MARQUÍNEZ, GONZÁLEZ, José Ignacio (Kuatruena 25, Elgoibar, E-20540, ES)
IDEKO, S. COOP. (Arriaga Kalea 21, Elgoibar, E-20870, ES)
ASTIGARRAGA CASTAÑARES, Olatz (Bernardo Ezenarro, 10-2ºB, Elgoibar, E-20870, ES)
MARQUÍNEZ, GONZÁLEZ, José Ignacio (Kuatruena 25, Elgoibar, E-20540, ES)
| REIVINDICACIONES 1. - Dispositivo para el rectificado de álabes de discos rotores, destinado para la rectificación de bordes de álabes (6) de discos rotores de tipo blisk, caracterizado en que consta de una bancada (1) sobre la que se dispone un carro (2) capaz de moverse transversal y longitudinalmente sobre dicha bancada (1) según sendas direcciones (X) y (Z), un cabezal (4) montado en una columna (3) que va fijada por su base al carro (2), una muela (5) que va montada en el cabezal (4) con posibilidad de girar sobre su propio eje y un soporte móvil en el que se disponen los discos rotores incorporados en el rotor correspondiente, siendo este soporte capaz de hacer girar a los discos rotores en torno a su propio eje y llevarlos en desplazamiento sobre la bancada (1) en la dirección longitudinal (Z) . 2. - Dispositivo para el rectificado de álabes de discos rotores, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado en que la muela (5) presenta un borde de ataque que determina un apoyo puntual de rectificado sobre los álabes (6) . 3.- Método para el rectificado de álabes de discos rotores, destinado para la rectificación de bordes de álabes (6) de discos rotores de tipo blisk, caracterizado en que los bordes de los álabes (6) son rectificados uno a uno mediante una muela (5) de apoyo puntual, la cual rota sobre su propio eje, realizando durante el proceso de rectificado un seguimiento del borde del álabe (6), mediante la interpolación de un movimiento de giro del disco rotor sobre su propio eje, un movimiento de desplazamiento transversal de la muela (5) en una dirección (X) y un movimiento de desplazamiento longitudinal de la propia muela (5) en una dirección (Z) . 4.- Método para el rectificado de álabes de discos rotores, de acuerdo con la tercera reivindicación, caracterizado en que el movimiento de desplazamiento longitudinal de la muela (5) en la dirección (Z) puede ser sustituido por un movimiento de desplazamiento longitudinal del disco rotor en dicha dirección (Z), siendo interpolando este movimiento con el giro del disco rotor y con el desplazamiento transversal de la muela (5) en la dirección (X) . |
Sector de la técnica
La presente invención está relacionada con el rectificado de álabes de discos rotores, proponiendo un dispositivo que resulta especialmente indicado para la rectificación de los bordes de las puntas de álabes de discos rotores de tipo blisk, así como el método para llevar a cabo dicho rectificado.
Estado de la técnica
Los rotores y compresores de las turbinas están formados por discos rotores que presentan en su superficie exterior una pluralidad de conformaciones a modo de palas, llamadas álabes. Convencionalmente, estos álabes se fabrican de manera independiente a los discos y posteriormente se acoplan a éstos, pero desde hace unos años, se está generalizando la utilización de discos rotores monopieza que reciben el nombre de blisk, en los que los álabes se obtienen por mecanizado a partir del propio disco.
Tanto los discos rotores de tipo blisk, como los discos rotores convencionales deben ser sometidos a un proceso de rectificado del borde que determinan en la punta los álabes, y dicho proceso de rectificado debe realizarse con los discos ya montados en el rotor, para lograr una correcta concentricidad .
En el caso de los discos rotores convencionales, son conocidos dispositivos y métodos de rectificado de los bordes de los álabes, en los cuales los discos rotan sobre su eje a alta velocidad, lo cual genera esfuerzos radiales en los álabes debido a la fuerza centrifuga cuando la muela entra en contacto con las puntas de dichos álabes. Estos esfuerzos radiales provocan vibraciones en los álabes, que son absorbidas por la amortiguación que genera el propio montaje de los álabes en sus ranuras.
Sin embargo, estas soluciones de rectificado, no son apropiadas para el rectificado de bordes de álabes de discos rotores de tipo blisk, ya que en este caso los álabes y el disco constituyen una misma pieza, lo que confiere a la unión entre el disco y los álabes de una mayor rigidez que en el caso de los discos rotores convencionales. Debido a esto, los álabes son incapaces de amortiguar las vibraciones generadas por los esfuerzos radiales generados durante el proceso de rectificado, las cuales impiden el mecanizado correcto que se obtiene con el rectificado y pueden provocar daños en la propia estructura de los álabes.
Debido a esto, el rectificado de los bordes de álabes de discos rotores de tipo blisk, se ha venido realizando previamente a su montaje en el rotor y mediante rectificadoras verticales convencionales, obteniendo de esta manera un grado de precisión inadecuado en dicha rectificación, asi como una mala concentricidad con respecto al resto de los blisk o las etapas de álabes convencionales que forman parte del mismo rotor.
En este sentido, es conocida la patente EP 2030719, la cual propone un método y un dispositivo para el rectificado conjunto de los bordes de álabes de discos rotores convencionales y de tipo blisk en un mismo proceso. De esta manera, el rectificado de bordes de álabes de discos rotores convencionales se realiza de forma que dichos discos giran sobre su eje a alta velocidad, mientras que para el rectificado de bordes de álabes de discos rotores de tipo blisk se disminuye la velocidad de giro.
Es conocida también la Patente EP 1990131, la cual divulga un método y un dispositivo para el rectificado de las puntas de álabes de discos rotores de tipo blisk donde el rectificado se realiza álabe a álabe y donde, además del movimiento de rotación de la muela, intervienen otros cinco movimientos en el proceso de rectificado .
Asi, en esta solución los discos rotores van montados en un soporte que les permite girar sobre su propio eje, para de esta manera ir encarando sucesivamente la punta de cada álabe de cada disco con respecto a la muela, momento en que se bloquea dicho movimiento de giro para proceder al rectificado de la punta del álabe. De esta forma, el movimiento de rotación del disco no interviene en el proceso de rectificado, realizándose únicamente para el posicionamiento del álabe previo a su rectificación.
De este modo, durante dicho proceso de rectificado, el disco rotor permanece estático mientras que la herramienta va en una disposición que realiza cinco movimientos; el cabezal en el que va dispuesta la muela realiza un movimiento de traslación vertical sobre la columna en la que va montado y un movimiento de basculación en torno a un eje horizontal, normal al eje vertical de la columna, en tanto que la columna por su parte realiza un movimiento de giro en torno a su eje vertical y con respecto al carro sobre el que va montada, pudiendo este carro desplazarse longitudinal y transversalmente sobre la bancada del dispositivo.
Objeto de la invención
De acuerdo con la invención se propone un dispositivo para el rectificado de bordes de álabes de discos rotores, especialmente diseñado para el rectificado de bordes de álabes de discos rotores de tipo blisk, asi como el método para llevar a cabo dicho rectificado .
El dispositivo objeto de la invención, permite resolver de una manera más sencilla que los dispositivos conocidos, el problema de las vibraciones que se generan en los álabes durante el proceso de rectificado y que pueden dañar la estructura de dichos álabes, influyendo además de forma negativa en la precisión del rectificado y en la concentricidad que se consigue .
En este sentido, se presenta una solución para el rectificado de bordes de álabes en la que, además del movimiento de rotación de la muela, intervienen otros tres movimientos en el proceso de rectificado.
Asi, al igual que en la solución propuesta por la Patente EP 1990131, en la solución objeto de la presente invención, los discos rotores van montados en un soporte que les permite girar sobre su propio eje, para ir encarando sucesivamente la punta de cada álabe de cada disco con respecto a la muela, pero una vez realizado dicho movimiento de posicionamiento, a diferencia de la solución de la Patente EP 1990131, el giro del disco no queda bloqueado, sino que interviene activamente en el proceso de rectificado del álabe correspondiente, siendo interpolado dicho giro con un movimiento de translación transversal respecto de la bancada, que es realizado por un carro que sirve de soporte a una columna en la que va dispuesto el cabezal que contiene la herramienta, y con otro movimiento de translación longitudinal, también respecto de la bancada, que puede ser realizado también por el mismo carro o bien por el soporte sobre el que se montan los discos rotores.
De esta manera, en la solución de la invención, solamente intervienen tres movimientos en el proceso de rectificado, siendo uno de estos movimientos el giro del disco rotor, mientras que en la solución divulgada por la Patente EP 1990131, intervienen cinco movimientos en el proceso de rectificado permaneciendo estático el disco rotor durante dicho proceso.
Por todo ello, la solución objeto de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de las soluciones conocidas.
Descripción de las figuras
La figura 1 es una vista del dispositivo de rectificado según la invención, en donde se muestra un álabe de un disco rotor en una posición previa al comienzo del proceso de rectificado.
Las figuras 2a y 2b corresponden a sendas vistas del dispositivo de rectificado, en las que se muestra un álabe de un disco rotor en las posiciones inicial y final del rectificado de su borde.
La figura 3a muestra un detalle de una muela de apoyo puntual respecto de un álabe a rectificar, en una posición previa al comienzo del proceso de rectificado.
Las figuras 3b y 3c muestran sendas posiciones del detalle de la figura anterior en las posiciones inicial y final del rectificado sobre el borde extremo del álabe .
Descripción detallada de la invención
El objeto de la presente invención está relacionado con el rectificado de bordes de álabes de discos rotores de turbinas, proponiendo una solución que gracias a sus características constructivas y funcionales, no genera vibraciones en los álabes y permite obtener una buena concentricidad y precisión en el rectificado de bordes de álabes de discos rotores de tipo blisk.
La solución objeto de la invención comprende una bancada (1), sobre la que va dispuesto un carro (2) móvil, portador de una columna (3) en la que va montado un cabezal (4) que contiene una muela (5). El carro móvil (2) es capaz de desplazarse sobre la bancada (1) tanto longitudinal como transversalmente en las direcciones (X) y (Z) respectivamente, arrastrando a la columna (3) que se encuentra fijada por su base a dicho carro (2). El cabezal (4) va montado en el extremo superior de la columna (3) en una disposición que le permite bascular según un movimiento (A) , en torno a un eje perpendicular a la columna (3) . Por su parte, los discos rotores que comportan a los álabes (6) a rectificar, se disponen montados en un soporte móvil (no mostrado) , el cual, además de permitir la rotación de dichos discos rotores en torno a su propio eje según un movimiento (C) , también puede moverse sobre la bancada (1) en la dirección (Z) .
Antes de comenzar con el proceso de rectificado, se posiciona la muela (5) en uno de los extremos del borde del álabe (6) a rectificar, punto desde donde se comenzará a rectificar dicho borde. Para el rectificado, la muela (5) debe realizar un seguimiento del borde del álabe (6), lo que se consigue mediante la interpolación del movimiento de rotación de los discos rotores con el movimiento de traslación del carro (2) en la dirección (X) , y con un movimiento de traslación longitudinal en la dirección (Z), que puede ser realizado o bien por el carro (2) o bien por los discos rotores mediante la traslación del soporte móvil en el que van dispuestos.
Por su parte, el movimiento de basculación del cabezal (4), no interviene en el proceso de rectificado y solo se usa en el posicionamiento de la muela respecto del álabe (6) a rectificar, tras lo cual el cabezal permanece estático hasta el próximo movimiento de posicionamiento.
Tras la finalización del rectificado del borde de un álabe (6), el soporte sobre el que se disponen los discos rotores, rota para encarar el siguiente álabe (6) a rectificar, con respecto a la muela (5), la cual se posiciona en el extremo del borde del álabe (6) para a continuación comenzar el rectificado. De esta manera, el proceso de rectificado se realiza álabe a álabe y el movimiento de rotación de los discos rotores se produce únicamente para contribuir a que la muela (5) pueda realizar un seguimiento de todo el borde del álabe (6) que se rectifica, sin rotar de manera continua, y evitando asi la generación de esfuerzos radiales en los álabes (6) al entrar en contacto con la muela (5) .
Se prevé que la muela (5) sea una muela del tipo de apoyo puntual, de manera que solo exista un punto de contacto entre la muela (5) y el borde del álabe (6), lo cual obliga a tener que realizar más de una pasada sobre el borde de cada álabe para completar su rectificado. En la figura 3 se muestra una muela (5) de apoyo puntual, siendo este n ejemplo ilustrativo y no limitativo de este tipo de rr uelas .
Se prevé también, opcionalmente, que en el borde de los álabes (6) pueda realizarse un desbaste inicial, previo al rectificado, mediante una fresa convencional que iría acoplada en el cabezal en lugar de la muela (5) .
Next Patent: TAP FOR WATER SUPPLY PIPES