專利名稱：液流機(jī)械中轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的固定件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種借助錘頭形葉根或倒T形葉根使轉(zhuǎn)動(dòng)葉片固定在透平轉(zhuǎn)子的周向槽中的固定件。通過旋轉(zhuǎn)葉根而使葉片安裝就位。在此過程中，最后一個(gè)葉片被安裝在沿著槽的周向的一剩余間隙內(nèi)。本發(fā)明特別涉及插入在安裝好的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的根部之間并用來填充剩余間隙和進(jìn)而固定葉根的部件。
通過將葉根固定在周向槽中而將轉(zhuǎn)動(dòng)葉片固定在透平轉(zhuǎn)子上是眾所周知的。這種固定方式特別適合于小葉片的情形。通常，該葉根在垂直于葉片縱向軸的水平橫截面內(nèi)基本上為斜方形，而在其縱向軸內(nèi)，則基本上為呈齒狀嵌入在槽中的倒T形或錘頭形。在這種情況下，斜方形的短邊或軸向引導(dǎo)面支撐在該槽的側(cè)壁上。
在將葉片安裝到轉(zhuǎn)子的周向槽中的過程中，每次安裝整列葉片中的最后一個(gè)葉片時(shí)都會(huì)產(chǎn)生問題。一種已知的方法是保證一個(gè)安裝間隙，該間隙的尺寸以如下方式確定，以使得最后葉片的葉根剛好能被插入該周向槽中。如果葉根基本上為斜方形，則該安裝間隙必須至少等于該斜方形的長(zhǎng)對(duì)角線(如

圖1a所示，并將在下面更詳細(xì)地描述)。在將最后一個(gè)葉片插入并旋轉(zhuǎn)到所需的方位之后，在第一個(gè)葉片和最后的葉片(第n個(gè))之間留下一剩余間隙。為了將葉片固定在周向槽中并避免葉片在運(yùn)行過程中滑脫，利用中間插片或定距插塊來填充該剩余間隙，這些中間插片或定距插塊如圖1b和1c所示布置在葉根之間，并將在下面做更詳細(xì)的描述。圖2a和2b示出了單個(gè)的中間插片，這些中間插片中的一些是整體中間插片，而其它一些則是兩半組合的中間插片。在兩半組合中間插片的情況下，位于中心線上并彼此抵靠的側(cè)邊是豎立且平直的。中間插片或定距插塊的作用不僅是將葉根固定在周向槽中，而且還保持葉根之間彼此等距離，以實(shí)現(xiàn)剩余間隙在整個(gè)周向槽中的均勻分布。
在每一種情形下，中間插片的形狀都與固定它們的葉根的形狀相同。而且在每一種情形下，每一葉片列的葉根的尺寸都要根據(jù)該葉片列的葉片的尺寸來確定。在這種情況下，一個(gè)葉片列的葉根在其寬度、長(zhǎng)度和T形或錘頭形中齒及臺(tái)階(step)的數(shù)量上都與另一葉片列不同。
在安裝最后一個(gè)中間插片時(shí)，將再次出現(xiàn)與安裝最后一個(gè)葉片相同的問題。為了解決這一問題，又要保證留有一個(gè)足以用來安裝一個(gè)兩半組合中間插片的間隙。最后，用兩半組合中間插片來填充這一較小的間隙，如圖2b所示(在這些兩半組合中間插片插入之后仍剩余的間隙最后由一個(gè)三件組合封閉片來填充，進(jìn)而保證葉片可以牢固地安裝在周向槽中，以利于透平的安全運(yùn)行)。
這里所述的整體中間插片的基本形狀或橫截面為矩形，即，中間插片的短邊或軸向引導(dǎo)面與周向槽的側(cè)壁之間呈一角度。因此，中間插片僅以其拐角處與周向槽的側(cè)壁接觸。然而，周向槽和中間插片并未因此而承受很大的載荷，因?yàn)樽饔迷谡w中間插片上的橫向的軸向力是很小的。
在安裝區(qū)域內(nèi)，兩半組合中間插片具有斜方形的橫截面，菱形的短邊與長(zhǎng)邊之間的角度不同于90°。該角度這樣確定，以使得短邊或軸向引導(dǎo)邊平展地抵靠在周向槽的側(cè)壁上。因?yàn)樽饔迷趦砂虢M合中間插片上的橫向的軸向力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于整體中間插片，所以選擇平展地抵靠是很必要的。如果短邊不是平展地抵靠在周向槽的側(cè)壁上，則兩半組合中間插片就會(huì)在側(cè)壁上切出凹口，并進(jìn)而將側(cè)壁損壞。
作用在兩半組合中間插片上的軸向力和作用在整體中間插片上的軸向力的不同與整體中間插片只有一個(gè)重心而兩半組合中間插片有兩個(gè)重心的事實(shí)有關(guān)，而離心力是作用在該重心上的。
兩半組合中間插片的短邊的角度結(jié)構(gòu)避免了對(duì)中間插片和周向槽的損害。但是，該角度結(jié)構(gòu)的制造是很昂貴的。
本發(fā)明的目的是提供一種與現(xiàn)有技術(shù)相比制造成本低廉的兩半組合中間插片，以將開始部分所述的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片固定在周向槽中。
本發(fā)明的目的通過提供一種權(quán)利要求1的前序部分所述的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的固定件來達(dá)到，其中，從平行于基本形狀的長(zhǎng)邊的垂直橫截面來看，兩半組合中間插片中面對(duì)著周向槽的中心以及與其相鄰的兩半組合中間插片的那些邊被設(shè)計(jì)成勾形。在這種情況下，一個(gè)兩半組合中間插片的勾形和與其相鄰的兩半組合中間插片的勾形形成幾何形狀互補(bǔ)，以便通過它們的勾形，使兩個(gè)兩半組合中間插片的邊彼此嵌入并以可靠鎖定的方式相互連結(jié)在一起。因此，兩個(gè)中間插片可以彼此被看作為對(duì)方的幾何配對(duì)件。根據(jù)本發(fā)明，相互連結(jié)的兩半組合中間插片的基本形狀或水平橫截面為直角設(shè)計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明，借助于勾形相互連結(jié)在一起的彼此相鄰的兩半組合中間插片具有以下優(yōu)點(diǎn)，即兩個(gè)兩半組合中間插片現(xiàn)在連結(jié)在一起，從而形成了一個(gè)具有一個(gè)單一重心的整件。作用在以這種方式得到的一中間插片上的力與作用在一整體中間插片上的力相同，而作用在整體中間插片上的軸向力是很小的。作用在單個(gè)兩半組合中間插片上的那些軸向力此時(shí)作用在該中間插片的勾形內(nèi)表面上，而不再作用在與周向槽側(cè)壁相接觸的該中間插片的側(cè)表面上。這使得該中間插片的短側(cè)壁處可以制成直角。由于此時(shí)的軸向力較小，因而不會(huì)在周向槽的側(cè)壁上切出凹口。由此可見，本發(fā)明的兩半組合中間插片具有不僅能夠以直角方式制造，而且制造成本也很低廉的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明，兩半組合中間插片的勾形內(nèi)表面可以借助，例如激光切削工藝進(jìn)行制造。
圖1a示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一轉(zhuǎn)子上的周向槽，該轉(zhuǎn)子上安裝有n-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片及用于最后一個(gè)，即第n個(gè)葉片的安裝間隙；圖1b示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，安裝有n個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片并留有剩余間隙的同樣的周向槽；圖1c示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，安裝有n個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片和n個(gè)中間插片的同樣的周向槽；圖2a示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一中間插片的2a-2a剖面垂直正視圖；圖2b示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一兩半組合中間插片的2b-2b剖面垂直正視圖；圖3a，3b，3c示出了根據(jù)本發(fā)明的兩半組合中間插片的不同實(shí)施例，該兩半組合中間插片具有相互連結(jié)起來的內(nèi)表面。
圖1a示出了轉(zhuǎn)子1，其中布置著具有槽齒3的周向槽2。由第1，第2直到第n-1和第n個(gè)表示的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片4插入在周向槽2內(nèi)。轉(zhuǎn)動(dòng)葉片4的葉根5基本上呈斜方形，其適應(yīng)于周向槽的寬度，以便葉根5的邊平展地抵靠著周向槽的側(cè)面。在其橫截面上，葉根基本上呈T形，這樣它們可以被錨定在槽齒3中。此外，在周向沿其長(zhǎng)度方向上，葉根的斜方形的尺寸是這樣確定的，即當(dāng)在槽中安裝了n-1個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片之后，剩下一個(gè)間隙，該間隙等于葉根斜方形的長(zhǎng)對(duì)角線。因此，該間隙保證了最后一個(gè)，即第n個(gè)葉片的安裝，而不需要一個(gè)側(cè)向的安裝開口。在最后一個(gè)葉片安裝完畢后，剩下一剩余間隙6，如圖1b所示。
圖1c示出了利用定距插塊或中間插片7a，7b來填充剩余間隙6。定距插塊或中間插片7a，7b被插入葉根5之間，并按照與葉根自身相同的方式安裝在槽齒3內(nèi)。為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，將中間插片7a，7b設(shè)計(jì)成與固定它們的葉根具有相同的形狀。大多數(shù)的中間插片是所謂的整體中間插片7a，如圖2a所示，其余的中間插片是兩半組合中間插片7b，如圖2b所示。首先，將整體中間插片插入。當(dāng)所剩下的間隙太窄已不能安裝整體中間插片時(shí)，使用兩半組合中間插片7b。最后，在安裝好兩半組合中間插片之后，剩下的一個(gè)很小的間隙用一個(gè)密封片插入，這樣轉(zhuǎn)動(dòng)葉片就無間隙地安裝在周向槽中了。
圖3a至3c示出了根據(jù)本發(fā)明確定出其形狀并相互連結(jié)的兩半組合中間插片7a和7b的幾種變化形式。如圖3a所示，在本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例中，中間插片的內(nèi)側(cè)面8上的勾形9為直角形狀。此時(shí)，半插片7a和半插片7b的幾何形狀互補(bǔ)，以便兩個(gè)半片能以可靠鎖定的方式相互連結(jié)并組合成一體，如圖所示。在使用以此方式相互連結(jié)的一對(duì)中間插片時(shí)，作用在轉(zhuǎn)子周向槽的側(cè)壁上的軸向力與使用一整體中間插片時(shí)作用在周向槽側(cè)壁上的軸向力具有相同的等級(jí)。圖中還示出了相互連結(jié)的中間插片的水平橫截面，其中短邊相對(duì)于長(zhǎng)邊不再成斜角，而是相互成直角。這種形狀可以以更簡(jiǎn)單和成本更低廉的方式制造出來。
如圖中箭頭所示，中間插片的相互連結(jié)中的內(nèi)部鎖定力的作用點(diǎn)，最好是位于兩半組合中間插片的縱向軸11上，該縱向軸11在圖中以虛線示出。
半插片7a和7b的相互連結(jié)或相互鎖定的位置要選定在離槽齒承載點(diǎn)10盡可能遠(yuǎn)的位置。這是為了保證在運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的連接力盡可能地小。因此，相互鎖定力的作用點(diǎn)最好位于中間插片部件的頂部其整體高度H的1/5處。
圖3b中所示的兩半組合中間插片具有一楔狀的勾形9，其相互連結(jié)方式與圖3a中所示的相似。這種相互連結(jié)也能產(chǎn)生出相似的軸向力，這樣其基本形狀與圖3a中所示的相同。
圖3c示出的另一個(gè)實(shí)施例，其具有“之”字形的勾形9。此外，例如，還可以制成彎曲的勾形。
權(quán)利要求
1.借助葉根(5)將轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)固定在液流機(jī)械的轉(zhuǎn)子(1)中的固定件，每一轉(zhuǎn)動(dòng)葉片列中的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)均布置在轉(zhuǎn)子(1)上的一周向槽(2)中，并存在一剩余間隙(6)，該剩余間隙(6)在將一轉(zhuǎn)動(dòng)葉片列的最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)安裝好之后，以中間插片(7)填充，中間插片(7)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的葉根(5)之間，該中間插片(7)中的大部分為整體中間插片，其余的中間插片為具有一第一半(7a)和一第二半(7b)的兩半組合中間插片，并且所有的整體中間插片和兩半組合中間插片(7，7a，7b)的外側(cè)壁均與周向槽(2)的軸向側(cè)壁相接觸，其特征在于，兩半組合中間插片的第一半和第二半(7a，7b)中的每一個(gè)在其面對(duì)周向槽(2)的中心的內(nèi)側(cè)面(8)上分別具有一勾形(9)，并且兩半組合中間插片中的一半(7a)的內(nèi)側(cè)面(8)和與其相鄰的另一半(7b)的內(nèi)側(cè)面(8)的幾何形狀互補(bǔ)，第一半和第二半(7a，7b)以可靠鎖定的方式彼此連結(jié)在一起，軸向的相互鎖定力作用在彼此相連的勾形(9)上。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)的固定件，其特征在于，所述整體中間插片和兩半組合中間插片(7，7a，7b)的水平橫截面是矩形的。
3.如權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)的固定件，其特征在于，所述兩半組合中間插片(7a，7b)的內(nèi)側(cè)面(8)上的勾形(9)是直角形、楔形、或“之”字形設(shè)計(jì)。
4.如權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)的固定件，其特征在于，所述兩半組合中間插片(7a，7b)的勾形(9)上的相互鎖定力的作用點(diǎn)(10)位于該兩半中間插片部件(7a，7b)的頂部其整體高度H的1/5處。
5.如權(quán)利要求4所述的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片(4)的固定件，其特征在于，所述兩半組合中間插片(7a，7b)的勾形(9)上的相互鎖定力的作用點(diǎn)(10)位于該兩半中間插片部件的縱向軸(11)上。
全文摘要
借助葉片的葉根將液流機(jī)械的轉(zhuǎn)動(dòng)葉片固定在轉(zhuǎn)子上的周向槽內(nèi)。最后一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)葉片安裝完畢后,周向槽中留有一剩余間隙,該間隙用布置在轉(zhuǎn)動(dòng)葉片的葉根之間的整體中間插片和兩半組合中間插片填充。兩半組合中間插片中面對(duì)周向槽中心的內(nèi)側(cè)面采用勾形設(shè)計(jì),其中一半的內(nèi)側(cè)面與另一半的內(nèi)側(cè)面的幾何形狀互補(bǔ),因此該兩半可以可靠地鎖定在一起,從而減小了作用在周向槽側(cè)壁上的軸向力。中間插片的橫截面可制成矩形,且制造成本降低。
文檔編號(hào)F01D5/30GK1263204SQ0010417
公開日2000年8月16日 申請(qǐng)日期2000年2月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年2月12日
發(fā)明者迪特爾·弗勒斯克勒, 西格弗里德·奧曼 申請(qǐng)人:Abb阿爾斯通電力(瑞士)股份公司