本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)和維修渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件的方法，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件例如為渦輪噴嘴或定子環(huán)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)具體包括文獻(xiàn)EP-A2-2 372 101，EP-A2-1 985 807以及DE-A1-102 59 963。

眾所周知，渦輪噴嘴(例如低壓噴嘴)包括：在內(nèi)環(huán)形平臺(tái)和外環(huán)形平臺(tái)之間延伸的的葉片的環(huán)形排。噴嘴形成渦輪定子的一部分并被插入在兩個(gè)轉(zhuǎn)子輪之間。

噴嘴的外環(huán)形平臺(tái)包括用于附接到渦輪機(jī)外殼的構(gòu)件，并且噴嘴的內(nèi)環(huán)形平臺(tái)包括用于固定由耐磨材料制成的環(huán)圈的圓柱狀環(huán)形壁。例如，該環(huán)圈是蜂窩類型的，并且用于通過摩擦與渦輪轉(zhuǎn)子的徑向外環(huán)形擦拭器配合，以便限制噴嘴和轉(zhuǎn)子之間的空氣的泄露。

在現(xiàn)有技術(shù)中，耐磨環(huán)圈通過釬焊固定到圓柱形壁。

在耐磨環(huán)圈嚴(yán)重磨損的情況下，必須在維修操作期間對耐磨環(huán)圈進(jìn)行更換。耐磨環(huán)圈通過機(jī)械加工被去除。在固定新的耐磨環(huán)圈之前，必須去除固定磨損環(huán)的所有釬焊。在實(shí)踐中，為去除環(huán)以及其固定釬焊，必須對圓柱形壁略微進(jìn)行機(jī)械加工，并因此需要去除圓柱形壁的內(nèi)周部分。圓柱形壁中的因此而去除的材料的量是不受控制的。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為補(bǔ)償圓柱形壁的厚度方面的這種減少，尺寸過大的耐磨環(huán)圈沿徑向方向被附接到圓柱形壁。在耐磨環(huán)圈通過釬焊被固定到該圓柱形壁之后，該環(huán)圈通過機(jī)械加工而經(jīng)受磨削操作，以便給予該環(huán)合適的尺寸。

在噴嘴經(jīng)受第二次維修操作(該第二次維修操作包括再一次使用新的耐磨環(huán)圈更換已磨損的耐磨環(huán)圈)的情況下，應(yīng)理解的是，通過機(jī)械加工將環(huán)以及釬焊去除將導(dǎo)致圓柱形壁在厚度方面的額外減小。換句話說，圓柱形壁的厚度隨著每次的維修操作而減小。新的耐磨環(huán)圈在厚度方面尺寸極大，以便補(bǔ)償圓柱形壁在厚度方面的減小。

當(dāng)前，針對尺寸極大的耐磨環(huán)圈的唯一一個(gè)參照標(biāo)準(zhǔn)被用于制造或維修噴嘴，并且，在各種情況下(制造或維修)，環(huán)圈在它被固定之后會(huì)被磨削以便給予其合適的尺寸。

然而，該技術(shù)具有諸多尤其與磨削步驟有關(guān)的缺點(diǎn)。該磨削步驟導(dǎo)致渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的相當(dāng)長的固定周期并且需要專用裝置和工具，這些專用裝置和工具較為昂貴，這尤其是因?yàn)樵O(shè)備必須重現(xiàn)噴嘴相對于轉(zhuǎn)子的定位。

在定子環(huán)的情況下同樣會(huì)產(chǎn)生問題。該環(huán)包括用于附接到定子外殼并圍繞轉(zhuǎn)子輪的構(gòu)件。該環(huán)具有支撐耐磨環(huán)圈的環(huán)形壁，該耐磨環(huán)圈用于通過摩擦與轉(zhuǎn)子輪的徑向外環(huán)形擦拭器配合，以便限制外殼和轉(zhuǎn)子之間的空氣的泄露。如在前述的情況下那樣，耐磨環(huán)圈通過釬焊被固定到環(huán)的環(huán)形壁，并且必須進(jìn)行磨削。在磨損的情況下，為了更換環(huán)圈，它通過機(jī)械加工被去除。

本發(fā)明針對前述問題提出了一種簡單、有效且經(jīng)濟(jì)的解決方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種用于生產(chǎn)諸如渦輪噴嘴的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件的方法，該組件包括用于支撐耐磨環(huán)圈的環(huán)形壁，該方法包括通過釬焊將耐磨環(huán)圈固定到環(huán)形壁的步驟，其特征在于，耐磨環(huán)圈具有最終尺寸，該方法不具有在將該環(huán)圈固定到環(huán)形壁之后對該環(huán)圈進(jìn)行磨削的步驟。

因此，該方法不同于現(xiàn)有技術(shù)之處尤其在于該方法不包括在將環(huán)圈固定到環(huán)形壁之后對環(huán)進(jìn)行磨削的步驟。這通過如下事實(shí)實(shí)現(xiàn)：耐磨環(huán)圈在其被固定之前已經(jīng)具有最終尺寸。因此，本發(fā)明是尤其有利的，這是由于本發(fā)明能夠消除現(xiàn)有技術(shù)中的冗長、昂貴且難以實(shí)施的磨削步驟。

本發(fā)明進(jìn)一步提出了一種用于維修諸如渦輪噴嘴的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件的方法，該組件包括支撐耐磨環(huán)圈的環(huán)形壁，該方法包括第一次維修步驟，該第一次維修步驟包括：

a)去除第一耐磨環(huán)圈、去除用于將該環(huán)圈固定到環(huán)形壁的釬焊以及去除環(huán)形壁的內(nèi)周部分，以及

b)通過釬焊將第二耐磨環(huán)圈固定到環(huán)形壁，

其特征在于，第二耐磨環(huán)圈具有最終尺寸，第一次維修不具有在將第二環(huán)圈固定到環(huán)形壁之后對該第二環(huán)圈進(jìn)行磨削的步驟。

步驟a)可通過機(jī)械加工來實(shí)施。有利地，噴嘴的環(huán)形壁被機(jī)械加工成使得具有預(yù)先確定的徑向尺寸(被稱為參考尺寸)。

該維修方法可包括以下特征或步驟中的一個(gè)或多個(gè)，這些特征或步驟能夠彼此單獨(dú)采取或彼此結(jié)合地采?。?/p>

-步驟a)通過機(jī)械加工來實(shí)施；

-環(huán)形壁的內(nèi)周部分在步驟a)時(shí)被去除，直到環(huán)形壁具有預(yù)先確定的徑向尺寸；

-該方法包括第二次維修步驟，該第二次維修步驟包括：

c)去除第二耐磨環(huán)圈、去除用于固定該第二環(huán)圈的釬焊以及去除環(huán)形壁的內(nèi)周部分，

d)通過釬焊將板固定到環(huán)形壁的內(nèi)周，以及

e)通過釬焊將具有最終尺寸的第三耐磨環(huán)圈固定到板，第三耐磨環(huán)圈的徑向厚度不同于第二環(huán)的徑向厚度，并且第三耐磨環(huán)圈的徑向厚度根據(jù)板的厚度以及從環(huán)形壁去除的材料的厚度來確定；

-板是金屬薄片，該金屬薄片具有例如為1mm的厚度；

-板和第三環(huán)圈同時(shí)被同時(shí)釬焊；

-該方法包括第三次維修步驟，該第三次維修步驟包括：

f)去除第三耐磨環(huán)圈、去除用于固定該第三環(huán)圈的釬焊以及去除板的內(nèi)周部分，以及

g)通過釬焊將具有最終尺寸的第四耐磨環(huán)圈固定到板；

-步驟f)可通過機(jī)械加工來實(shí)施；有利地，噴嘴的板被機(jī)械加工成使得具有預(yù)先確定的徑向尺寸(被稱為參考尺寸)；

-板在步驟f)結(jié)束時(shí)具有預(yù)先確定的徑向尺寸，并且第四環(huán)圈的徑向厚度與第二環(huán)圈的徑向厚度相同；

-板和/或耐磨環(huán)圈可被分成多個(gè)部段，并且各自包括以端部對端部的方式周向布置的部段的環(huán)形排；

-該方法包括在每次維修之后對噴嘴進(jìn)行標(biāo)記的步驟；該標(biāo)記步驟是尤其有利的，這是由于它使維修操作者例如能夠快速地確定組件是否已經(jīng)被維修，并且，如果是，那么能夠快速地確定它已經(jīng)歷過多少次維修。

本發(fā)明還涉及一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件，包括支撐耐磨環(huán)圈的環(huán)形壁，其特征在于，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件包括至少一個(gè)標(biāo)記，該至少一個(gè)標(biāo)記用于識(shí)別通過更換環(huán)圈對所述組件進(jìn)行的一次或多次維修。

耐磨環(huán)圈可通過釬焊固定到板，板自身通過釬焊被固定到環(huán)形壁。

板和/或耐磨環(huán)圈可被分成多個(gè)部段。

該組件可以是渦輪噴嘴或定子環(huán)。

附圖說明

通過參照附圖閱讀下文中以非限制性示例給出的說明，本發(fā)明將被更好地理解，并且本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)、特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，在附圖中：

-圖1和圖2為具有耐磨環(huán)圈的渦輪噴嘴以及不具有耐磨環(huán)圈的渦輪噴嘴的軸向截面的示意性的半視圖，并示出了根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的步驟；

-圖3至圖5為渦輪噴嘴的更大比例的局部示意性視圖，并示出了根據(jù)本發(fā)明的維修方法的步驟；

-圖6為示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的維修方法的步驟的流程圖；

-圖7為示出了根據(jù)本發(fā)明的維修方法的步驟的流程圖；

-圖8為定子環(huán)的軸向截面的示意性半視圖；以及

-圖9為示出了根據(jù)本發(fā)明的維修方法的變型的步驟的流程圖。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1和圖2，圖1和圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件的方法的實(shí)施例，該渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件在這里是渦輪噴嘴10，并且更確切地是低壓渦輪噴嘴。

噴嘴10包括兩個(gè)環(huán)形平臺(tái)，分別為內(nèi)環(huán)形平臺(tái)12和外環(huán)形平臺(tái)14，這兩個(gè)環(huán)形平臺(tái)同軸并且一個(gè)在另一個(gè)內(nèi)部延伸。平臺(tái)12、14通過基本徑向的葉片16的環(huán)形排被連接到一起。

外平臺(tái)14包括用于附接到定子外殼(未示出)的構(gòu)件18。

內(nèi)平臺(tái)12包括環(huán)形壁20，該環(huán)形壁在這種情況下是圓柱形的，并支撐例如為蜂窩(honeycomb)類型的耐磨環(huán)圈22。環(huán)形壁20與平臺(tái)12的另一環(huán)形壁24同軸地延伸并在該另一環(huán)形壁24內(nèi)部延伸，并且通過基本上徑向的壁26被連接到該另一環(huán)形壁24。壁24的外環(huán)形表面在內(nèi)部限定出用于渦輪中的氣流的流動(dòng)管道。

優(yōu)選地，耐磨環(huán)圈22被分成多個(gè)部段。

耐磨環(huán)圈22通過釬焊被固定到環(huán)形壁20的徑向內(nèi)表面，例如通過被插入在壁和環(huán)圈之間的釬焊條被固定到環(huán)形壁的徑向內(nèi)表面。

根據(jù)本發(fā)明，耐磨環(huán)圈22在其通過釬焊固定之前就具有最終尺寸，以便消除在環(huán)圈被固定之后用于對環(huán)圈進(jìn)行磨削的任何操作。

在所示的示例中，環(huán)圈22具有徑向厚度r1，并且在噴嘴的徑向內(nèi)端部和徑向外端部之間(這里是在環(huán)圈22的徑向內(nèi)端部和附接構(gòu)件18的徑向外端部之間)測得的噴嘴的徑向尺寸被表示為e1。

r1＝e1-d1，d1為不具有環(huán)圈22的噴嘴(圖1)的徑向尺寸，也就是環(huán)形壁20的徑向內(nèi)端部和附接構(gòu)件18的徑向外端部之間的徑向距離。

因此，r1的值可容易地由d1和e1的值推導(dǎo)出。換句話說，能夠從具有環(huán)圈的噴嘴10以及不具有環(huán)圈的噴嘴10的徑向尺寸推導(dǎo)出耐磨環(huán)圈22的徑向厚度。

現(xiàn)參考圖3至圖5以及圖7，圖3至圖5以及圖7涉及根據(jù)本發(fā)明的用于維修渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件的方法，這里，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)組件同樣是渦輪噴嘴10。

在圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)中，可以看到，在用于將新的環(huán)圈C2、C3替換已磨損的環(huán)圈C1、C2的每個(gè)步驟I和步驟II之后，是對該新的環(huán)圈進(jìn)行磨削的步驟RI和RII。在下文中，環(huán)圈被表示為C，該字母與對應(yīng)于環(huán)圈的數(shù)量的數(shù)字相關(guān)聯(lián)。因此，C1涉及噴嘴的第一環(huán)圈或初始的環(huán)圈，C2涉及噴嘴的第二環(huán)圈，也就是(在第一次維修或維修/更換步驟期間)更換第一環(huán)圈的環(huán)圈，依次類推。

第一次維修操作I包括通過對環(huán)圈以及環(huán)形壁的對該環(huán)圈進(jìn)行支撐的內(nèi)周部分D’進(jìn)行機(jī)械加工來去除已磨損的環(huán)圈C1(環(huán)形壁的徑向厚度減小)，并且隨后通過釬焊來固定新的環(huán)圈C2。

在該第一次維修操作I之后是通過機(jī)械加工對環(huán)圈C2進(jìn)行磨削的步驟RI。

在第二環(huán)圈C2被磨損并且必須被更換的情況下，新的維修操作被執(zhí)行。第二次維修操作II包括通過對環(huán)圈C2以及環(huán)形壁的對該環(huán)圈進(jìn)行支撐的內(nèi)周部分D”進(jìn)行機(jī)械加工來去除已磨損的環(huán)圈(環(huán)形壁的徑向厚度進(jìn)一步減小)，并且隨后通過釬焊來固定新的環(huán)圈C3。

在該第二次維修操作II之后是通過機(jī)械加工對環(huán)圈C3進(jìn)行磨削的步驟RII。

相反地，根據(jù)本發(fā)明，圖3至圖5以及圖7中示出的維修方法不包括對環(huán)圈的磨削步驟。

正如以上參照圖1和圖2所說明的，通過釬焊將第一環(huán)圈C1附接并固定到噴嘴的前述的環(huán)形壁，噴嘴D被產(chǎn)生。

在第一環(huán)圈C1被磨損并且必須被更換的情況下，第一次維修操作I被實(shí)施。第一次維修操作I包括通過對環(huán)圈以及環(huán)形壁的對該環(huán)圈進(jìn)行支撐的內(nèi)周部分D’(環(huán)形壁的厚度減小)進(jìn)行機(jī)械加工來去除已磨損的環(huán)圈C1，并且隨后通過釬焊來固定新的環(huán)圈C2，例如通過被插入在環(huán)圈C2和噴嘴D的壁之間的釬焊條來固定該新的環(huán)圈。

有利地，在該維修操作之后是對噴嘴進(jìn)行標(biāo)記的步驟MI，以便能夠清楚地識(shí)別出噴嘴D已被維修過一次。于是獲得圖3的噴嘴。

根據(jù)本發(fā)明，環(huán)圈C2具有最終尺寸，并且在其通過釬焊固定之后不經(jīng)受任何磨削。這里，從噴嘴的環(huán)形壁去除的材料D’的厚度被控制成：環(huán)圈C2的徑向厚度彌補(bǔ)這種厚度損失。因此應(yīng)理解的是，環(huán)圈C2的厚度大于環(huán)圈C1的厚度，并且有利地，環(huán)形壁上一開始便提供有徑向增加的材料厚度以便在第一次維修操作I期間允許機(jī)械加工操作。換句話說，參照圖2和圖3，r1’>r1并且r1’＝e1-d1’并且r1’-r1＝d1-d1’。

這里，d1’表示不具有環(huán)圈的噴嘴的參考徑向尺寸。

在第二環(huán)圈C2被磨損并且必須被更換的情況下，第二次維修操作II被實(shí)施。第二次維修操作II包括通過對環(huán)圈C2以及環(huán)形壁的對該環(huán)圈進(jìn)行支撐的內(nèi)周部分D”進(jìn)行機(jī)械加工來去除已磨損的環(huán)圈(環(huán)形壁的厚度進(jìn)一步減小)，并且隨后通過釬焊來固定新的環(huán)圈C3，但是，是通過插入在環(huán)圈C3和噴嘴的環(huán)形壁之間的薄片金屬板P來固定新的環(huán)圈C3。為了該目的，第一釬焊條被插入在板P和環(huán)形壁之間，并且第二釬焊條被插入在環(huán)圈C3和板P之間。優(yōu)選地，板P被分成多個(gè)部段。

有利地，在該維修操作II之后是對噴嘴進(jìn)行標(biāo)記的步驟MII，以便能夠清楚地識(shí)別出噴嘴D已被維修過兩次。于是獲得圖4的噴嘴。

環(huán)圈C3具有最終尺寸，并且在其通過釬焊被固定之后不會(huì)經(jīng)受任何磨削。這里，從噴嘴的環(huán)形壁去除的材料D”的厚度被控制成：環(huán)圈C2的徑向厚度r1和/或板P的厚度h1彌補(bǔ)這種厚度損失。C3的厚度小于C2的厚度并且可能等于C1的厚度。例如，板P具有約為1mm的厚度h1。

在第三環(huán)圈C3被磨損并且必須被更換的情況下，第三次維修操作III被實(shí)施。第三次維修操作III包括通過對環(huán)圈C3以及板P的內(nèi)周部分P’進(jìn)行機(jī)械加工來去除已磨損的環(huán)圈(板P的厚度減小)，并且隨后通過釬焊來將新的環(huán)圈C4固定到板P，例如通過被插入在板和環(huán)圈之間的釬焊條來將該新的環(huán)圈固定到板。

有利地，在該維修操作III之后是對噴嘴進(jìn)行標(biāo)記的步驟MIII，以便能夠清楚地識(shí)別出噴嘴D已被維修過三次。隨后獲得圖5的噴嘴。

環(huán)圈C4具有最終尺寸，并且在其通過釬焊被固定之后不會(huì)經(jīng)受任何磨削。這里，從板P去除的材料P’的厚度尤其被控制成：不具有環(huán)圈C4的噴嘴的徑向尺寸d1’等于前述的參考徑向尺寸(參照圖3)。因此，使用具有與在第一次維修操作I期間相同的厚度r1’的耐磨環(huán)圈C4。因此，應(yīng)理解的是，C1和C3相同(C1＝C3)，并且C2和C4也相同(C2＝C4)。因此，僅兩個(gè)的耐磨環(huán)圈參照物(reference)就足以實(shí)施該方法。

渦輪噴嘴能夠經(jīng)受的維修數(shù)量可被限制成三次。在一變型中并如圖7所示，該數(shù)量可以更大。為了該目的，優(yōu)選地提供了具有足夠厚度的板P以允許多次相繼的維修，每次維修通過去除額外的內(nèi)周部分P”而導(dǎo)致該板在厚度方面減小。這避免了不得不將新的板固定到噴嘴的環(huán)形壁，盡管那也是可以設(shè)想的。

本發(fā)明還可被應(yīng)用于如圖8所示的定子環(huán)30。具體地，圖7中所示的各種步驟被直接應(yīng)用于該定子環(huán)，因此，為了耐磨環(huán)圈的更換，該定子環(huán)可經(jīng)受多次相繼的維修操作。

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的維修方法的一種變型，該變型重復(fù)了上文中已使用的附圖標(biāo)記I、II、III、C1、C2等。

這里可注意到，在每次維修操作I、II、III開始時(shí)，讀取并識(shí)別噴嘴的任何標(biāo)記的步驟被進(jìn)行。還可注意到的是，由于在第二次維修步驟中使用的板P的厚度，噴嘴能夠經(jīng)受的維修次數(shù)在這里被限制成三次。

Z1是噴嘴在去除環(huán)圈C1以及環(huán)形壁或板的內(nèi)周部分之后的實(shí)際徑向尺寸的值。在第一次維修I期間，噴嘴的環(huán)形壁被機(jī)械加工成使得具有前述的參考徑向尺寸d1’。如果噴嘴的實(shí)際徑向尺寸Z1大于該參考值d1’，那么環(huán)形壁被機(jī)械加工直到具有該參考值。然而，如果其徑向尺寸Z1小于該參考值d1’，那么不能執(zhí)行第一次維修步驟I，并且必須如第二次維修II那樣維修噴嘴。在第二次維修II期間，噴嘴的環(huán)形壁被機(jī)械加工以使得該具有徑向尺寸d1”。在第三次維修III期間，板P被機(jī)械加工以使得具有前述的參考徑向尺寸d1’。