專利名稱：覆環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)切割刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)，尤其涉及一種用于這些發(fā)動機(jī)的渦輪葉片。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪葉片是在一系列級中由旋轉(zhuǎn)翼面成形的一些部件這些部件用來將來自燃燒室的熱能轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)子的機(jī)械功。渦輪的性能可通過密封葉尖的外緣以防燃?xì)庾粤鞒绦孤┤肴~尖和外殼間的間隙而得到提高。密封葉尖和渦輪外殼間間隙的通常方法是借助于葉尖覆環(huán)。
普通渦輪葉片覆環(huán)的一個特點是刀刃。根據(jù)葉片覆環(huán)的尺寸，可以利用一個或更多的刀刃。刀刃的用途是與位于外殼內(nèi)表面上的蜂窩結(jié)構(gòu)材料相嚙合以進(jìn)一步減小葉尖周圍的任何泄漏。一種刀刃的普通型式示于授予Seleski等人的美國專利No.6,491,498。
在一些覆環(huán)結(jié)構(gòu)中，刀刃設(shè)有一個或更多當(dāng)葉片旋轉(zhuǎn)時切割蜂窩結(jié)構(gòu)材料的切割刀口。日本專利公告No.8-303204圖示了一種具有這種切割刀口的刀刃，一個切割刀口是在刀刃的一端，而另一個是遠(yuǎn)離刀刃的這一端。
通常，具有刀刃密封裝置的先有技術(shù)的覆環(huán)會由于因位于覆環(huán)外緣切割刀口的過大質(zhì)量產(chǎn)生的蠕變而造成壽命不足。故需要一種能滿足所有密封要求又不會產(chǎn)生使覆環(huán)壽命不足的蠕變的改進(jìn)了的覆環(huán)結(jié)構(gòu)。
發(fā)明概述所以，為渦輪葉片提供一種改進(jìn)了的覆環(huán)裝置是本發(fā)明的一個目的。
本發(fā)明的另一個目的是還要提供一種不產(chǎn)生蠕變壽命不足的上述的改進(jìn)了覆環(huán)裝置。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種形成具有在其上加工切割刀口的刀刃的覆環(huán)裝置的方法。
通過本發(fā)明的覆環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)切割刀口及其制造它們的方法而達(dá)到了上述目的。
按本發(fā)明，提供一種具有帶頂端的翼面部和一個連接于該頂端的覆環(huán)的渦輪葉片。該覆環(huán)具有一個帶有一對最好在其上加工成的切割刀口的刀刃。該刀刃最好連接于該覆環(huán)的外表面。這對切割刀口自刀刃向外凸出。
按本發(fā)明，還提供一種制造渦輪葉片的方法。此方法一般包括形成具有一個翼面部、一個連接于該翼面部頂端的覆環(huán)及一個連接于該覆環(huán)外表面的刀刃的渦輪葉片，并在刀刃加工一對切割刀口以使切割刀口位于翼面部上方的步驟。
有關(guān)本發(fā)明所述覆環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)切割刀口的其它細(xì)節(jié)以及其它目的及伴隨的優(yōu)點將于下述詳細(xì)說明和相應(yīng)的附圖中陳述，其中相同序號指相同的零件。
附圖簡述

圖1是具有本發(fā)明所述覆環(huán)裝置的渦輪葉片的透視圖；圖2是圖1所示覆環(huán)裝置的放大透視圖；和圖3是表示帶有本發(fā)明所述切割刀口的刀刃的圖1所示覆環(huán)裝置的頂視圖。
優(yōu)先實施例詳述現(xiàn)參看附圖，圖1圖示了用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的渦輪葉片。渦輪葉片10具有通常包括許多內(nèi)冷卻通道14的翼面部12。翼面部12具有覆環(huán)16連接于其上的頂端15。覆環(huán)16的形狀要與相鄰的渦輪葉片上的同樣的覆環(huán)相匹配以防燃?xì)庑孤┑綔u輪葉片10周圍。
如圖1所示，覆環(huán)16具有刀刃20連接于其上的外表面18。刀刃20的形狀基本上是直線，并具有與翼面部12的弦線相交一角度的縱軸線21。刀刃20可具有任何理想的寬度和/或高度。刀刃20終止于端部22和24。
帶有翼面部12，覆環(huán)16和刀刃20的渦輪葉片可用在本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的適當(dāng)技術(shù)成形。例如，渦輪葉片10可為帶有翼面部12和覆環(huán)16的鑄造葉片。葉片10有一通常機(jī)加工成形的刀刃20。另一方面，帶翼面部12的渦輪葉片10可與覆環(huán)16分開鑄造并且覆環(huán)16可與刀刃20分開鑄造。這樣，這些部件可以本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的任何適當(dāng)方式組裝起來。
現(xiàn)參看圖2和3，刀刃20有一位于端部22和24之間的中心區(qū)26。在此中心區(qū)26，在刀刃20的外部加工形成一對切割刀口28和30。可用在本技術(shù)領(lǐng)域所熟知的任何適當(dāng)加工設(shè)備來形成切割刀口28和30。由此圖可見，切割刀口28自刀刃20的第一側(cè)32向外凸出，而切割刀口30則自刀刃20的第二相對側(cè)34向外凸出。在本發(fā)明的優(yōu)先實施例中，切割刀口28與切割刀口30是相錯開的。此外，切割刀口28和30都位于翼面部12的上方。
機(jī)加工成形切割刀口28和30而不是用鑄造工藝成形它們的優(yōu)點之一是能得到更銳利的刀刃。在本發(fā)明中，切割刀口28和30各具有一成一角度取向的切割刃40和42，最好相對于刀刃20的縱軸線21為一鈍角。因切割刀口28和30具有較銳利的切割刃40和42，它們與裝在外殼內(nèi)表面以改進(jìn)外殼和渦輪葉片間密封的蜂窩結(jié)構(gòu)(未示出)更好地相互配合。
由圖2和3可見，由于機(jī)加工切割刀口28和30以使刀刃20的底部44比刀刃20的上部46寬。從減輕刀刃20的質(zhì)量的觀點考慮這是有利的，同時還提供具有較銳利切割刃40和42的理想的切割刀口28和30。
本發(fā)明的改進(jìn)后的刀刃設(shè)計的優(yōu)點之一是切割刀口28和30以盡力平衡該翼面部上的覆環(huán)載荷的方式基本上被定位在翼面部12的上方。其優(yōu)越性是因為“切割刀”的質(zhì)量被移到了該覆環(huán)上方的更平衡的區(qū)域。結(jié)果，在防止蠕變造成覆環(huán)的壽命縮短方面得到了改進(jìn)。此外，還有的改進(jìn)是避免由于覆環(huán)外緣力片的過大質(zhì)量而產(chǎn)生的渦流。用機(jī)加工成形刀刃和切割刀口的優(yōu)越性是因為其刀刃可比其它設(shè)計更薄，從而得到了也改進(jìn)了覆環(huán)蠕變和翼面部蠕變的重量更輕的刀刃。
按本發(fā)明所述的切割刀口28和30是用來切割連接于外殼前后內(nèi)表面的蜂窩結(jié)構(gòu)(未示出)的。
工作中，渦輪葉片10旋轉(zhuǎn)。當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度升高時，切割刀口28和30與連接于外殼的蜂窩結(jié)構(gòu)相作用以保持密封防止燃?xì)庑孤┑綔u輪葉片10周圍。
顯然，按本發(fā)明業(yè)已提供了一種充分滿足上述目的、措施和優(yōu)點的覆環(huán)蜂窩結(jié)構(gòu)切割刀。雖然，在其特定的實施例上下文中業(yè)已描述了本發(fā)明，對于已閱讀上述說明的業(yè)內(nèi)人士來說其它變換，修改和改型將是顯而易見的。因此，要包含落在所附權(quán)利要求書的寬廣范圍內(nèi)那些變換，修改和改型。
權(quán)利要求
1.一種用于燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片，所述渦輪葉片包括一個具有頂端的翼面部；一個連接于所述頂端的覆環(huán)，所述的覆環(huán)具有一外表面；一個連接在所述覆環(huán)的所述的外表面的刀刃；和所述刀刃具有一對自所述刀刃向外凸出的切割刀口。
2.按權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其特征在于，所述的這對切割刀口處在所述刀刃的中心區(qū)，并遠(yuǎn)離所述刀刃的每一端。
3.按權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其特征在于，所述的切割刀口相互錯開。
4.按權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其特征在于，所述的切割刀口以盡力平衡翼面部上的覆環(huán)載荷的方式被定位。
5.按權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其特征在于，所述的這對切割刀口包括一個自所述刀刃第一側(cè)凸出的第一切割刀口和自與所述第一側(cè)對置的所述刀刃的第二側(cè)凸出的第二切割刀口。
6.按權(quán)利要求5所述的渦輪葉片，其特征在于，其特征在于，所述的刀刃與所述的覆環(huán)整體成形，其中，每個所述的切割刀口被加工成述所整體成形的刀刃。
7.按權(quán)利要求5所述的渦輪葉片，其特征在于，每個所述的第一和第二切割刀口具有與所述縱軸線成一角度的切割刃。
8.按權(quán)利要求7所述的渦輪葉片，其特征在于，所述的角度為一鈍角。
9.按權(quán)利要求1所述的渦輪葉片，其特征在于，還包括多個穿通所述翼面部的冷卻孔。
10.一種渦輪葉片的覆環(huán)，所述覆環(huán)具有一個外表面，一個連接于所述外表面的刀刃，以及多個在與所述刀刃各端部間隔的中心部位上成形所述刀刃的切割刀口。
11.按權(quán)利要求10所述的覆環(huán)，其特征在于，所述的切割刀口是錯開的。
12.按權(quán)利要求11所述的覆環(huán)，其特征在于，所述的切割刀口包括一個自所述刀刃第一側(cè)凸出的第一切割刀口和一個自所述刀刃的第二側(cè)凸出的第二切割刀口。
13.按權(quán)利要求12所述的覆環(huán)，其特征在于，所述刀刃的所述第一側(cè)與所述刀刃的所述第二側(cè)對置。
14.按權(quán)利要求12所述的覆環(huán)，其特征在于，所述的刀刃有一縱軸線，而所述的第一切割刀口具有一個與所述縱軸線成一角度的切割刃。
15.按權(quán)利要求14所述的覆環(huán)，其特征在于，所述的第二切割刀口有一個與所述縱軸線成一角度的切割刃。
16.一種制造渦輪葉片的方法，包括形成具有一個翼面部，一個連接于所述翼面部頂端的覆環(huán)，和一個連接于所述覆環(huán)外表面的刀刃的渦輪葉片；和將一對切割刀口加工成所述刀刃，使所述的切割刀口基本定位于所述翼面部的上方。
17.按權(quán)利要求16所述的一種方法，其特征在于，所述的加工步驟包括，在所述刀刃的第一側(cè)加工一第一切割刀口，并在所述刀刃的第二側(cè)加工一第二切割刀口。
18.按權(quán)利要求16所述的一種方法，其特征在于，所述的加工步驟包括加工所述切割刀口，使所述的切割刀口沿所述刀刃的縱軸線相互錯開。
19.按權(quán)利要求16所述的一種方法，其特征在于，所述的成形步驟包括鑄造一種具有所述翼面部和所述覆環(huán)的渦輪葉片，并加工所述的刀刃。
全文摘要
提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)的渦輪葉片。該渦輪葉片包括一個具有一頂端的翼面部，一個連接于該頂端的覆環(huán)，此覆環(huán)具有一外表面，及一個連接于該覆環(huán)外表面的刀刃。該刀刃具有一對自刀刃向外凸出的切割刀口。
文檔編號F01D5/14GK1654785SQ200510051640
公開日2005年8月17日 申請日期2005年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月9日
發(fā)明者B·P·迪布, R·佩奇 申請人:聯(lián)合工藝公司