用于測量渦輪機(jī)中的葉片或?qū)~的幾何參數(shù)的工具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及渦輪機(jī)的技術(shù)領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明涉及一種用于測量渦輪機(jī)中的葉片或?qū)~的幾何參數(shù)(例如，翼型件的長度)的工具，其允許在葉片轉(zhuǎn)子或葉片定子以及獨(dú)立部件上進(jìn)行測量。
【背景技術(shù)】
[0002]為了優(yōu)化渦輪機(jī)(例如，壓縮機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī))的效率，導(dǎo)致?lián)p失的任何過程都可盡可能最小化。損失由泄漏流引起，泄漏流穿過渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)構(gòu)件和靜止構(gòu)件之間的間隙。為了減少泄漏流，這些構(gòu)件之間的空隙必須在操作期間設(shè)置為最小。
[0003]出于若干原因，在旋轉(zhuǎn)構(gòu)件與靜止構(gòu)件的表面之間的相互接觸在操作期間發(fā)生，結(jié)果是表面磨損且因此增大了間隙和泄漏流。
[0004]存在若干方法來確認(rèn)渦輪機(jī)中的空隙預(yù)測。
[0005]一種確認(rèn)方式在于通過測量構(gòu)件處的摩擦來評估操作期間發(fā)生的摩擦，S卩，測量殼體摩擦和葉片磨損或軸摩擦和導(dǎo)葉磨損。
[0006]葉片末梢與定子之間的空隙的增大包括殼體摩擦和葉片磨損。考慮機(jī)器效率，靜止構(gòu)件處的摩擦大體上相比于旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的磨損是優(yōu)選的。即，殼體摩擦導(dǎo)致空間的局部增大，而葉片末梢處的磨損導(dǎo)致區(qū)段周圍的空隙增大。
[0007]測量葉片磨損給予發(fā)生在葉片處的摩擦比例的反饋。
[0008]用于監(jiān)測渦輪機(jī)的構(gòu)件處的磨損而不從機(jī)器除去該構(gòu)件的已知解決方案包括向所述構(gòu)件的相關(guān)表面提供標(biāo)記。至少一個(gè)(優(yōu)選一定數(shù)目)的確定深度的中空標(biāo)記加工在待監(jiān)測的構(gòu)件的相關(guān)表面中。內(nèi)窺鏡檢查連續(xù)地執(zhí)行，以提供標(biāo)記的圖像信號。
[0009]W02013/050688中公開了用于使用標(biāo)記來監(jiān)測壓縮機(jī)葉片處的磨損的此方法。
[0010]不利的是該方法需要改變獨(dú)立構(gòu)件，如，葉片或?qū)~。
[0011]根據(jù)W02009/085430中公開的另一個(gè)方法，葉片末梢與燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)中的包繞殼體的內(nèi)表面之間的間隙的高度由測量工具測量。該測量工具基本上由包括兩個(gè)構(gòu)件的框架構(gòu)成:支持部件和延伸部件。支持部件包括附接部件，其設(shè)計(jì)成將工具安裝在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇殼體上。出于此目的，測量工具和風(fēng)扇殼體配備有相應(yīng)的緊固器件，例如，風(fēng)扇殼體處的凸緣具有孔來接納來自框架的支持部件的螺釘。并且，延伸部件由傳感器的支承臂構(gòu)成或保持該支承臂。支承臂的一端附接到支持部件上，且其另一端自由，且保持厚度測量傳感器。支承臂的長度和寬度設(shè)計(jì)成突出到葉片末梢與殼體的內(nèi)表面之間的間隙中。傳感器為非接觸式傳感器，如，光學(xué)或電容位置傳感器。在測量工具鎖定在發(fā)動機(jī)處的其位置之后，風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn)且傳感器可獲得各個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片的數(shù)據(jù)。通過支承臂的縱向調(diào)整，可進(jìn)行不同縱向位置的末梢孔隙測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的在于以容易的方式提供一種用于測量導(dǎo)葉或葉片的幾何參數(shù)(例如，翼型件的長度)的工具。
[0013]根據(jù)另一個(gè)目的，工具必須以可再現(xiàn)的方式輸送測量數(shù)據(jù)。
[0014]最后，工具應(yīng)當(dāng)適用于獨(dú)立部件以及葉片轉(zhuǎn)子或定子。
[0015]這些及其它目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的用于測量導(dǎo)葉或葉片的幾何參數(shù)的工具來獲得。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的工具，其尤其適用于測量導(dǎo)葉或葉片的末梢與基準(zhǔn)平面(例如，所述導(dǎo)葉或葉片的平臺表面)之間的距離，工具包括第一導(dǎo)板和第二導(dǎo)板，第一導(dǎo)板和第二導(dǎo)板在限定位置借助于至少兩個(gè)間隔件固定到彼此上，由此兩個(gè)導(dǎo)板(所述第一板和所述第二板)配備有設(shè)計(jì)成穿過導(dǎo)葉或葉片的翼型件的第一通孔，以及設(shè)計(jì)成接納長度測量工具(如，深度計(jì)或卡鉗)的至少一個(gè)第二通孔。
[0017]為了操作，工具通過使翼型件穿過導(dǎo)板中的所述第一通孔來附接到翼型件上。出于此目的，這些孔以一種方式定形和確定尺寸，以提供工具與導(dǎo)葉或葉片的翼型件之間的空隙配合。此外，這些通孔的設(shè)計(jì)必須確保導(dǎo)葉或葉片上的工具的穩(wěn)定和可重復(fù)的定位。
[0018]根據(jù)第一優(yōu)選實(shí)施，至少一個(gè)所述導(dǎo)板由具有不同功能的兩個(gè)元件組裝成，第一元件對工具給予剛性，且第二元件確保工具在翼型件上的正確(即，穩(wěn)定且可重復(fù))的定位。
[0019]具體而言，導(dǎo)板由兩個(gè)板形元件組裝成。
[0020]根據(jù)特別優(yōu)選的實(shí)施例，確保工具在翼型件上的正確位置的所述第二元件由具有硬度低于翼型件的表面材料的材料制成。
[0021]該測量避免了在操作期間破壞翼型件的表面，尤其是在將工具推上翼型件或從翼型件拉出工具時(shí)。
[0022]根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，導(dǎo)板配備有至少兩個(gè)(優(yōu)選三個(gè)或甚至更多)通孔來用于插入長度測量工具。
[0023]具體而言，這些孔可以以一種方式定位成允許翼型件的末梢與翼型件的前緣處、后緣處和前緣與后緣之間的至少一個(gè)位置處的基準(zhǔn)平面之間的距離的測量。
[0024]更具體而言，所述通孔的位置還可以以一種方式改變以達(dá)到關(guān)于翼型件末梢處的同一點(diǎn)的不同基準(zhǔn)平面。
[0025]該手段允許在沿翼型件和在翼型件的末梢與選擇的基準(zhǔn)平面之間的選擇的相關(guān)位置處執(zhí)行距離測量。
[0026]相關(guān)基準(zhǔn)平面可為相應(yīng)導(dǎo)葉或葉片的一部分，特別是其平臺，或可為導(dǎo)葉或葉片附近的另一表面，如，殼體的內(nèi)表面或轉(zhuǎn)子軸的表面。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的工具允許測量操作期間發(fā)生的導(dǎo)葉或葉片翼型件磨損，且其允許測量葉片末梢相比于葉片轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)子軸外表面上的位置或?qū)~末梢相比于葉片定子上的定子內(nèi)表面的位置，這允許了葉片轉(zhuǎn)子的評估或殼體直徑測量，以及評估凹槽內(nèi)的葉片位置。
【附圖說明】
[0028]現(xiàn)在借助于附圖且參照附圖來更詳細(xì)地闡釋本發(fā)明的這些及其它實(shí)施例和優(yōu)點(diǎn)。
[0029]圖1以透視圖示出了根據(jù)本發(fā)明的用于測量導(dǎo)葉或葉片的幾何參數(shù)的工具； 圖2示出了附接了深度計(jì)的在導(dǎo)葉或葉片上的操作位置的工具；
圖3在兩個(gè)不同視圖中示出了導(dǎo)葉上的根據(jù)本發(fā)明的工具。
[0030]零件清單 1工具
2翼型件 3翼型件的末梢 4第一板(上板)
5第二板(下板)
6隔尚件，連接桿
7用于翼型件2的通孔
8用于長度測量工具的通孔
9長度測量工具，深度計(jì)
10深度計(jì)的接觸銷
11深度計(jì)的橋
12彈性器件，例如，彈簧片
13具有剛性功能的板4或5的構(gòu)件
14具有引導(dǎo)功能的板4或5的構(gòu)件
15導(dǎo)葉
16導(dǎo)葉的平臺
17葉片
18葉片的平臺
19底腳
20連接螺栓
21凹穴
22偏心輪。
【具體實(shí)施方式】
[0031]圖1以透視圖示出了用于測量導(dǎo)葉或葉片的翼型件的末梢與基準(zhǔn)平面之間的距離的工具1的優(yōu)選實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的測量工具1基本上包括兩個(gè)導(dǎo)板4，5，其通過一定數(shù)目的螺栓連接的桿6固定地布置到彼此上。這些導(dǎo)板4，5的具體外形、其大小和其與彼此的距離主要取決于待測量的翼型件的大小，且如果用于葉片轉(zhuǎn)子或定子上的測量，則還取決于相鄰翼型件之間的距離，即，這些參數(shù)可取決于獨(dú)立殼體而變化。
[0032]導(dǎo)板4，5配備有至少兩種類型的通孔7，8:設(shè)計(jì)成穿過待測量的導(dǎo)葉15或葉片17的翼型件的第一通孔7，以及設(shè)計(jì)成接納和引導(dǎo)長度測量工具(例如，深度計(jì))的至少一個(gè)(優(yōu)選一定數(shù)目)附加通孔8。
[0033]如圖1和2中所示的工具1的示例性實(shí)施例配備有四個(gè)通孔8’，8’ ’，8’ ’ ’，8’ ’ ’ ’來用于插入和準(zhǔn)確地引導(dǎo)深度計(jì)9。這些孔8’，8’ ’，8’ ’ ’，8’ ’ ’ ’關(guān)于翼型件2設(shè)置在不同位置處。三個(gè)通孔8’，8’ ’，8’ ’ ’沿翼型件2設(shè)置在其前緣與其后緣之間，以測量導(dǎo)葉15或葉片17的末梢3與其平臺16，18之間的距離，即，前緣與后緣之間的不同位置處的翼型件2長度。插入孔8’中的深度計(jì)9測量前緣的區(qū)域中的翼型件長度?？?’’允許前前緣與后緣之間的點(diǎn)處的長度測量，且孔8’’’允許后緣的區(qū)域中的翼型件2的長度測量。
[0034]相比于上文提到的通孔8’，8’ ’和8’ ’ ’，第四通孔8’ ’ ’ ’定位成離翼型件2更遠(yuǎn)。該孔8’ ’ ’ ’允許測量翼型件2的末梢3與另一基準(zhǔn)平面(替代了平臺)，特別是轉(zhuǎn)子軸(在葉片情況下)的外表面或殼體(在導(dǎo)葉的情況下)的內(nèi)表面之間的距離。當(dāng)定位成與通孔8’’’共線時(shí)，當(dāng)插入孔8’’’或孔8’’’’中時(shí)，深度計(jì)9的目標(biāo)為翼型件末梢3的相同部分。這允許了兩個(gè)值之間的比較。
[0035]如前文所述，導(dǎo)板4，5中的通孔7設(shè)計(jì)成穿過翼型件2。一方面，該孔7必須提供翼型件2與工具1之間的足夠的空隙配合來容易插入和除去，但另一方面，對于無偏差或可再現(xiàn)的測量結(jié)果，