[发明专利]用于恢复燃气涡轮机叶片上的畸变特征的方法和设备

说明书

技术领域

本发明公开了用于恢复燃气涡轮发动机的叶片扇段(例如低压涡轮机叶片)的位移特征的方法和设备，并且更具体地公开了用于恢复叶片扇段的内部叶冠相对于叶片扇段的外部叶冠的位移特征的方法和设备。

背景技术

在高级涡轮发动机中，热空气通道中的燃气涡轮机部件例如高压涡轮和低压涡轮中的桨叶、叶片和外部气体密封件会承受温度和负荷，经过一段时间后能使这些部件的尺寸发生畸变，从而显著背离原始设备制造商的图纸和参数，当涡轮发动机进行大修或修补时，这些部件一般就会报废。在某些情况中，组件的报废并且用新部件进行替换由航空安全问题驱动，但是在其他情况中，由于得不到可行的修复，部件就会轻易的报废。

这种部件的一个示例就是Pratt&Whitney PW4000燃气涡轮发动机上的三级低压发动机中的定子叶片扇段11，如图1所示。典型地，多个叶片10聚在一起形成叶片扇段11，在用于这种特殊的发动机的低压发动机叶片的第三级组中存在多个叶片扇段。这些特殊的叶片10由镍基合金铸成，例如Mar-M 247(一种现有技术中广泛已知的合金)。在发动机的低压涡轮(未示出)的内部壳体导轨上，叶片通过与前部外部叶冠导轨12和尾部区域的外部叶冠导轨14接合而被安装在发动机中，如图1所示，内部叶冠16包括内部凸缘18，所述内部凸缘包括螺栓孔20，所述螺栓孔用于将叶片扇段11栓接到低压发动机的内部支承部(未示出)。由于热负荷和空气动力学负荷，内部叶冠16在相对于外部叶冠24会经受沿畸变方向17的畸变(例如内部叶冠16的移位或者偏移)和螺栓孔20的伸长，以及螺栓孔20的中心相对于外部叶冠24沿畸变方向17的移位，对于PW4000来说，畸变方向就是从正视位置观察时从其原始设计位置沿顺时针的方向，如图1所示。在任何涡轮机组中，螺栓孔20的中心的移位不会与一个特定的叶片扇段11分离，成组的所有叶片扇段11也会经受这种类型的移位。位移的程度或尺寸的多少对于不同的叶片扇段11不是固定的。

需要的是用于恢复用于燃气涡轮发动机的涡轮叶片扇段(例如低压涡轮中的叶片扇段)的移位特征的方法和装置，并且更具体地需要叶片扇段的内部叶冠相对于叶片扇段的外部叶冠的移位特征的方法和装置，使其满足原始设计位置和尺寸。

发明内容

本发明提出了一种用于使叶片扇段的内部叶冠相对于该叶片扇段的外部叶冠恢复到其原始设计位置和尺寸的方法。

本发明还提出了一种用于实践这种使叶片扇段的内部叶冠相对于该叶片扇段的外部叶冠恢复到其原始设计位置和尺寸的方法的设备。

本发明又提出了一种用于使叶片扇段的内部叶冠凸缘中的螺栓孔恢复到其原始设计位置和尺寸的方法。

附图说明

本发明将结合如下附图进行详细说明，其中:

图1使能通过本发明的方法和装置进行恢复的叶片扇段的正视图，即从燃气涡轮被设计运行的正面进行观察的角度。

图2是用于实践本发明的方法的本发明的装置的俯视图。

图3是沿图2中的线3-3截取的本发明的装置的侧视图，此时活塞体位于降低的位置，并且锁定销从销孔中移出。

图4是图3的视图，此时活塞位于升高的位置，并且锁定销延伸穿过销孔和螺栓孔。

具体实施方式

图2、图3和图4示出了用于实践本发明的方法的设备50。设备50包括外部叶冠夹紧装置52和内部叶冠夹紧装置54。外部叶冠夹紧装置52被设计用来接收和可移除地固定叶片扇段11的外部叶冠24的前部导轨12和后部导轨14，而内部叶冠夹紧装置54则被设计用来可滑动地接收叶片扇段11的内部叶冠16。外部叶冠夹紧装置52和内部叶冠夹紧装置54都固定到基底56。向叶片扇段11的内部叶冠施加作用力的装置(例如机械或液压施压装置58)也被固定到基底56，并布置在内部叶冠夹紧装置54的正下方。施压装置58具有活塞60，所述活塞能相对于内部叶冠夹紧装置54沿第一方向61移动。