[發(fā)明專利]裝配組件的超聲波噴丸處理

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680016304.0
• 申請日: 2006-05-12
• 公開（公告）號: CN101175606A
• 公開（公告）日: 2008-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷·斯托尼奇;戴安娜·比格爾;讓－米歇爾·杜查齊厄貝內(nèi)克斯
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: B24C1/00
• 分類號: B24C1/00;B05D3/12;C21D7/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所
• 代理人: 封新琴

相關(guān)申請的交叉參照

本申請要求受益于2005年5月12日提交的序列號為60/680039的美國臨時專利申請，其全部內(nèi)容合并于此以作參考。

本發(fā)明背景

本發(fā)明涉及仍處于外殼中的組裝轉(zhuǎn)子零件或單個零件的噴丸，尤其涉及燃?xì)廨啓C、蒸汽輪機或水力機械的轉(zhuǎn)子零件的超聲波噴丸處理，其中噴丸硬化被認(rèn)為是必要的或期望的。

通常認(rèn)為當(dāng)零件被噴丸硬化時，特定材料的疲勞壽命被增強。噴丸導(dǎo)致殘余壓應(yīng)力，其減緩裂紋的開始。使用極其廣泛的噴丸技術(shù)包括大量(很多磅)的小尺寸金屬的或陶瓷“丸”，其被推進到要噴丸的零件。在車間環(huán)境中，小丸可被清楚地容易地從零件清除以避免導(dǎo)入運轉(zhuǎn)的輪機。

如果轉(zhuǎn)子零件在現(xiàn)場被修理或修改，零件可要求被再噴丸硬化，以引入壓應(yīng)力以在返回服役時抵抗裂紋。然而，在應(yīng)用領(lǐng)域，傳統(tǒng)的噴丸硬化處理廣范圍地散射彈丸在工作區(qū)域，且彈丸的小碎片不容易從輪機單元回收。殘留在單元中的彈丸造成對輪機運轉(zhuǎn)的威脅。

除了傳統(tǒng)的噴丸形式還存在如激光震動、水穴蝕等；然而，這些形式不是非常昂貴就是不能容易地在現(xiàn)場適用。

超聲波噴丸是一種可用的商用技術(shù)，其通常使用在車間環(huán)境中的固定的計算機控制的機器來噴丸處理固定形狀的零件。該配置通常要求(1)零件具有最大尺寸(如片零件)，或(2)該機器具有較大的尺寸以處理所指定的零件。現(xiàn)有的在轉(zhuǎn)子零件上噴丸的應(yīng)用典型地執(zhí)行單件的操作，包括轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)到噴丸裝置或噴丸裝置繞單個零件在水平面內(nèi)操作。結(jié)果，現(xiàn)有應(yīng)用不適于在原地使用。另外，現(xiàn)有應(yīng)用缺乏裝備移動性且典型地不能在垂直旋轉(zhuǎn)的零件上操作。

另外地，其它噴丸硬化方法(如傳統(tǒng)的水噴射氣蝕、激光)要求“瞄準(zhǔn)線”，這樣進行噴丸的介質(zhì)(金屬或陶瓷丸、水噴射、激光束)必須與要噴丸的目標(biāo)成直線或者能反彈和撞擊其內(nèi)的所關(guān)心的表面。多數(shù)處理中，瞄準(zhǔn)線是不可能的，同時轉(zhuǎn)子仍處于外殼中和/或轉(zhuǎn)子裝配仍處于完整狀態(tài)。

傳統(tǒng)噴丸硬化的另外的擔(dān)心是一些彈丸將殘留在裝配的轉(zhuǎn)子或外殼中，返回服役時導(dǎo)致隨后的其它零件如葉片、噴嘴或軸承的過早失效。因此所期望的是使得轉(zhuǎn)子零件被噴丸而不分解且沒有彈丸介質(zhì)造成的潛在的污染。

發(fā)明內(nèi)容

在本發(fā)明的典型實施例中，用于裝配的輪機轉(zhuǎn)子零件的超聲波噴丸處理的系統(tǒng)包括：聲學(xué)元件，其激勵噴丸室內(nèi)的噴丸介質(zhì)；和可連接到裝配件的框架。該框架包括可與聲學(xué)元件結(jié)合的支撐結(jié)構(gòu)，其中所述框架與室工具可共同操作，室工具限定和封住所述噴丸室和裝配件。

在本發(fā)明的另一典型實施例中，用于執(zhí)行裝配的輪機轉(zhuǎn)子零件的超聲波噴丸處理的方法包括以下步驟：把框架連接到裝配件；把激勵噴丸室內(nèi)的噴丸介質(zhì)的聲學(xué)元件固定到所述框架；用可選擇地結(jié)合所述框架和裝配件的室工具封住噴丸室，所述室工具限定和封住所述噴丸室與裝配件；和啟動所述聲學(xué)元件。

在本發(fā)明的又一典型實施例中，用于裝配的輪機轉(zhuǎn)子輪的超聲波噴丸處理的系統(tǒng)，包括可連接到輪機轉(zhuǎn)子輪且圓周地跨越燕尾槽中的至少三個的框架。所述框架包括形狀與所述燕尾槽對應(yīng)的連接件，用來軸向滑動連接件到所述轉(zhuǎn)子輪。激勵噴丸室內(nèi)的噴丸介質(zhì)的聲學(xué)元件可固定到框架。至少兩個插入件穿過所述框架和在所述連接件任一側(cè)上的燕尾槽可選擇地與轉(zhuǎn)子輪配合，其中所述插入件限定和封住所述噴丸室和輪機轉(zhuǎn)子輪。

附圖說明

圖1示出了具有連接的超聲波噴丸處理系統(tǒng)的輪機轉(zhuǎn)子輪的截面；

圖2示出了用于固定所述系統(tǒng)到轉(zhuǎn)子輪的裝配過程；

圖3示出了轉(zhuǎn)子輪的冷卻槽；

圖4示出了插入件的靠近的視圖；

圖5示出了從噴丸室釋放或去除噴丸介質(zhì)的工具；

圖6示出了具有連接的聲學(xué)元件的系統(tǒng)；和

圖7示出了確保所有噴丸介質(zhì)被從噴丸室去除的典型結(jié)構(gòu)。

具體實施方式

參考圖1和2，用于裝配的輪機轉(zhuǎn)子零件的超聲波噴丸處理的系統(tǒng)，包括可連接到裝配的輪機轉(zhuǎn)子零件的框架12。在圖1和2中所示的轉(zhuǎn)子零件是輪機輪14的截面。典型的輪機輪14包括多個燕尾槽16，其容納輪機葉片(未示出)的對應(yīng)形狀的燕尾。框架12包括燕尾形連接件18，其軸向滑動到轉(zhuǎn)子輪14上的燕尾槽16內(nèi)。螺栓或其它合適的固定結(jié)構(gòu)把框架12固定在槽16內(nèi)。