Turbineschijven ontbramen en afronden met Stream Finishing
De Stream Finishing machine van OTEC kan worden gebruikt om turbineschijven en -bladen nauwkeurig te finishen. (foto’s: OTEC)
Turbine- en compressorschijven hebben zogenaamde fir-tree montagesleuven waarin de turbinebladen worden gestoken. De vaste productiemethoden voor deze montagesleuven zijn broaching, draadvonken of frezen. Deze technieken leiden vaak tot bramen en scherpe randen. Voor een vlekkeloze montage en om verwondingen te voorkomen, moeten de randen van de montagesleuf en het uiteinde van het turbineblad braamvrij en voorzien zien van een gedefinieerde radius. Uit onderzoek van OTEC Präzisionsfinish in samenwerking met een motorfabrikant, blijkt dat Stream Finishing de beste oplossing is. Het ontbramen en aanbrengen van een gedefinieerde radius is essentieel om turbinebladen perfect te positioneren in de turbineof compressorschijf. Met name de contactoppervlakken waarmee de bladen en schijven tijdens het gebruik in contact komen, zijn onderhevig aan zeer nauwe toleranties van 10 tot 20 micrometer. Het is dus belangrijk om vormvariatie in deze contactoppervlakken tijdens het ontbramen en afronden te voorkomen. Volgens OTEC uit het Duitse Straubenhardt, worden deze onderdelen
34
over het algemeen nabewerkt met mechanisch, semi-robotisch ontbramen en afronden met slijpschijven of borstels. Het nadeel van deze methode is dat de desbetreffende gereedschappen in de loop van de tijd slijten, wat inconsistente bewerkingsresultaten oplevert. Aangezien bramen en scherpe randen nooit identiek zijn, is het moeilijk om de mate van slijtage te voorspellen. Een bijkomend nadeel is dat slijpschijven of borstels niet exact kunnen worden afgestemd op de complexe werkstukgeometrieën van de turbineschijven en -bladen, of ze kunnen helemaal niet op de moeilijk bereikbare plaatsen komen. Uiteindelijk leidt dit alles tot asymmetrische en inconsistente afrondingsresultaten die vaak niet voldoen aan de toleranties.
Alternatieve processen In de zoektocht naar een alternatief proces, werkte een motorfabrikant samen met OTEC om twee verschillende massanabewerkingstechnologieën te evalueren. De eerste technologie die werd getest was een trogvibreermachine. Al snel bleek dat dit een te tijdrovend proces zou zijn: zelfs na enkele uren was het niet in staat om alle randen binnen het tolerantiebereik te brengen. De afronding die in de tests werd geproduceerd, was noch symmetrisch noch herhaalbaar. Bovendien waren het verhoogde geluidsniveau en de bijbehorende trillingen een probleem, aangezien er meetapparatuur in de buurt wordt gebruikt.
