[發明專利]用于對燃氣輪機葉片進行輪廓修整的裝置

有效

• 申請號: 201280063676.4
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN104010763A
• 公開（公告）日: 2014-08-27
• 發明（設計）人: S·策納
• 申請（專利權）人: 漢莎技術股份公司
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23Q9/00;B24B19/14;F01D5/00;B23K26/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 管瑩;吳鵬

技術領域

本發明涉及一種具有權利要求1的前序部分所述的特征的、用于對燃氣輪機葉片進行輪廓修整的裝置。

背景技術

燃氣輪機、尤其是飛機發動機中的葉片在運行中遭受由諸如砂或粉塵之類的侵蝕性顆粒造成的磨損。

在燃氣輪機的前部、也就是壓氣機的區域中，侵蝕通常導致壓氣機葉片的前緣變平。在此，第一壓氣機級的壓氣機葉片、即所謂的“風扇葉片”比發動機的其它葉片大許多倍。在未磨損的狀態下，壓氣機葉片具有在空氣動力學方面優化的廓型，所述廓型由于磨損而不利地變化。

空氣動力學廓型的這種劣化的結果是，燃氣輪機的效率變得較差，也就是說，對于相同的性能，燃氣輪機需要更多的燃料。

因此，從經濟角度來看，值得做的是，抑制壓氣機葉片的磨損、尤其是在空氣動力學方面優化的葉片幾何形狀的劣化。

為此目的，已建立修理方法，所述修理方法的目的在于，為受損的壓氣機葉片再次提供具有盡可能空氣動力學優化的幾何形狀。

由US?6,302,625B1已知一種裝置，通過該裝置能夠對葉片邊緣進行輪廓修整。在輪廓修整的過程中，借助于各種定位器以預定的方向相對葉片引導該裝置。

所述定位器為所述裝置形成一種相對葉片的強制引導，使得所述裝置能夠通過放置在葉片邊緣上并沿著葉片邊緣移動而被簡單地操縱。

所述定位器被布置在錐形收縮的槽的橫向表面上，所述裝置通過該槽被放置在葉片的邊緣之一上。在朝葉片邊緣推動裝置時，定位器在側面與葉片表面之一接觸。裝置在葉片邊緣上的插入深度通過裝置的錐度和槽深限定。裝置的改變葉片形狀的實際部段被布置在槽的基部中。

因此，錐形槽形成用于裝置的引導結構，其中，裝置插入到葉片上的深度與裝置的單獨的操縱有關。由于在該裝置中借助于表面處理進行葉片的輪廓修整，因此還需要葉片邊緣與槽基部之間存在一定的最小間距，以形成多余的材料可被收納在其中的腔室。由于該最小間距，所述裝置不能夠關于葉片邊緣伸入到槽中的深度被位置精確地引導。

此外，一些燃氣輪機葉片、例如新式的風扇葉片配有幾何形狀復雜的邊緣幾何形狀，這種邊緣幾何形狀使得通過通常的裝置精確加工葉片邊緣變得復雜。

例如對于某些風扇葉片，葉片的上部區域在運行過程中在超音范圍內工作，而和下部區域在亞音范圍內工作。出于該原因，葉片的輪廓的安裝角以及截面都改變，并且葉片的輪廓具有復雜的邊緣幾何形狀，僅可以困難地精確加工這種幾何形狀。

另外，由于通常使用的切削加工總是從燃氣輪機葉片去除基材，因此葉片的弦長通過輪廓修整過程而變短。

發明內容

因此，本發明所要解決的技術問題是，提供一種用于對燃氣輪機葉片進行輪廓修整的裝置，通過該裝置能夠減少或避免上述問題。

為了解決該技術問題，本發明提出了一種用于對燃氣輪機葉片進行輪廓修整的裝置，包括：

-至少一個支座，該支座構造成在輪廓修整過程中抵靠在燃氣輪機葉片的邊緣上；

-至少一個側部支承件，該側部支承件構造成在輪廓修整過程中在橫向方向上抵靠在燃氣輪機葉片的吸力側和/或壓力側上；

-對燃氣輪機葉片進行加工的加工單元，其中，

所述加工單元構造成使用能量束以有目的的方式使所述邊緣的至少一局部區域熔融，使得材料在基本上不添加補充材料的情況下固化成新輪廓。

所提出的引導的特別的優點在于，沿著待加工的邊緣有利地引導加工單元，使得布置在裝置上的加工單元相對邊緣以恒定的加工間距或以朝邊緣恒定的方向被引導。因此，該裝置能夠跟隨邊緣的延伸路徑。這是特別有利的，因為所提出的加工單元相對邊緣的間距和方向對于輪廓修整的質量特別重要，如例如在熔融邊緣時那樣。

此外，所述裝置也可以用于幾何形狀非常復雜的葉片邊緣構型，尤其是也可以用于各種不同類型的燃氣輪機葉片。

在此，輪廓修整的質量通過如下的加工單元被改進：即該加工單元構造為使用能量束以有目的的方式使邊緣的至少一個局部區域熔融，使得材料在基本上不添加額外的材料的情況下固化成新輪廓。能量束在此優選為激光束，其非常適合于根據本發明的輪廓修整。

構造成使用能量束在基本上不添加額外的材料的情況下這樣加工葉片邊緣的裝置與已知裝置明顯不同。該裝置的一個特別的優點是，在輪廓修整時不會由于加工過程(例如磨削過程)產生材料損失。由于輪廓修整也不產生重量矩的變化(或者說極小的變化)，并且因此，在安裝狀態下不由于燃氣輪機葉片的慣性產生可測量的回轉變化(或者說產生極小的變化)。