專利名稱:測定渦輪機葉片徑向對準的儀器的制作方法
這項發(fā)明是有關渦輪機的，更確切地說，是有關測量渦輪機轉子葉片徑向對準的儀器。
在渦輪機里，例如，在汽輪機里，轉子的周圍有規(guī)則地安裝著許多葉片。蒸汽或者其它氣體對葉片的作用使轉子及和它聯(lián)結著的一系列葉片轉動。作用在這些轉動葉片上的力包括由轉動引起的離心力，這些力在葉片的聯(lián)結部分產生很大的力，使葉片存在著沿徑向甩出的趨向。在許多渦輪機里，此聯(lián)結部分包括圣誕樹狀的根部，該根部裝入與其相配合的轉子的槽中。當葉片被完全固定時，從根部的二邊延伸出去的凸起同樣承受著很大的把葉片固定在轉子上的力。不管怎樣，若葉片沒有根據(jù)通過槽中心的轉子的徑線被對準，則根部的某一邊的凸起就要承受比另一邊大的應力，結果，很可能引起超負荷，以至于損傷機器。因此，必須用在轉子徑線上的各個葉片的中心線來對準渦輪機的葉片。
提供一個經過改進的，用于測量渦輪機轉子葉片的徑向對準的儀器是此項發(fā)明的重要目的。
根據(jù)本發(fā)明的儀器在轉子表面可全位置測量轉子上葉片的徑向對準。每一個葉片包括一個根部，一個平臺和一扇翼面，根部用于支承與槽配合的葉片。平臺與根部相連接，翼面從平臺沿徑向向外延伸而終止于一個整體包箍，該儀器的特征在于一個狹長的基座具有基本平行的上、下面;第一和第二兩個從該基座的下平面上凸起的接觸點之間具有一定間隔;該接觸點用于支承該基座，使其處于轉子附近且平行于轉子表面切線的平面里;一個立柱的一端固定于該基座，并位于轉子徑線的延長線上;當儀器在測量位置上時，從該支柱延伸出來并接觸葉片平臺的位置上產生第三個接觸點;一個測量裝置上裝有與其配合工作，可來回移動的測桿，該測桿相對于該測量裝置的伸縮運動使測量裝置顯示讀數(shù);把該測量裝置裝在該立柱上以便儀器在測量位置時使該測桿接觸該包箍的裝置;以及測量裝置的校準裝置，它可以使該測量裝置顯示葉片徑向對準相對于通過葉片根部中心的轉子徑向線的偏差。
下面，通過舉例和圖解來講解這一發(fā)明。
圖1.是裝在轉子周圍的葉片的局部剖視圖。
圖2.是一個整體包箍葉片的軸向圖。
圖3.是一個整體包箍葉片的徑向圖。
圖4.是一個整體包箍葉片的切向圖。
圖5.是畫有渦輪機葉片的，正處于工作位置的此發(fā)明儀器的典型形式的軸向圖。
圖6是畫有渦輪機葉片的，正處于工作位置的本發(fā)明儀器的另一型式的切向圖。
圖7.是圖6中本發(fā)明儀器的徑向圖。
圖8.是說明如何校準該儀器的正視圖。
現(xiàn)參見附圖，具體來說，參見圖1，圖中表示部分裝在渦輪機轉子3某一部位的典型的葉片1。
在圖2、3和4中顯示得很清楚，每一個渦輪機葉片都有一個圣誕樹形的根部5，它與轉子3里的一個同樣形狀的槽配合，以使葉片1與轉子3緊密結合，為防止葉片的軸向移動，葉片1和轉子3(未畫出)都有一個互相配準的半圓形槽7，用銷子(未畫出)把它們一起銷住。根部5從平臺6延伸出來。
從平臺6向外徑向延伸的部分是一個葉片的翼面9，翼面9分別具有前緣11和后緣13。翼面9徑向外具有與葉片一體的包箍15。此包箍15有一個前平面17和一個后平面19。前平面17一般是平行于軸的徑向平面21的，圖中用線20表示，前平面17的延伸平面2穿過根部5的中心(即葉片的中心線)，后平面19的延伸面23與平面21形成一個角“α”，通常，其大小等于360°除以轉子周圍邊上葉片的數(shù)目。
前平面17延伸過翼面9的前緣，翼面9的后緣13則基本延伸過包箍15的后平面23。
包箍15的外周經機械加工，形成一個園柱形的環(huán)面，此環(huán)面與迷宮式密封圈一起形成一個可在機內轉動的密封環(huán)。
每一個葉片1都必須根據(jù)轉子3的徑線對準，更確切地說，葉片的中心線21必須與轉子3的徑線對準，若能達到這種對準，根部5上的每一個凸起25在渦輪機工作時，就承受葉片1上的同樣的離心力和應力，如果葉片1中有一個未對準，它的根部5就要承受偏心力，結果使根部一邊的一個或多個凸起25受力增大。這種力的增加可能超越根部的承受能力，導致葉片根部的損壞，也可能使固定葉片根部的槽損壞。無論是由于根部損壞，還是轉子的槽損壞，葉片的分離對渦輪機來說，都是重大事故。因此，在裝配渦輪機時，確保葉片的對準是十分必要的。
現(xiàn)在，對照圖5-8，說明本發(fā)明測量轉子3上葉片1對準的左側形式和右側形式。圖5是沿轉子表面的簡化的軸向圖，表明本發(fā)明的左側形式和葉片1(虛線)。在此推薦實施例中，本發(fā)明包括一個儀器27，它具有一個狹長的基座29和一個與基座基本垂直的支柱31，當把立柱畫在圖中心時，因此它是垂直的，顯然，立柱僅僅是一個支承件，也只需沿轉子3的徑向向外延伸。呈球形腳33，35，形式的第一和第二觸點，裝在基座29的下表面，并保持一定間隔。在機械技術中，球形腳是眾所周知的，腳形球在轉子3表面和儀器之間提供了接觸點，支承了基座29，使其處于臨近轉子表面且與轉子表面切線平行的平面里。但是可以看出，在腳形球與轉子表面的接觸點之間的連線垂直于轉子徑線，因而平行于轉子表面的切線。腳球33、35可以用本專業(yè)眾所周知的方法裝到基座29上。例如，可以通過鉆孔以及攻絲，然后擰入柱螺栓的安裝方法。立柱31的一端通過螺栓或焊接固定到基座29上(圖中未畫出)。
為了使結構簡單和使用方便，基座29和立柱31都經過加工，這兩個狹長零件的相對表面30，32和34，36，分別是基本平行的。
立柱31支承著一個從其下部伸出并帶有一個球腳39的臂37。當儀器處于測量位置，臂37的定位使球形腳39接觸葉片平臺6的表面8，產生了第三個接觸點。要注意平臺6是葉片1中精加工的部位，與根部5有精確的位置關系，經機加工的平面8平行于葉片的中心線21。
在立柱31離開基座29的遠端，裝有第二個臂41，它支承著一個測量裝置43，如圖所示為一個千分表。該測量裝置43包括一個千分表44以及一個可來回移動的測桿45。當儀器在測量位置時，臂41支承著測量裝置43，使測桿45和葉片1的包箍15的側面17接觸。測量裝置43借助第三觸點校準，因此，葉片1的對準對于穿過葉片根部中心的轉子的徑線的任何偏差，必然導致一個非零的讀數(shù)。包箍15是葉片1中被精密機加工的部分，測桿45碰到的表面17經過加工與軸的徑向面21平行，臂37與41可以通過螺栓或螺釘聯(lián)結到立柱31上，如圖中的47或49所示，不過，也可以采用把臂剛性安裝到立柱31上的其它方法，而且，臂桿37和41在圖5-7中為L型，若改變一下形式和/或安裝裝置，也可采用直臂。一套螺栓50支住了臂41。
現(xiàn)對照圖8說明校準儀器27的裝置。儀器的校準臺座51包括臺基53和它的垂直件55，這個校準臺座被用來確定測量裝置43的零點。臺基53有一個經過精加工的頂面57。件55裝在臺基53上，形成一個垂直的基準。儀器27放到面57上，用與件55接觸的球形腳39來使其定位。根據(jù)要對準的渦輪機葉片的設計特點或外形，把不同厚度的填隙片59置于件55和測量裝置43的測桿45之間。為了適應不同大小的包箍15或包箍15與平臺6之間的偏置，填隙片59要予先挑選。當儀器27處于靠緊件55的位置時，松開儀表前蓋上的鎖61，使測量裝置43的讀數(shù)為零，然后旋緊鎖61。這樣，就完成了對儀器27的校準，為測量轉子3上葉片1的對準做好了準備工作。
測量葉片對準的方法可以參考圖5-6。儀器27置于鄰近某一葉片1的轉子3上。球形腳33，35置于轉子表面，保證儀器和轉子的徑線對準。眾所周知，轉子表面沿軸向有許多交錯的凸面和凹面(見圖6)，凸面中有許多為裝入葉片根部5的槽。儀器27在使用時，在要測量的葉片1相臨的轉子的凹面里定位，儀器27在轉子表面，沿圓周移動，一直到球形腳39碰到葉片平臺6。為了在檢查每個葉片的對準時，不必握住儀器27使其定位，例如，可以在基座29上，用一根具有彈性的帶子65繞在轉子3的周圍。為此，在基座29上安裝一個具有雙折唇邊的保持器66，以便接納帶子65，又能讓它滑動。當球形腳39觸及平臺6時，測量裝置43上的任何非零讀數(shù)都表示葉片的中心線相對于轉子徑線的偏差。如果偏差超出允許的限度，則此葉片1就要被撤換。
當葉片1被安裝在轉子的槽里并從轉子3的圓周面上徑向向外伸出時(如圖1所示)，用上述方法，儀器27即可保證渦輪機葉片1的中心線21對準于一條予選的渦輪機轉子3的徑線，基座29和其球形腳33以及立柱31和球形腳35構成調整裝置，以便與轉子3的圓周面接合，并且當葉片1安裝就位時，使儀器27在轉子上相對于葉片1做調整運動。臂37和球形腳39組成了可調裝置，當葉片1安裝就位時可以和接合葉片的一個部分(最好是平臺6)的調整裝置一道作調整運動。
雖然本發(fā)明的描述是結合具有接合在轉子軸向槽中的根部的渦輪機葉片進行的，顯然，本發(fā)明也可用于其它類型的葉片，例如接合在轉子切向槽中的葉片。雖然圖中所示測量裝置為千分表，但是也可使用其它類型的裝置，例如游標千分尺。
權利要求
1.相對于渦輪機轉子(3)表面，全位置測量轉子葉片(1)徑向對準的一種儀器(27)，每一葉片包括在轉子(3)上的配合槽中支承葉片(1)的一個根部(5)，裝在根部(5)上的一個平臺(6)和從平臺(6)徑向伸出并止于整體包箍(15)的翼面(9)，該儀器的特征在于一個具有基本平行的上、下面(30，32)的狹長基座(29)；從該基座(29)上凸起的并且相互有一定間隔的第一、第二接觸點(33，35)，用這兩個接觸點把基座(29)支承在臨近于轉子(3)并與轉子(3)表面切線平行的平面上；一端與該基座(29)剛性連接的立柱(31)，該立柱(31)是沿轉子(3)的徑向向外延伸的；一個從該立柱(31)伸出的第三接觸點(39)，當該儀器(27)在測量位置時，調整第三接觸點(39)的位置，使其接觸葉片平臺(6)；一個測量裝置(43)具有一個與其配合工作的往復移動的測桿(45)，該測桿(45)相對于該測量裝置(43)的伸縮運動，使該測量裝置顯示讀數(shù)；當該儀器(27)在測量位置時，把該測量裝置(43)安裝在該立柱(31)上，以便使該測桿(45)接觸包箍(15)的裝置(41)；以及校準該測量裝置(43)以便使其顯示的讀數(shù)反映葉片(1)相對于通過葉片根部(5)的中心線(21)的轉子徑線對準的偏差。
2.權利要求
1的儀器，特征在于該測量裝置(43)包括一個千分表(44)和基本與葉片中心線(21)垂直的測桿(45)，該測桿(45)與包箍(15)的前平面(17)上予定的點接觸。
專利摘要
本發(fā)明涉及測量安裝就位的渦輪機轉子葉片的對準的一種儀器。該儀器包括一個精密的基座，以便在臨近葉片的轉子表面上定位，從而建立一條切線，該切線垂直于通過葉片安裝槽中心的轉子徑線。一立柱從該基座上伸出，并載有接觸葉片下部的定位接觸點和與葉片上部接觸以便定位的測量接觸點，該測量接觸點使測量裝置顯示葉片的對準誤差。
文檔編號G01B5/25GK87106358SQ87106358
公開日1988年6月22日 申請日期1987年9月16日
發(fā)明者馬施爾·約·魯斯, 阿伯特·約瑟夫·帕丁格頓 申請人:西屋電器公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan