviación con respecto al valor teórico exigido teniendo en consideración, sin embargo, las curvaturas mínimas.

La Figura 2 muestra el caso de una reparación de una unidad de rotor 2, en el cual prácticamente una paleta completa ha sido sustituida por una pieza con creces de medidas. Aquí son explorados metrológicamente los contornos reales 1 4, situados entre la zona de ensamblaje 15 y el cubo 5, dentro de una zona de medición M 4, alrededor del perfil en forma de joroba. Dentro de la parte componente está definida una llamada superficie de reparación R, que es medida a una determinada distancia omnidireccional de la medida superficie real 1 4. La fabricación de la adaptada superficie 0 4 parte de la referida superficie de reparación R, y esta fabricación proporciona - a una altura radial de lo más reducido posible - una transición a la superficie teórica exigida S 4, que continúa hacia arriba hasta la punta de la paleta, la que aquí no está indicada. También la superficie de reparación R es fabricada dentro de este ciclo, sea antes o sea después de la fabricación de la superficie 0 4. Por lo tanto, aquí se fabrican tres tipos de superficies (0 4, R, S 4), representando 0 4 la superficie de adaptación. Todas las superficies constituyen, en su conjunto, la configuración de la propia paleta 8; en este caso, ha de ser eliminado relativamente mucho material de exceso. Frente a ello tenemos, sin embargo, la ventaja de que la producida paleta 8 corresponde, lo más ampliamente posible, a los valores teóricos exigidos, es decir, que la misma es muy exacta.

Las Figuras 3 y 4 hacen referencia al llamado remiendo, es decir, a una sustitución parcial de la paleta con unas piezas de intercambio que, por regla general, tienen unas creces de medidas para el mecanizado. La Figura 3 indica una paleta 9 - aquí la paleta de una turbina - de una unidad de rotor 3 en su vista lateral y en el sentido circunferencial; en este caso, el cubo 6 puede ser observado todavía en parte. El borde de entrada de la paleta 9 ha sido separado - por una gran parte de su altura radial y hasta la punta 12 de la paleta - mediante un corte plano que está dirigido de forma ascendente hacia la derecha, sustituyéndose esta parte del borde de entrada por una parte de remiendo 18, que es fijada por medio de una soldadura; pieza de remiendo ésta que, en su forma, se acerca, de una manera más o menos basta, a la configuración de la paleta, con unas creces de medida por todos los lados, y la misma puede ser recortada, por ejemplo, de una barra rectangular o de una plancha de gran espesor. La zona de ensamblaje 16 está indicada aquí por un rayado.

La Figura 4 muestra una vista parcial de sección axial/tangencial realizada según la línea A-A, indicada en la Figura 3, en la cual puede ser apreciado el perfil de la paleta. Aquella parte de la paleta 9, la cual está situada a la derecha de la zona de ensamblaje 16, está previamente determinada en cuanto a su configuración, por lo que la misma no es variada. La superficie real 1 5 de esta parte es registrada metrológicamente por ambos lados del perfil y dentro de la zona de medición M 5, situada en la cercanía de la zona de ensamblaje 16, con el fin de poder adaptar - desde la zona de ensamblaje 16 hacia la izquierda - la zona de perfil, que ha de ser fabricada. La adaptada superficie 0 5 ha de pasar a formar - de la manera más corta posible - la superficie teórica exigida S 5, es decir, el perfil teórico exigido en la posición teórica exigida, lo cual no es siempre posible. Por lo menos, la adaptada superficie es aproximada, de la mejor manera posible, a la superficie teórica exigida; en este caso, la adaptación al perfil teórico exigido - es decir, la forma teórica exigida - es de mayor importancia que la adaptación a la posición teórica exigida (el perfil teórico exigido tiene prioridad sobre la posición teórica exigida). Un trabajo de remiendo al estilo de lo indicado en las Figuras 3 y 4 puede ser efectuado como principio, en cualquier lugar de una paleta; en este caso, este remiendo también puede estar situado por la parte central de la paleta como, por ejemplo, en forma de un disco y con un taladro correspondiente en la paleta. Por consiguiente, resulta evidente que la zona de ensamblaje también pueda ser curvada, preferentemente en la forma de un segmento circular, así como de una manera cerrada como, por ejemplo, en la forma de un círculo completo. A este efecto, la parte de remiendo constituye siempre una pieza de intercambio, con una configuración bien definida así como con por lo menos unas locales creces de medidas para el mecanizado a efectos de la eliminación de unos daños en la paleta, las cuales sean de una mayor extensión volumétrica.

Frente a estos fenómenos, existen unas formas de daños, en las cuales el material de la paleta es atacado principalmente dentro de la parte de su superficie como, por ejemplo, a causa de un roce mecánico con unas partes del estátor; por unas partículas erosivas dentro de la corriente de gas; o bien a consecuencia de los propios gases calientes. En este caso, puede ser conveniente efectuar - después de un "alisado" mediante la eliminación de material en la dañada superficie de la parte componente - la aplicación de un material, que ahora falta, sin que el mismo tenga una forma determinada como, por ejemplo, sobre todo en el estado fundido, mediante una soldadura normal o una soldadura blanda. Un procedimiento de fabricación, que promete mucho en este sentido y que aporta una relativamente reducida carga térmica para la parte componente es, en este contexto, la soldadura de aplicación de polvo mediante rayos Laser.

La Figura 5 indica una reparación mediante la aplicación de material en el ejemplo de una paleta 10, cuya punta 13 ha de ser renovada. Puede ser observada la aplicación de material 19, que tiene unas creces de medidas, tanto lateralmente como asimismo en dirección hacia arriba. Esta representación gráfica ha de corresponder a una vista parcial de sección transversal de la paleta, de forma paralela al eje del rotor. La zona de ensamblaje 17 - que está indicada mediante un rayado y está prevista por el extremo superior de la paleta 10, que está acortada - se debería extender exactamente por toda la sección transversal de la aplicación de material 19, habida cuenta de que ésta última está aplicada, en su conjunto, por una técnica de soldadura. Con el objeto de poder apreciar todavía de una manera clara otros detalles dentro de la aplicación de material 19, se ha prescindido aquí de ampliar el rayado. Por debajo de la zona de ensamblaje 17, la superficie real 1 6 dentro de la zona de medición M 6 es registrada metrológicamente alrededor del perfil de la paleta, y la misma es procesada de manera informática. Es fabricada una superficie adaptada 0 6, que pasa a constituir la superficie teórica exigida S 6 o está adaptada de la mejor forma posible a ésta última (También aquí prevalece el perfil teórico exigido sobre la situación teórica exigida). La posibilidad de una fabricación especialmente sencilla de una superficie de adaptación consistiría en el hecho de prolongar la superficie real, aquí la superficie 1 6, en cada punto alrededor del perfil de forma tangencial y en línea recta hacia arriba, hacia la punta 13 de la paleta, es decir, predeterminar la curvatura mínima, bajo el punto de vista matemática, de forma infinita (\infty) en la dirección de altura. Esto podría ser conveniente en aquellos casos, en los cuales fuera muy reducida la altura radial de la aplicación de material, es decir, que prácticamente no sería posible una transición en dirección hacia la superficie teórica exigida o del perfil teórico exigido. Para ello también se ha de tener en consideración la desviación de la superficie real, cerca de la zona de ensamblaje, con respecto a la superficie teórica exigida.

En la Figura 5 también está indicada brevemente, de forma rayada, una adicional superficie teórica exigida S 7 que, en relación con la superficie S 6, conduce hacia una suplementaria eliminación de material bien definida (indicada con unos puntos de menor intensidad). Esto está pensado como indicación para unas paletas que, en dirección hacia su punta, poseen una variación de su perfil en la forma de escalones y por medio de la cual el "perfil de gota" pasa a constituir un perfil muy delgado, con un espesor que es constante por toda su longitud y con una curvatura, que corresponde al lado de aspiración de la paleta

Claims (8)

1. Procedimiento para la fabricación de unas superficies aerodinámicas de adaptación en unas unidades de rotor de paletas integradas, preferentemente en la forma de construcción axial, con un cubo y con por lo menos una corona de paletas, mediante un mecanizado por máquina después de un ensamblaje, en arrastre de material, de por lo menos una paleta y del cubo y/o de por lo menos una pieza de paleta y de por lo menos una paleta y/o al término de una aplicación local de material; en este caso, por lo menos una de estas piezas o la aplicación de material están provistas - en su totalidad o solo localmente dentro de la parte de la zona de ensamblaje y antes de efectuarse la eliminación de material - de unas creces de medidas, sobre todo dentro del contexto de la fabricación de piezas nuevas y de la reparación de los llamados blisks (bladed disks = discos provistos de paletas) o de los llamados blings (bladed rings = aros provistos de paletas) para las turbinas de gas, siendo registrada metrológicamente, por lo menos una superficie real o superficie de patrón, que representa la configuración local de la parte componente, y es fabricada una superficie aerodinámica, que está adaptada a esta superficie real y que también configura la zona de ensamblaje de una manera conveniente en cuanto a la aerodinámica y a la resistencia; procedimiento éste que está caracterizado por una combinación de las características siguientes:

A) El registro metrológico de por lo menos una superficie real (1 1 hasta 1 6) y la fabricación de por lo menos una superficie adaptada (01, 03 hasta 06) son llevados a efecto sobre una máquina de mecanizado con una constante sujeción de la unida de rotor (1, 2, 3), es decir, dentro de un ciclo continuo de medición, de cálculo y de procesamiento.

B) La superficie teórica exigida (S 3 hasta S 7) - que, en el sentido radial, representa los perfiles teóricos exigidos en la posición teórica exigida - de cada zona a mecanizar, desde la punta (12, 13) de la paleta hasta cerca del cubo (4, 5, 6), se hace disponible, en la forma de unos datos memorizados, para la máquina del mecanizado.

C) Cada vez partiendo de por lo menos una superficie real (1 1 hasta 1 6) - que es registrada metrológicamente y que se extiende hasta la cercanía de la zona de ensamblaje (14 hasta 17) y la que está provista, en la mayoría de los casos, de unas tolerancias geométricas - la superficie (O 1, 0 3 hasta 0 6), que se extiende hasta más allá de la zona de ensamblaje (14 hasta 17), es calculada según los criterios relacionados a continuación y es fabricada mediante la eliminación de material:

a) La superficie aerodinámica (0 1, 0 3 hasta 0 6), que ha de ser fabricada, limita en cada lugar de forma tangencial (en la medida de lo posible, de forma matemáticamente constante), es decir, con exención de pandeos y de escalonamientos así como con una línea recta y/o curvada y con una curvatura mínima, que puede ser determinada previamente y que es variable en función del lugar, con por lo menos una superficie real (1 1 hasta 1 6) y/o con una superficie de reparación (R) que, en primer lugar es teórica; a este efecto, ésta última queda definida y es fabricada - dentro de la parte componente - con una distancia mínima a una medida superficie real (1 4), la que puede ser determinada previamente y la cual es variable en función del lugar;

b) La superficie aerodinámica (0 1, 0 3 hasta 0 6), que ha de ser fabricada, corresponde, de la mejor manera posible, a una superficie tridimensional matemáticamente constante que - por lo menos en su mayor parte - está curvada y que posee una curvatura mínima en cada lugar, la cual puede ser determinada previamente y la que es variable en función del lugar y/o de la dirección;

c) Por cada zona, en la que la superficie aerodinámica a fabricar (0 1, 0 3 hasta 0 6) no puede corresponder - debido a los puntos a) y/o b) - y/o a causa de la medida local de la parte componente la misma no puede corresponder o bien no puede corresponder completamente a la superficie teórica exigida (S 3 hasta S 7) - que, en el sentido radial, representa los perfiles teóricos exigidos en la posición teórica exigida - la superficie (0 1, 0 3 hasta 0 6) es aproximada, a cualquier altura radial y de la mejor manera posible, al perfil local teórico exigido, que se encuentra memorizado mediante los datos teniendo en consideración, sin embargo, la constancia matemática.

2. Procedimiento conforme a la reivindicación 1), para su aplicación en el contexto de la fabricación de una pieza nueva y con el empleo de unas paletas, cuya configuración aerodinámica ya ha sido realizada de acabado, en su mayor parte y antes de su ensamblaje con el cubo; procedimiento éste que está caracterizado porque, por cada paleta (7), una superficie real mecanizada de acabado (1 3) es registrada metrológicamente en la cercanía de la zona de ensamblaje (14) y en el sentido radial por fuera de la misma (M 3); así como caracterizado porque a partir de la medida superficie real (1 3) es fabricada - en el sentido radial hacia dentro - una superficie aerodinámica de adaptación (0 3) con su transición hacia la superficie teórica exigida (S 3).

3. Procedimiento conforme a la reivindicación 1), para su aplicación en el contexto de la fabricación de una pieza nueva o de una reparación con el intercambio de paleta y con el empleo de unas paletas, cuya configuración aerodinámica ya ha sido realizada de acabado, en su mayor parte y antes de su ensamblaje con el cubo; procedimiento éste que está caracterizado porque una respectiva superficie real mecanizada de acabado (11) es registrada metrológicamente en la cercanía de la zona de ensamblaje (14) y en el sentido radial por fuera de ésta última, mientras que una superficie real (1 2) es registrada metrológicamente entre la zona de ensamblaje (14) y el cubo (4); así como caracterizado porque entre estas superficies reales (11, 12) es fabricada una superficie aerodinámica de adaptación (0 1).

4. Procedimiento conforme a la reivindicación 1), para su aplicación en el contexto de una reparación con el intercambio de paleta y con el empleo de por lo menos una pieza, cuya configuración tiene - en comparación con la configuración aerodinámica teórica exigida - unas creces de medidas por todos los lados; procedimiento éste que está caracterizado porque una respectiva superficie real (1 4), situada entre la zona de ensamblaje (15) y el cubo (5), es registrada metrológicamente (M 4); caracterizado porque queda definida una superficie de reparación (R), que - dentro de la parte componente - se encuentra situada a una distancia omnidireccional de la superficie real (1 4); caracterizado porque a partir de la superficie de reparación (R) es fabricada - en el sentido radial hacia fuera y por la más reducida altura posible - una superficie (0 4) cori su transición hacia la superficie teórica exigida (S 4); caracterizado porque la configuración aerodinámica de la paleta (8) es fabricada - principalmente como la superficie teórica exigida (S 4) - mediante un mecanizado o una eliminación omnidireccional del material; así como caracterizado porque la superficie de reparación (R) es generada - en dirección hacia el cubo (5) - por una fabricación mediante la eliminación del material.

5. Procedimiento conforme a la reivindicación 1), para su aplicación en el contexto de una reparación con el intercambio de piezas de paleta (remiendos) dentro de la zona del borde de entrada y/o del borde salida, con el empleo de por lo menos una pieza (remiendo), cuya configuración tiene - en comparación con la configuración aerodinámica teórica exigida - unas creces de medidas por todos los lados; procedimiento éste que está caracterizado porque por el lado de aspiración y por el lado de presión de una respectiva paleta "remendada" (9), la superficie real (1 5) en la cercanía de la zona de ensamblaje o de las zonas de ensamblaje (14) es registrada metrológicamente (M 5); así como caracterizado porque a cada altura radial de la paleta (9), la cual está afectada por esta reparación, el perfil teórico exigido (1 5) es completado - con la mejor aproximación posible al perfil teórico exigido (S 5), que se encuentra memorizado por los datos - por medio de una eliminación omnidireccional del material de cada pieza intercambiada (18).

6. Procedimiento conforme a la reivindicación 1), para su aplicación en el contexto de una reparación con la aplicación de material dentro de la parte de toda la punta de la paleta y con la generación de una zona, cuya configuración tiene - en comparación con la configuración aerodinámica teórica exigida - unas creces de medidas; procedimiento éste que está caracterizado porque dentro de la zona de ensamblaje (17) de una paleta afectada, y en el sentido radial dentro de la misma, la superficie real (16), situada alrededor de la paleta (10) es registrada o explorada metrológicamente; así como caracterizado porque la superficie (0 6) de la paleta (10) es completada por la eliminación de las creces de medidas, partiendo para ello de la superficie real (16) y hasta la altura radial teórica exigida en la punta (13) de la paleta, la cual está constituida por el material, que ha sido aplicado.

7. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque la eliminación técnica del material de la parte componente en la fabricación de la pieza es llevada a efecto de una manera mecánica por el desprendimiento de virutas como, por ejemplo, mediante un rectificado o un fresado, sobre todo por un fresado de alta velocidad, o bien la misma es efectuada de forma eléctrica o electroquímica, sin el desprendimiento de virutas como, por ejemplo, según las técnicas de tipo EDM o ECM.

8. Procedimiento conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 7) y caracterizado porque la exploración metrológica de las superficies tiene lugar mediante un contacto con la parte componente como, por ejemplo, por medio de unos sensores de exploración o bien sin un contacto como, por ejemplo, a través de unos sensores ópticos.