專利名稱：用于增強葉片鎖緊度的裝有葉片的轉(zhuǎn)子輪的改進的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來說涉及一種具有由一組裝有葉片的葉輪組成的轉(zhuǎn)子的渦輪機，例如渦輪噴氣發(fā)動機中的低壓壓縮機的轉(zhuǎn)子。本發(fā)明尤其涉及提高了葉片固定效果的改進尤其在發(fā)生嚴重事故時。
背景技術(shù)：
本申請人申請的歐洲專利文獻1496206揭示了槽的形狀對接納葉根的重要性，該槽形成在轉(zhuǎn)子輪圓周中。這個問題對于葉片處在錐形氣流中的葉輪尤其重要，雙軸旁路(by-pass)渦輪噴氣發(fā)動機中的低壓壓縮機最后幾級的葉輪的情況就是如此。在最后幾級錐形十分明顯，這幾級葉片與旋轉(zhuǎn)軸垂直的面發(fā)生傾斜，即與離心力方向傾斜。如果事故發(fā)生此方向作葉片以這樣方式受力會使葉片松動的危險性增加。
現(xiàn)有文獻較詳細地論及用倒梯形緊固件將葉片固定到葉輪槽中的問題，槽是由上游唇形邊緣和下游唇形邊緣構(gòu)成的，這兩個邊緣在槽底相連以形成上游和下游各自的環(huán)形凹處，葉根的相應(yīng)部分與此凹處嚙合。在該文獻中提出了通過加深上游唇形邊緣的軸承表面與槽底之間連接區(qū)使其能安裝具有上游側(cè)助的葉片來改進葉片保持能力，該側(cè)肋有一較大容積的底部，其它保持不變。因此，側(cè)肋可在上游唇形邊緣下方較深地斜向嚙合到下面較深的環(huán)形凹處內(nèi)。在發(fā)生嚴重沖力時這種修改有助于限制葉片飛離槽的危險。
也可在大修時用機加工方法對現(xiàn)有葉輪改變其凹處的形狀。
安裝葉片到槽中還需要在圓周上一處在一條環(huán)形唇形邊緣上有插入缺口。更具體地說，缺口形成在上游環(huán)形唇形邊緣中，它用于使每個葉根在所述葉片沿槽滑移直到其最終位置之前插入接納槽。
為使葉片保持穩(wěn)定，防止它在裝配后沿周向運動，必須在缺口兩側(cè)沿槽的周圍裝上鎖銷。這樣確保葉片不能向后運動到與缺口對齊處，因為如果這樣將導(dǎo)致葉片從葉輪中彈出。
業(yè)已看到，如果缺口區(qū)附近的葉片發(fā)生事故，沖力將使上游環(huán)形唇形邊緣發(fā)生局部變形，因而接納槽擴大，致使鎖銷飛逸。這種危險可能導(dǎo)致事故發(fā)生，因為在此情況下，葉片可在接納槽內(nèi)再次沿圓周運動，并在它們一個接一個地達到插入槽位置后飛出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明試圖通過改進鎖銷的固定來防止這一主要危險。
本發(fā)明依據(jù)的思想是改變上游環(huán)形唇形邊緣處的鎖銷形狀，以加強其在槽中的銷緊力，因此槽擴大時，所述鎖與槽之間的間隙仍為負值，從而防止發(fā)生鎖銷的飛逸。
更具體地說，本發(fā)明提供一種用于渦輪機轉(zhuǎn)子的裝有葉片的葉輪，該葉輪包括用于接納與葉輪相關(guān)的葉片的根部的接納槽，所述槽具有上游環(huán)形唇形邊緣和下游環(huán)形唇形邊緣，在槽的邊處形成上游環(huán)形凹處和下游環(huán)形凹處，這種葉輪中，環(huán)形唇形邊緣包括使葉根可進入所述接納槽的插入缺口，同時在所述缺口兩側(cè)所述接納槽中安裝鎖銷，每條鎖銷包括在上游和下游環(huán)形凹處之間延伸的基干，葉輪的特征在于，對于在槽底以外的有挖空部分的所述上游環(huán)形凹處，每個鎖銷的基干包括上游羅紋。
該羅紋較深地切入上游凹處，即使在槽擴大時也能固定鎖銷。
雖然銷鎖的厚度設(shè)計成在裝配(在缺口和其安裝位置之間)時有徑向間隙而能使其在槽中滑動，此間隙恰好讓所述滑動發(fā)生，在現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)中也如此，由于在所述上游端接納槽深度徑向增大，上游羅紋也不能在任何情況下都阻止裝配時鎖銷圓周的滑動。
根據(jù)另一有利特征，所述鎖銷具有兩個形成在基干兩端的減重缺口。它還包括螺孔。此孔接受螺釘。裝配時螺釘頂住兩唇形邊緣之間的毛坯壁面，用來頂起并使鎖銷最終定位，這樣位于兩個葉根之間。兩個鎖銷之間的距離是使兩葉片在它們中間保持固定。
在一個可行的實施例中，螺孔形成在從基干中央伸出的短柱中。
本發(fā)明及其優(yōu)點可借助于下面單以舉例子和參照附圖獲得較好理解。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子輪的透視詳圖；圖2是顯出鎖銷及相鄰葉片各自的位置的徑向剖面的詳圖；
圖3是從下往上看的圖2葉片的根部的局部透視圖；圖4是鎖銷的正視圖；圖5是沿圖4的V向看的視圖；及圖6是沿圖4的VI向看的視圖。
具體實施例方式
在這些圖中，(圖1)可見渦輪機的一部分轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)鼓(飛機噴氣發(fā)動機的低壓壓縮機)，常叫做葉輪(或輪盤)11。每個葉輪上攜帶許多葉片12(圖3)。葉片安裝在葉輪11外表面沿圓周方向的接納槽14中。轉(zhuǎn)子是由許多這種帶有葉片的輪組成。葉片12的底部構(gòu)成穿過壓縮機的錐形氣流邊界的一部分的平臺15，葉根19叫做“倒梯形緊固件”，它在所述平臺下方延伸其幾分之一寬度。葉根19嚙合并安裝在葉輪的所述接納槽14中。葉根位置如圖2中虛線所示。
接納槽14有上游環(huán)形唇形邊緣16和下游環(huán)形唇形邊緣18。這兩個唇形邊緣分別形成上游環(huán)形凹處20和下游的環(huán)形凹處21，在其中嚙合葉根相應(yīng)部分，平臺15覆蓋凹處14一部分。一旦全部葉片安放到位，并肩放置的平臺15便構(gòu)成壓縮機流道的環(huán)形表面。
為了提高葉片在槽中的牢固性，槽的上游環(huán)形凹處20包括較深的環(huán)形挖空部分24。在所示例子中，此挖空部分超出槽14的底面26，更深進入葉輪11的壁厚中。該挖空部分26的作用是接受較大容積的上游跟部，從而提高發(fā)生事故時葉片的牢固性。
此外，組裝葉片需在葉輪11外圓某個位置上至少在槽的一條環(huán)形唇形邊緣上形成一個插入缺口30(本例是上游唇形邊緣)。此缺口用于將葉根19一個接一個地送入槽14內(nèi)。一旦葉根進入槽中，相應(yīng)的葉片便沿槽在圓周方向滑動到其最終位置。一旦葉片裝配完畢，最接近缺口30的兩葉片的根部在圓周方向定位在缺口兩側(cè)。
然而，為確保葉片不會以后沿周向運動到有一片葉片的根部正好對位缺口，這樣會導(dǎo)致葉片飛逸，應(yīng)準備在槽14中安裝兩個鍵或鎖銷32，鎖銷在圓周方向固定在缺口30的兩側(cè)，它們的位置與缺口等距離。在圖1中，鎖銷32的位置由分別形成在缺口30兩側(cè)的唇形邊緣16、18上的定位切口36、38標出。
每個鎖銷的基干40，其厚度基本上等于接納槽確定的徑向滑動高度。換言之，為使鎖銷從槽30確定的位置通向其與切口36、38對準的最終位置，槽14的形狀和尺寸(在徑向剖面中，特別是凹處20、21的形狀尺寸)，及基干40的形狀和尺寸這樣來確定，即所述基干從插入位置(缺口30)到裝配位置(切口36、38)可自由滑動但徑向間隙盡量小(所需要小間隙)。
基干進一步包括其形狀尺寸分別與切口36、38相當(dāng)?shù)膶?dǎo)向凸起46、48。圖上可見上游導(dǎo)向凹起46和下游導(dǎo)向凸起48。當(dāng)鎖銷處于裝配位置時，凸起46、48與切口36、38配合。在此位置上可用螺釘穿過以防止其運動，在切口36、38的引導(dǎo)下基干相對于槽14沿徑向伸出，直到基干的上游與下游端頂住唇形邊緣16、18的底面。螺釘50擰入鎖銷本身的螺孔52中并擰入基干40和從所述基干中央伸出的短柱54形成的螺孔。
此外，鎖銷具有兩個形成在基干兩側(cè)，從其縱向邊開始的減重缺口56。
鎖銷的形狀做成有一個靠在上游唇形邊緣16下方的上游斜面57和一個靠在下游唇形邊緣18下方的下游斜面58。凸起46、48從這兩個斜面上伸出。上游斜面57是平的且在整個基干厚度上傾斜。
根據(jù)本發(fā)明的一個值得注意的特征，各鎖銷的基干40包括上游羅紋60，它適合于裝配時嚙入挖空部分24。上游羅紋在上游平面57的底部伸出，其超過基干40的底面。盡管有羅紋60，鎖銷在裝配時仍能毫無困難地進入槽14中，因為在上游凹處20中有挖空部分24。
一旦鎖銷定位(圖2)，由于有螺紋60上游斜面能更深入到上游唇形邊緣下面。因此，即使在施加到相鄰葉片之一作用力的作用下槽40有擴大的傾向，鎖銷仍被保持在槽14內(nèi)。
位于鎖銷位置兩側(cè)的平臺棱邊17有切口62，能使短柱54的頂部脫出以便于擰緊螺釘50。
權(quán)利要求
1.一種用于渦輪機轉(zhuǎn)子的裝有葉片的葉輪，該葉輪包括可接納與此葉輪相關(guān)葉片的根部的接納槽(14)，所述槽(14)有上游環(huán)形唇形邊緣和下游環(huán)形邊緣，這兩個唇形邊緣在槽的邊處分別形成上游環(huán)形凹處(20)和下游環(huán)形凹處(21)，在這種葉輪中該環(huán)形唇形邊緣包括可使葉根進入所述接納槽的插入缺口(30)，且鎖銷(32)安裝在所述缺口兩側(cè)的所述接納槽中，每個鎖銷包括在上下游環(huán)形凹處之間延伸的基干，該葉輪的特征在于，對于包括在槽底以外的挖空部分(24)的所述上游環(huán)形凹處，每個鎖銷的基干包括上游羅紋(60)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝有葉片的葉輪，其特征在于，按傳統(tǒng)方式，所述缺口(30)兩側(cè)的所述環(huán)形唇形邊緣中具有用于鎖銷的定位切口(36，38)，所述鎖銷包括引導(dǎo)凸起(46，48)，其形狀尺寸和與其相配的切口的形狀尺寸一致。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝有葉片的葉輪。其特征在于，所述羅紋(60)通過伸出所述基干的傾斜平面(57)確定。
4.根據(jù)前述任意一項權(quán)利要求所述的裝有葉片的葉輪，其特征在于，所述鎖銷具有形成在所述基干兩側(cè)的兩個減重缺口(56)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝有葉片的葉輪，其特征在于，在所述基干中心大致形成螺孔(52)。
全文摘要
裝有葉片的轉(zhuǎn)子輪包括可接納葉根的接納槽，且具有位于缺口兩側(cè)供插入所述葉根用的鎖銷。根據(jù)本發(fā)明，葉輪包括用于接納葉根的接納槽(14)，其具有用于插葉根的缺口和位于所述缺口兩側(cè)的兩個鎖銷(32)；所述槽包括具有挖空部分(24)的上游環(huán)形凹處(20)，每個鎖銷均有上游螺紋(60)。
文檔編號F01D5/30GK1932250SQ20061008063
公開日2007年3月21日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月26日
發(fā)明者尼古拉斯·特里考奈特, 馬修·考徹特克斯, 克勞德·萊亞斯 申請人:斯奈克瑪