渦輪機葉片環(huán)節(jié)段切割工具和相關(guān)引導(dǎo)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及渦輪機葉片環(huán)節(jié)段切割工具和相關(guān)引導(dǎo)器。具體而言，提供一種用于沿傾斜表面從具有多個環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體的環(huán)節(jié)段槽切除葉片安裝環(huán)節(jié)段的切割工具。切割工具包括：馬達(dá)；切割刀片，其由該馬達(dá)驅(qū)動以切割該環(huán)節(jié)段；和支撐元件，其用于支撐該馬達(dá)。用于相對于該環(huán)節(jié)段周向地引導(dǎo)切割工具的引導(dǎo)器包括：鋸切擋板，其從該支撐元件延伸且包括用于滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽的滑動部件，該滑動部件在該渦輪機殼體中從該環(huán)節(jié)段定位在其中的槽軸向地移置；和至少一個傾斜補償部件，其聯(lián)接到該支撐元件，以用于滑動地接合該渦輪機殼體的傾斜表面且定位該支撐元件，使得該切割工具的切割元件切割該環(huán)節(jié)段。
【專利說明】
渦輪機葉片環(huán)節(jié)段切割工具和相關(guān)引導(dǎo)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明大體上涉及渦輪機維護，且更具體而言，涉及渦輪機葉片環(huán)節(jié)段切割工具 和相關(guān)引導(dǎo)器。
【背景技術(shù)】
[0002] 工業(yè)渦輪機包括一系列定子導(dǎo)葉，定子導(dǎo)葉包括從外殼體延伸的靜止葉片，靜止 葉片與聯(lián)接到轉(zhuǎn)子的多個移動葉片穿插，該多個移動葉片作用以驅(qū)動/壓縮工作流體或由 工作流體移動。一種示例渦輪機包括壓縮機，該壓縮機被廣泛地用于例如為燃?xì)鉁u輪的燃 燒器中的燃燒提供壓縮流體。作為任意的工業(yè)機器，渦輪機要求定期維護。
[0003] -種耗時的維護過程是更換葉片，諸如來自渦輪機如壓縮機的定子導(dǎo)葉。具體而 言，渦輪機的某些級可包括定子葉片，定子葉片安裝到一個或更多個環(huán)節(jié)段，環(huán)節(jié)段安裝在 渦輪機殼體的槽中。各環(huán)節(jié)段包括多個葉片、一組環(huán)節(jié)段可共同地形成徑向地延伸的葉片 的完整的環(huán)。通常，這些環(huán)節(jié)段極難從殼體的槽移除。一種移除環(huán)節(jié)段的方案包括從環(huán)節(jié)段 切掉葉片，且對環(huán)節(jié)段使用磨削工具或電弧刨削工藝，以切割/破壞環(huán)節(jié)段，以便使它們毀 壞并從槽移除。電弧刨削包括在電極(例如碳電極）的末梢與目標(biāo)工件之間形成電弧。當(dāng)施 加電弧時，金屬熔化，且沿電極施加的空氣噴氣射流將熔化的金屬推走，從而在目標(biāo)工件中 留下溝槽。磨削工具通過磨削而形成類似的溝槽。磨削途徑和電弧刨削途徑都是耗時的，且 如果工具的工作元件穿過環(huán)節(jié)段到達(dá)殼體則可能導(dǎo)致渦輪機殼體的損壞。此外，環(huán)節(jié)段的 切割可能還要求施加來自噴丸槍、液壓壓頭等的力，以確保移除。
[0004] 移除環(huán)節(jié)段的另一途徑采用安裝在跨過渦輪機殼體的大型橋架的圓鋸和包括滑 輪和馬達(dá)的機構(gòu)，以使圓鋸的切割輪圍繞殼體的中點樞轉(zhuǎn)。在從環(huán)節(jié)段移除定子葉片之后， 圓鋸在其余的環(huán)中切割出鋸口，使得可移除環(huán)節(jié)段。橋架通過固定到殼體的水平接頭而定 位，且是非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本公開的第一方面提供一種用于沿傾斜表面從具有多個環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體 的環(huán)節(jié)段槽切除葉片安裝環(huán)節(jié)段的切割工具，該切割工具包括：馬達(dá);切割刀片，其由該馬 達(dá)驅(qū)動以切割該環(huán)節(jié)段;支撐元件，其用于支撐該馬達(dá)；引導(dǎo)器，其用于相對于該環(huán)節(jié)段周 向地引導(dǎo)該工具，該引導(dǎo)器包括:鋸切擋板(rip fence)，其從該支撐元件延伸且包括用于 滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽的滑動部件，該滑動部件在該渦輪機殼體中從該環(huán)節(jié)段定位在其 中的槽軸向地移置;和至少一個傾斜補償部件，其聯(lián)接到該支撐元件，以用于滑動地接合該 渦輪機殼體的傾斜表面且定位該支撐元件，使得該切割刀片切割該環(huán)節(jié)段。
[0006] 本公開的第二方面提供一種用于周向地引導(dǎo)切割工具的引導(dǎo)器，該切割工具用于 沿傾斜表面從具有多個環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體的環(huán)節(jié)段槽切除葉片安裝環(huán)節(jié)段，切割工具 包括支撐元件，該支撐元件用于支撐該切割工具的切割元件，該引導(dǎo)器包括:鋸切擋板，其 從該支撐元件延伸且包括用于滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽的滑動部件，該滑動部件在該渦輪 機殼體中從該環(huán)節(jié)段定位在其中的槽軸向地移置;和至少一個傾斜補償部件，其聯(lián)接到該 支撐元件，以用于滑動地接合該渦輪機殼體的傾斜表面且定位該支撐元件，使得該切割元 件切割該環(huán)節(jié)段。
[0007] 技術(shù)方案1: 一種用于沿傾斜表面從具有多個環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體中的環(huán)節(jié)段 槽切除葉片安裝環(huán)節(jié)段的切割工具，所述切割工具包括：
[0008] 馬達(dá);
[0009] 切割刀片，其由所述馬達(dá)驅(qū)動以切割所述環(huán)節(jié)段；
[0010]支撐元件，其用于支撐所述馬達(dá)；
[0011] 引導(dǎo)器，其用于相對于所述環(huán)節(jié)段周向地引導(dǎo)所述工具，所述引導(dǎo)器包括：
[0012] 鋸切擋板，其從所述支撐元件延伸且包括用于滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽的滑動部 件，所述滑動部件在所述渦輪機殼體中從所述環(huán)節(jié)段定位在其中的槽軸向地移置，和
[0013] 至少一個傾斜補償部件，其聯(lián)接到所述支撐元件，以用于滑動地接合所述渦輪機 殼體的傾斜表面且定位所述支撐元件，使得所述切割刀片切割所述環(huán)節(jié)段。
[0014] 技術(shù)方案2:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，所述至少一個傾斜補償部件包 括一對傾斜補償部件，在所述切割刀片的各側(cè)有一個且各自滑動地接合內(nèi)表面的不同部 分。
[0015] 技術(shù)方案3:根據(jù)技術(shù)方案2所述的切割工具，其中，各傾斜補償部件從所述支撐元 件延伸不同距離以滑動地接合內(nèi)表面。
[0016] 技術(shù)方案4:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，各傾斜補償部件包括彎曲殼體 接合表面，所述彎曲殼體接合表面構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的內(nèi)表面的周向弧基本上匹 配。
[0017] 技術(shù)方案5:根據(jù)技術(shù)方案4所述的切割工具，其中，所述彎曲殼體接合表面還包括 軸向斜角，所述軸向斜角構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的傾斜表面的軸向內(nèi)角基本上匹配。
[0018] 技術(shù)方案6 :根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，各傾斜補償部件包括軸向斜 角，所述軸向斜角構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的傾斜表面的軸向內(nèi)角基本上匹配。
[0019] 技術(shù)方案7:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，所述切割刀片延伸穿過所述支 撐元件中的開口，且還包括切割深度調(diào)節(jié)器，所述切割深度調(diào)節(jié)器用于選擇性地控制所述 切割刀片從所述支撐元件延伸的程度。
[0020] 技術(shù)方案8:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，所述鋸切擋板還包括支撐所述 滑動部件的可調(diào)節(jié)臂。
[0021] 技術(shù)方案9:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，所述滑動部件包括彎曲殼體接 合表面，所述彎曲殼體接合表面構(gòu)造成在所述空環(huán)槽中與所述渦輪機殼體的內(nèi)表面的周向 弧基本上匹配。
[0022] 技術(shù)方案10:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，所述滑動部件包括滾柱軸承， 所述滾柱軸承用于滾動地接合所述空環(huán)槽的軸向地面對的表面。
[0023] 技術(shù)方案11:根據(jù)技術(shù)方案1所述的切割工具，其中，所述滑動部件還包括固持部 件，所述固持部件接合所述空環(huán)槽中的周向溝槽，以將所述滑動部件滑動地固持在所述空 環(huán)槽中。
[0024] 技術(shù)方案12:-種用于周向地引導(dǎo)切割工具的引導(dǎo)器，所述切割工具用于沿傾斜 表面從具有多個環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體的環(huán)節(jié)段槽切除葉片安裝環(huán)節(jié)段，所述切割工具包 括支撐元件，所述支撐元件用于支撐所述切割工具的切割元件，所述引導(dǎo)器包括：
[0025] 鋸切擋板，其從所述支撐元件延伸且包括用于滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽的滑動部 件，所述滑動部件在所述渦輪機殼體中從所述環(huán)節(jié)段定位在其中的槽軸向地移置;和
[0026] 至少一個傾斜補償部件，其聯(lián)接到所述支撐元件，以用于滑動地接合所述渦輪機 殼體的傾斜表面且定位所述支撐元件，使得所述切割元件切割所述環(huán)節(jié)段。
[0027] 技術(shù)方案13:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，所述至少一個傾斜補償部件包 括一對傾斜補償部件，在所述切割元件的各側(cè)有一個且各自滑動地接合內(nèi)表面的不同部分
[0028] 技術(shù)方案14:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，各傾斜補償部件從所述支撐元 件延伸不同的距離以滑動地接合內(nèi)表面。
[0029] 技術(shù)方案15:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，各傾斜補償部件包括彎曲殼體接 合表面，所述彎曲殼體接合表面構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的內(nèi)表面的周向弧基本上匹配。
[0030] 技術(shù)方案16:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，各傾斜補償部件包括軸向斜 角，所述軸向斜角構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的傾斜表面的軸向內(nèi)角基本上匹配。
[0031] 技術(shù)方案17:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，所述切割元件延伸穿過所述支 撐元件中的開口，且還包括切割深度調(diào)節(jié)器，所述切割深度調(diào)節(jié)器用于選擇性地控制所述 切割元件從所述支撐元件延伸的程度。
[0032] 技術(shù)方案18:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，所述滑動部件包括彎曲殼體接 合表面，所述彎曲殼體接合表面構(gòu)造成在所述空環(huán)槽中與所述渦輪機殼體的內(nèi)表面的周向 弧基本上匹配。
[0033] 技術(shù)方案19:根據(jù)技術(shù)方案12所述的引導(dǎo)器，其中，所述滑動部件包括滾柱軸承， 所述滾柱軸承用于滾動地接合所述空環(huán)槽的軸向地面對的表面。
[0034] 技術(shù)方案20:根據(jù)技術(shù)方案13所述的引導(dǎo)器，其中，所述滑動部件還包括固持部 件，所述固持部件接合所述空環(huán)槽中的周向溝槽，以將所述滑動部件滑動地固持在所述空 環(huán)槽中。
[0035] 本發(fā)明的示范方面設(shè)計為解決本文中所描述的問題和/或未論述的其他問題。
【附圖說明】
[0036] 根據(jù)結(jié)合附圖作出的本公開各種方面的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和其他特征 將更容易理解，附圖描繪本公開的多種實施例，在附圖中：
[0037] 圖1示出了包含根據(jù)本發(fā)明實施例的切割工具和引導(dǎo)器的渦輪機殼體的剖視圖。
[0038] 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的切割工具和引導(dǎo)器的下前方透視圖。
[0039] 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的切割工具和引導(dǎo)器的上后方透視圖。
[0040] 圖4示出了處于用于切割渦輪機殼體上的環(huán)節(jié)段的位置的圖2-3中的切割工具和 引導(dǎo)器的透視圖。
[0041] 圖5示出了處于用于切割渦輪機殼體上的傾斜表面中的第一環(huán)節(jié)段的位置的圖2-3中的切割工具和引導(dǎo)器的前視圖。
[0042] 圖6示出了處于用于切割渦輪機殼體上的傾斜表面中央的環(huán)節(jié)段的位置的圖2-3 中的切割工具和引導(dǎo)器的前視圖。
[0043] 圖7示出了處于用于切割渦輪機殼體上的環(huán)節(jié)段的位置的圖2-3中的備選切割工 具以及引導(dǎo)器的透視圖。
[0044] 應(yīng)注意的是，本公開的附圖不依照比例。附圖意圖僅描繪本公開的典型方面，且因 此不應(yīng)被視為限制本公開的范圍。在附圖中，類似的數(shù)字表示附圖之間類似的元件。
[0045] 部件列表
[0046] 1〇〇 渦輪機殼體
[0047] 102 直線區(qū)段
[0048] 1〇4 一體截頭圓錐區(qū)段
[0049] 106，108A-E 環(huán)節(jié)段槽
[0050] 110 內(nèi)部表面（170)
[0051 ] 111A-E 葉片安裝環(huán)
[0052] 112 數(shù)字節(jié)段
[0053] 120,220 切割工具
[0054] 122 馬達(dá)
[0055] 124 切割元件
[0056] 130 支撐元件
[0057] 132 開口
[0058] 134 切割深度調(diào)節(jié)器
[0059] 136 前安裝件
[0060] 138 把手
[0061] 144 彎曲引導(dǎo)槽
[0062] 146 手柄
[0063] 148 切割元件護罩
[0064] 150 引導(dǎo)器
[0065] 152 鋸切擋板
[0066] 154，A，B 傾斜補償部件
[0067] 160 滑動部件
[0068] 161 軸向地面對的表面（170)
[0069] 162 可調(diào)節(jié)臂
[0070] 164 部件
[0071] 166 緊固件
[0072] 170 表面（170)
[0073] 172 到主體的機構(gòu)
[0074] 174 滾柱軸承
[0075] 178 固持部件
[0076] 180 周向溝槽
[0077] 182 彎曲殼體接合表面
[0078] 186 斜角角度（bevel angle)
[0079] 190 鋸口。
【具體實施方式】
[0080] 如前所述，本公開提供了一種切割工具，該切割工具用于沿傾斜表面從具有多個 環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體中的環(huán)節(jié)段槽中切除葉片安裝環(huán)節(jié)段。此外，提供用于切割工具的 引導(dǎo)器。
[0081] 參見附圖，圖1示出了處于維護狀態(tài)的渦輪機殼體100,其中可采用根據(jù)本發(fā)明實 施例的切割工具120和相關(guān)引導(dǎo)器150(圖2)。在該背景下，渦輪機轉(zhuǎn)子已移除。渦輪機殼體 100可為多種渦輪機的部件，例如蒸汽渦輪、燃?xì)鉁u輪、壓縮機等。在所示的例子中，渦輪機 殼體100是壓縮機的半殼。在所示的例子中，渦輪機殼體100(此后稱為"殼體100"）包括直線 區(qū)段102和一體的截頭圓錐區(qū)段104。直線區(qū)段102包括圍繞區(qū)段102的內(nèi)部表面周向地延伸 的多個槽106。各槽106接收一系列周向地布置的獨立葉片（未示出，已移除）。相反，截頭圓 錐區(qū)段104包括圍繞區(qū)段104的內(nèi)部表面110周向地延伸的多個葉片安裝環(huán)節(jié)段槽108A-E。 如所指示的，內(nèi)部表面11〇(此后稱為"傾斜表面110"）傾斜，以適應(yīng)渦輪機的依次減小尺寸 的葉片級。渦輪機殼體的傾斜表面110的軸向內(nèi)角α可取決于渦輪機的類型、級的數(shù)量、葉片 的尺寸等而改變。
[0082]葉片安裝環(huán)111Α-Ε各自由承座在各槽108Α-Ε中的多個節(jié)段112形成。各環(huán)節(jié)段112 可沿殼體100的圓周的一部分(例如60°、45°、30°)周向地延伸。各環(huán)節(jié)段112通常包括多個 一體的、周向地間隔的靜止葉片(未示出），該靜止葉片從環(huán)節(jié)段朝殼體100的軸線Α徑向地 延伸的。對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子葉片的組將在靜止葉片的組之間從轉(zhuǎn)子（已移除)延伸，從而在區(qū) 段104中形成壓縮機的各種級。在葉片處于適當(dāng)?shù)奈恢玫那闆r下，多個環(huán)節(jié)段112可用在各 槽108A-E內(nèi)，以圍繞殼體100的軸線A提供等間隔的葉片并形成環(huán)111A-E。然而，在所例示的 維護階段，葉片已從環(huán)111A-E切下并被磨光，只留下相應(yīng)槽108A-E中的環(huán)節(jié)段112,可能還 有葉片的一些殘余(見圖4)。取決于移除環(huán)111A-111E所需的是什么，切割工具120可從給定 槽108A-E切割所有的或任意數(shù)目的環(huán)節(jié)段112。
[0083] 參見圖2-4,現(xiàn)在將描述切割工具120和引導(dǎo)器150的細(xì)節(jié)。圖2示出了切割工具120 以及引導(dǎo)器150的下前方透視圖；圖3示出了切割工具120以及引導(dǎo)器150的上后方透視圖； 且圖4示出了處于用于切割殼體100上(且具體而言是在截頭圓錐區(qū)段104中）的槽108A中的 環(huán)節(jié)段112的位置的切割工具120以及引導(dǎo)器150的放大透視圖。
[0084]如圖2-4所示，在一個實施例中，切割工具120作為能切割環(huán)節(jié)段112的任何目前已 知的或以后開發(fā)的圓鋸的來提供，例如Steelmax?牌金屬切割圓鋸或類似的市售圓鋸。為 此，切割工具120可包括馬達(dá)122,馬達(dá)122用于可旋轉(zhuǎn)地驅(qū)動切割刀片形式的切割元件124， 以切割環(huán)節(jié)段112。馬達(dá)122可包括任何目前已知的或以后開發(fā)的旋轉(zhuǎn)動力形式，例如液壓、 電動、氣動等。切割刀片可包括能切割環(huán)節(jié)段112的材料的任何目前已知的或以后開發(fā)的旋 轉(zhuǎn)切割刀片。切割刀片還可包括所需的任何特殊的切割特征，例如碳末梢等，且可具有確保 不粘合切割所需的任何直徑。要強調(diào)的是，盡管本發(fā)明的實施例將切割工具120例示為圓 鋸，但引導(dǎo)器150還可應(yīng)用于具有其他形式的切割元件的多種其他切割工具，例如磨削輪、 切割炬、電弧刨削電極、激光切割工具等。與切割工具或切割元件的類型無關(guān)，如將描述的 那樣，切割元件124可在環(huán)節(jié)段112內(nèi)形成鋸口 190(圖5-6)，該鋸口 190具有足以移除足量環(huán) 節(jié)段112的寬度，使得環(huán)節(jié)段的剩余部分可從相應(yīng)的槽108A-E徑向地移除，如將在本文中所 述的那樣。鋸口的尺寸可取決于環(huán)節(jié)段112的各種特征(例如材料可撓性、寬度等)而由使用 者限定。
[0085] 與所采用的切割元件的類型無關(guān)，切割工具120還包括用于支撐切割元件的支撐 元件130。關(guān)于圓鋸，支撐元件130還支撐馬達(dá)122和切割元件124。在所示的例子中，支撐元 件130可采用剛性板(例如金屬板)的形式。然而，如將明白的，支撐元件130需要為板或平面 的。支撐元件130可以是常規(guī)圓鋸的一部分，且被改動以適應(yīng)引導(dǎo)器150,或構(gòu)造為形成引導(dǎo) 器一部分的單獨部分。在圓鋸的例子中，切割元件124以常規(guī)的方式延伸穿過支撐元件130 中的開口 132。
[0086] 如圖3所示，在切割工具120包括機械切割元件124諸如切割刀片的情況下，切割工 具可包括可選的切割深度調(diào)節(jié)器134,其用于選擇性地控制切割元件124從支撐元件130延 伸的程度。在所示實施例中，切割工具120的前安裝件136包括樞軸，該樞軸允許馬達(dá)122和 切割元件124相對于板130樞轉(zhuǎn)地移動，從而改變切割元件124從支撐元件130延伸的程度。 如圖3所示，切割深度調(diào)節(jié)器134可包括把手138,把手138能夠夾緊馬達(dá)122和切割元件124 的相對于支撐元件130的位置。把手138可包括螺紋緊固件140,例如螺母，其緊固到聯(lián)接到 馬達(dá)122(即其外罩)的螺栓(在把手138內(nèi)）上，且在附接到支撐元件130的彎曲引導(dǎo)槽144中 行進。把手138的轉(zhuǎn)動將螺母和螺栓緊固在一起，從而夾緊馬達(dá)122相對于支撐元件130的樞 轉(zhuǎn)位置，且從而夾緊切割元件124從支撐元件130中的開口 132延伸的程度。雖然已例示了切 割深度調(diào)節(jié)器134的一種形式，但要強調(diào)的是，還可采用多種其他已知的或以后開發(fā)的切割 深度調(diào)節(jié)器。而且，在切割元件124包括能夠進行電子深度控制的機構(gòu)(例如切割炬等)的情 況下，可省略切割深度調(diào)節(jié)器134。切割工具120還可以可選地包括任何其他目前已知的或 以后開發(fā)的用于動力工具的輔助結(jié)構(gòu)，諸如但不限于:一個或更多個手柄146、可移動的切 割元件護罩148、對準(zhǔn)標(biāo)記、安全特征諸如自動切斷和雙觸點操作開關(guān)、斜角調(diào)節(jié)、可變速度 和功率裝置、振動隔離器、功率供應(yīng)軟線/軟管等。
[0087] 仍參見圖2-4,還例示用于相對于環(huán)節(jié)段112周向地引導(dǎo)切割工具120的引導(dǎo)器 150。引導(dǎo)器150可包括鋸切擋板152和至少一個傾斜補償部件154A，154B。鋸切擋板152和傾 斜補償部件154A，154B共同地定位切割元件124,以通過允許切割工具120相對于環(huán)節(jié)段的 受控的周向滑動來切割特定槽108A-E中的環(huán)節(jié)段112。更具體而言，鋸切擋板152軸向地定 位切割元件124,使得其可通過滑動地接合殼體100中的已經(jīng)空的槽來維持其軸向位置。另 外，傾斜補償部件154A，154B滑動地接合傾斜表面110，以成角度地維持切割元件124的位置 以切割環(huán)節(jié)段112。
[0088] 如圖2-4所例示的，鋸切擋板152可從支撐元件130延伸并包括滑動部件160。在本 文中使用的，"軸向"指殼體100的軸線A的方向，"徑向"是指基本上垂直于軸線A的方向。因 此，鋸切擋板152可以相對于殼體100從支撐元件130軸向地延伸，且切割元件124相對于殼 體100基本上徑向地延伸。如圖4中所示，滑動部件160構(gòu)造成用于滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽 106,108(如所示的，106)，該滑動部件160在渦輪機殼體100中從待切割的環(huán)節(jié)段112定位在 其中的槽(如所示的，108A)軸向地移置。如將描述的，在環(huán)節(jié)段112被移除后，被移除了節(jié)段 的那些槽108A-E可用作空槽，滑動部件160在該空槽中移動，以用于切割隨后的環(huán)節(jié)段。鋸 切擋板152還可包括可調(diào)節(jié)臂162,該可調(diào)節(jié)臂162支撐滑動部件160。如所例示的，可調(diào)節(jié)臂 162可包括多個部件164,該多個部件164在形狀和尺寸方面確定為將滑動部件160定位在距 離切割元件124合適距離處，以定位切割元件124來切割環(huán)節(jié)段112。如果必要，則滑動部件 160和部件164可布置成向上延伸并在殼體100中的結(jié)構(gòu)上方延伸。可調(diào)節(jié)臂162聯(lián)接到支撐 元件130并可構(gòu)造成以任意數(shù)量的方式可調(diào)節(jié)地改變滑動部件160距切割元件124的距離。 如圖3所示，部件164可借助于聯(lián)接至支撐元件130的多個緊固件166(例如旋入支撐元件130 中的螺紋緊固件)而在多個預(yù)定橫向位置中的任一者處選擇性地連接到支撐元件130。雖然 已例示可調(diào)節(jié)臂162的一種形式，但要強調(diào)的是，大量備選的長度可調(diào)節(jié)臂結(jié)構(gòu)存在，且認(rèn) 為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。例如，長度可調(diào)節(jié)臂可采用例如能夠選擇性地定位的伸縮部件、能夠 選擇性地定位的滑動部件等的形式?？烧{(diào)節(jié)臂162可由具有足夠的剛性和強度以耐受馬達(dá) 122和切割元件124的功能的任何材料制成，例如鋼。一組可調(diào)節(jié)臂162可提供為具有不同的 長度范圍以適應(yīng)不同的殼體，例如具有在槽106,108之間的不同間隔、不同尺寸的槽、不同 尺寸的環(huán)節(jié)段等。
[0089] 參見圖2,從較低的位置例示滑動部件160?；瑒硬考?60附接到可調(diào)節(jié)臂162或形 成為其一部分，例如使用任何常規(guī)的緊固機構(gòu)，諸如螺紋緊固件、焊接、一致構(gòu)造等。如圖所 示，滑動部件160可包括多個特征，以確保其維持與殼體100中的空槽106,108的滑動接觸。 具體而言，滑動部件160可包括多個特征，以維持與其中滑動地接合滑動部件160的相應(yīng)空 槽106,108的軸向地面對的表面161(圖4-6)的滑動接合，使得切割元件124維持相對于待切 割環(huán)節(jié)段112的期望軸向位置。
[0090] 在一個實施例中，如圖2中所示，滑動部件160可包括彎曲殼體接合表面170，該彎 曲殼體接合表面170構(gòu)造成與空環(huán)槽106,108中的殼體100的傾斜表面110的周向弧基本上 匹配。即，表面170具有基本上匹配殼體100曲率的曲率?；瑒硬考?60可由具備足夠強度和 滑動能力以耐受與殼體100傾斜表面110的長期滑動接合的任何材料制成，例如，金屬諸如 鋼或鋁、硬塑料諸如尼龍或聚四氟乙烯(PTFE)、或其他類似的材料。在一個實施例中，滑動 部件160的整體可包括金屬諸如鋼或鋁。然而，在另一實施例中，滑動部件160的主體172可 包括金屬諸如鋼，且彎曲殼體接合表面170可包括硬塑料諸如PTFE。在該后一情形下，表面 170可構(gòu)造為以便為可替換的，例如通過緊固件或其他到主體172的聯(lián)接機構(gòu)。
[0091] 滑動部件160還可包括用于滾動地接合空環(huán)槽106(如所示）108的軸向地面對的表 面161 (圖4-6)的一個或更多個滾柱軸承174。滾柱軸承174可基本上豎直地定向在主體172 中，且可由金屬例如鋼制成，或硬塑料諸如PTFE。備選地，軸承174可成角度，以基本上匹配 殼體100的半徑。如圖2所示，滑動部件160還可包括固持部件178,該固持部件178用于接合 空環(huán)槽(圖5中的106，圖6中的108)中的周向溝槽180以將滑動部件滑動地固持在空環(huán)槽中。 更具體而言，如圖5-6中所示，各溝槽106，108包括在其兩側(cè)上在其徑向向外端部處沿其周 向地延伸的周向溝槽180。固持部件178從主體172延伸到合適的位置中，使得其可與周向溝 槽180接合且沿其滑動，以將滑動部件徑向地固持在空槽106中。如所例示的，在一個實施例 中，固持部件178包括從滑動部件160的主體172延伸以接合溝槽180底側(cè)的多個軸向地突出 的銷。然而，應(yīng)明白固持部件178可包括可提供相同功能的大量備選結(jié)構(gòu)，例如更多或更少 的銷、彎曲肋條等。一組滑動部件160可提供為具有不同地拱形的殼體接合表面170、不同地 定位的固持部件178、不同地定位或定尺寸的軸承174等，以適應(yīng)不同的殼體，不同的殼體例 如具有不同的直徑、不同的曲率、不同尺寸的槽、不同尺寸的環(huán)節(jié)段、槽之間的不同間隔等。 [0092]參見圖4-6,傾斜補償部件154A，154B可聯(lián)接到支撐元件130,以用于滑動地接合殼 體100的傾斜表面110和定位支撐元件130，使得切割工具120的切割元件124 (例如刀片）切 割環(huán)節(jié)段112?？刹捎萌魏螖?shù)量的傾斜補償部件154,且各部件可從支撐元件130延伸不同的 距離，以滑動地接合殼體100的傾斜表面110。在一個實施例中，可采用一對傾斜補償部件 154A，154B，在切割元件124的各側(cè)有一個且各自滑動地接合傾斜表面110的不同部分。如果 需要，則可采用更多或更少的部件154。如圖5中最佳所示的，各傾斜補償部件154在尺寸方 面確定為從支撐元件130延伸足以維持支撐元件130相對于傾斜表面110的位置的大體上徑 向的距離，即，基于特定部件在支撐元件130上軸向地定位在何處。在所示的實施例中，各傾 斜補償部件154具有徑向長度以維持支撐元件130與殼體100的軸線A(圖1)基本上平行。以 此方式，如圖5所示，假設(shè)切割元件124定位為基本上垂直于支撐元件130,則切割元件將沿 基本上豎直的方向切割環(huán)元件112。應(yīng)強調(diào)的是，基本上豎直的切割不是在所有情形下都必 需的，且切割工具120可與不基本上平行于軸線A(圖1)地定位支撐元件130的傾斜補償部件 154-起使用。另外，假設(shè)支撐元件130定位為基本上平行于軸線A(圖1 )，則切割元件124可 相對于支撐元件130成角度，例如，通過在圓鋸上使用常規(guī)的斜角調(diào)整。
[0093]如圖2和3中最佳示出的，各傾斜補償部件154A，154B可包括彎曲殼體接合表面 182,該彎曲殼體接合表面182構(gòu)造成與殼體100的內(nèi)表面110的軸向弧基本上匹配。表面182 允許在切割工具120周向地移動，在切割工具120以一致且安全的方式切割環(huán)元件112時傾 斜補償部件154A，154B相對于傾斜表面110滑動地支撐切割工具120。各傾斜補償部件154可 由具有足夠強度和滑動能力以耐受與殼體100內(nèi)部表面110的長期滑動接合的任何材料制 成，例如，金屬諸如鋼、或硬塑料諸如尼龍或PTFE。在一個實施例中，各傾斜補償部件154可 包括鋼。然而，在另一實施例中，類似于滑動部件160,各部件154的主體可包括金屬諸如鋼， 且彎曲殼體接合表面182可包括硬塑料諸如PTFE。在該后一情形下，表面182可構(gòu)造成以便 為可替換的，例如，通過緊固件或到主體的其他聯(lián)接機構(gòu)。
[0094] 參見圖3和5,并如圖3中最佳所示，傾斜補償部件154A，154B的一個或更多個彎曲 殼體接合表面182還可包括軸向斜角186,該軸向斜角186構(gòu)造成與殼體100的傾斜表面110 的軸向內(nèi)角α基本上匹配。軸向斜角186還允許在切割工具120周向地移動，在切割工具120 以一致且安全的方式切割環(huán)元件110時，傾斜補償部件154Α，154Β相對于傾斜表面110滑動 地支撐切割工具120。在一個實施例中，對于特定的殼體100或?qū)τ谝唤M殼體100而言，可提 供一組傾斜補償部件154以與環(huán)節(jié)段定位在哪個槽108Α-Ε中無關(guān)地適應(yīng)各環(huán)元件112。該組 補償部件154可包括具有表面182的不同曲率、不同斜角角度186、不同長度等的部件。在任 何情況下，如通過比較圖5和6所觀察到的那樣，各傾斜補償部件154將構(gòu)造成選擇性地聯(lián)接 到支撐元件130,例如，通過螺紋緊固件。各補償部件154可成斜角，以適應(yīng)在相對于殼體100 軸線Α(圖1)的期望角度下對支撐元件130進行支撐，例如基本上平行，無論待切割的環(huán)節(jié)段 112定位在哪個槽108A-E中。
[0095]轉(zhuǎn)至圖5和6,例示了切割工具120的操作。在圖5中，切割工具120定位成用于切割 以下環(huán)元件112,該環(huán)元件112在靠近殼體100的直線區(qū)段102的第一環(huán)節(jié)段槽108A中。這是 圖1-4中所示的相同情形。在此，鋸切擋板152的滑動部件160定位在最靠近截頭圓錐區(qū)段 104且與殼體100的環(huán)節(jié)段槽108A相鄰的槽106中，使得切割元件124定位為切割槽108A中的 環(huán)節(jié)段112。在該位置，傾斜補償部件154A與傾斜表面110接觸且因此包括斜角186,而部件 154B與殼體100的直線區(qū)段102接觸，且不需要斜角。與圖6中不同，切割工具120定位成用于 切割以下環(huán)元件112,該環(huán)元件112在位于殼體100截頭圓錐區(qū)段104中央的環(huán)節(jié)段槽108C 中。在此，鋸切擋板152的滑動部件160定位在最靠近且鄰近殼體100環(huán)節(jié)段槽108C的槽108B 中，使得切割元件124定位為切割槽108C中的環(huán)節(jié)段112。在槽108B中會阻礙切割工具120的 切割槽108C中環(huán)元件的移動的任何環(huán)節(jié)段都已被移除。在該位置，傾斜補償部件154A，154B 都與傾斜表面110接觸，且都包括與傾斜表面110基本上匹配的斜角186。
[0096] 在圖5或6中所示的任一位置，切割工具120首先通過開啟馬達(dá)122而被通電，以使 切割元件124旋轉(zhuǎn)。在切割元件124轉(zhuǎn)動時，切割工具120對準(zhǔn)為使得鋸切擋板152,且尤其是 滑動部件160,接合在相應(yīng)的空槽（圖5中的106,圖6中的108B)。切割元件124可首先插入環(huán) 節(jié)段112中，以在該位置形成初始切口，例如在切割元件124包括切割刀片的情況下。切割元 件124的切割深度可通過切割深度調(diào)節(jié)器134(圖3)或其他深度調(diào)節(jié)機構(gòu)（如果提供)來調(diào) 整。切割的深度由用戶限定，以根據(jù)需要足夠深地切入環(huán)節(jié)段112中。通常，切割元件124設(shè) 定為使得其切穿環(huán)節(jié)段112的整體或大部分，但理想地不穿透到殼體100中，從而防止損壞 殼體100。在材料殘留于鋸口 190底部中的情況下，其可人工地移除，從而允許環(huán)節(jié)段112的 剩余部分倒塌到鋸口 190中且從而允許其移除。在切割元件124最初切入環(huán)節(jié)段112中時，滑 動部件160與軸向地面對的表面161接觸，該軸向地面對的表面161相對于環(huán)節(jié)段112軸向地 定位切割元件124。另外，固持部件178(在提供的情況下）可承座在溝槽180中，從而將滑動 部件160徑向地固持在空槽106,108中，且滾柱軸承174接合空槽的軸向地面對的表面161。 (應(yīng)注意的是，雖然殼體100已例示在水平位置，但它也可以以豎直的方式布置。在該情形 下，固持部件178還可作用為在切割工具120切割時在環(huán)節(jié)段112內(nèi)水平地移動時防止切割 工具120落出空槽106,108。）切割元件124理想地定位在環(huán)節(jié)段112的軸向中部附近，但不是 在所有場合都必需的。一旦進行了最初的切割，則切割工具120可相對于殼體100周向地移 動，使得鋸切擋板152的滑動部件160滑動地接合空環(huán)槽的軸向地面對的表面161，即，通過 滾柱軸承174。從而維持切割元件124在環(huán)節(jié)段112中的期望軸向定位。在切割工具120周向 地移動時，傾斜補償部件154維持切割工具相對于殼體的徑向位置，例如，維持支撐元件130 基本上平行于軸線A(圖1)。切割工具120在其周向地移動時逐漸地切割環(huán)節(jié)段112。各環(huán) 111A-E(圖1)可以在切割工具120的一次完整的周向移動中被切割，或者環(huán)111A-E的一個或 更多個節(jié)段112可被單獨地切割。在任何情況下，一旦各環(huán)節(jié)段112被切割，則該環(huán)節(jié)段包括 具有足夠軸向?qū)挾鹊匿徔?190(圖5和6)，使得環(huán)節(jié)段112的剩余部分能從相應(yīng)的槽容易地移 除。即，切割元件124可具有足以移除足量環(huán)節(jié)段112的鋸口寬度，使得環(huán)節(jié)段的剩余部分可 從相應(yīng)的槽108A-E中徑向地移除。環(huán)節(jié)段112的各剩余部分可以以多種方式移除。例如，剩 余部分可被軸向地施力，以便破壞其間的任何剩余連接。一旦破壞，則剩余部分可容易相對 于冗體11〇徑向地移除。
[0097] 盡管滑動部件160和傾斜補償部件154已作為滑動表面來描述，但應(yīng)強調(diào)的是，各 部件可容易地用容許切割工具120相對于殼體100的直線運動的其他元件替換。例如，部件 160，154可包括滾柱軸承或滑車軌道(cat track)，而非與殼體100接觸的表面。另外，引導(dǎo) 器150在本文中已描述為與處于圓鋸形式的切割工具120-起使用。應(yīng)強調(diào)的是，引導(dǎo)器150 還可與其他切割系統(tǒng)一起使用。例如，如圖7中所示，引導(dǎo)器150可與處于例如磨削輪、切割 炬、電弧刨削電極、激光切割工具的形式的切割工具220、或可使用引導(dǎo)器150定位的任何其 他形式的用于金屬的直線切割系統(tǒng)一起使用。
[0098] 切割工具120,220和/或用于與切割工具一起使用的引導(dǎo)器150提供如果環(huán)節(jié)段已 卡在渦輪機殼體中則電弧刨出環(huán)節(jié)段的備選方案，從而節(jié)省時間和成本。另外，因為帶引導(dǎo) 器150的切割工具120,220安全而快速地切割環(huán)節(jié)段112,所以該工具比常規(guī)技術(shù)安全。切割 工具 12〇還容易設(shè)置且在沒有復(fù)雜的安裝橋架或自動推進系統(tǒng)的情況下人工地實現(xiàn)。
[0099] 本文中所用的用語僅是為了描述具體的實施例，且不意圖限制本發(fā)明。如在本文 中使用的，單數(shù)形式"一"、"一個"和"該"意圖也包含復(fù)數(shù)形式，除非另外清楚地指出。還應(yīng) 理解的是，用語"包括"和/或"包括"當(dāng)用在本說明書中時，指明所陳述的特征、整體、步驟、 操作、元件、和/或構(gòu)件的存在，但不排除一個或更多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、構(gòu) 件、和/或它們的組合的存在或添加。
[0100] 以下權(quán)利要求中的所有裝置或步驟加功能要素的對應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動作、和等同物 意圖包括與特別要求保護的其他要求保護的要素組合的任何結(jié)構(gòu)、材料、或用于執(zhí)行功能 的步驟。本發(fā)明的說明書已為了例示和描述的目的而被給出，但不意圖為排他性的或以公 開的形式限于本發(fā)明。在不脫離本發(fā)明范圍和實質(zhì)的情況下，很多修改和變形對于本領(lǐng)域 技術(shù)人員而言將是顯而易見的。選擇且描述實施例以便最好地解釋本公開的原理和實際應(yīng) 用，且使本領(lǐng)域技術(shù)人員能因具有適于構(gòu)想的特定用途的各種修改的各種實施例而理解本 公開。
【主權(quán)項】
1. 一種用于沿傾斜表面從具有多個環(huán)節(jié)段槽的渦輪機殼體中的環(huán)節(jié)段槽切除葉片安 裝環(huán)節(jié)段的切割工具，所述切割工具包括： 馬達(dá)； 切割刀片，其由所述馬達(dá)驅(qū)動以切割所述環(huán)節(jié)段； 支撐元件，其用于支撐所述馬達(dá)； 引導(dǎo)器，其用于相對于所述環(huán)節(jié)段周向地引導(dǎo)所述工具，所述引導(dǎo)器包括： 鋸切擋板，其從所述支撐元件延伸且包括用于滑動地接合相應(yīng)的空環(huán)槽的滑動部件， 所述滑動部件在所述渦輪機殼體中從所述環(huán)節(jié)段定位在其中的槽軸向地移置，和 至少一個傾斜補償部件，其聯(lián)接到所述支撐元件，以用于滑動地接合所述渦輪機殼體 的傾斜表面且定位所述支撐元件，使得所述切割刀片切割所述環(huán)節(jié)段。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，所述至少一個傾斜補償部件包括一對傾斜補 償部件，在所述切割刀片的各側(cè)有一個且各自滑動地接合內(nèi)表面的不同部分。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的切割工具，其中，各傾斜補償部件從所述支撐元件延伸不同距 離以滑動地接合內(nèi)表面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，各傾斜補償部件包括彎曲殼體接合表面，所 述彎曲殼體接合表面構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的內(nèi)表面的周向弧基本上匹配。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的切割工具，其中，所述彎曲殼體接合表面還包括軸向斜角，所 述軸向斜角構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的傾斜表面的軸向內(nèi)角基本上匹配。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，各傾斜補償部件包括軸向斜角，所述軸向斜 角構(gòu)造成與所述渦輪機殼體的傾斜表面的軸向內(nèi)角基本上匹配。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，所述切割刀片延伸穿過所述支撐元件中的開 口，且還包括切割深度調(diào)節(jié)器，所述切割深度調(diào)節(jié)器用于選擇性地控制所述切割刀片從所 述支撐元件延伸的程度。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，所述鋸切擋板還包括支撐所述滑動部件的可 調(diào)節(jié)臂。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，所述滑動部件包括彎曲殼體接合表面，所述 彎曲殼體接合表面構(gòu)造成在所述空環(huán)槽中與所述渦輪機殼體的內(nèi)表面的周向弧基本上匹 配。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的切割工具，其中，所述滑動部件包括滾柱軸承，所述滾柱軸承 用于滾動地接合所述空環(huán)槽的軸向地面對的表面。
【文檔編號】B23D47/02GK105855621SQ201610293593
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年2月3日
【發(fā)明人】J·M·奧登, R·E·赫思, T·A·莫格爾二世
【申請人】通用電氣公司