專利名稱：機(jī)械固持葉片的楔形修復(fù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于替換具有機(jī)械固持葉片的葉片總成的外基部的方法，以及由該方法所形成的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件。
背景技術(shù)：
如圖1和2所示，用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的出口導(dǎo)向葉片10具有內(nèi)復(fù)合基部12和在使用的過程中定位于復(fù)合葉片翼面16的外基部14，內(nèi)復(fù)合基部。該總成通過延伸穿過殼體和外基部的三條螺栓，從而栓接于筒形金屬殼體(未顯示)的內(nèi)徑上。內(nèi)基部結(jié)合于葉片翼面，并且在不破壞該內(nèi)基部的情況下不能進(jìn)行分離。外基部與葉片端部界面通過機(jī)械固持進(jìn)行結(jié)合，并且葉片端部18擴(kuò)大，而外基部14內(nèi)的葉片腔室20收縮，葉片翼面結(jié)合并且機(jī)械固持于外基部。因此，在未發(fā)生基部和/或葉片的材料斷裂的情況下，葉片22不能從基部14中脫出。金屬殼體(未顯示)避免了在外側(cè)方向上擴(kuò)大的葉片端部18的運(yùn)動(dòng)。
在沒有完全移除或替換內(nèi)基部12的情況下，機(jī)械固持的特性阻止了替換外基部零件的安裝。因?yàn)?，不論是?nèi)基部還是擴(kuò)大的葉片端部18，均不能通過收縮的葉片腔室20進(jìn)行安裝。
在葉片邊緣的離心力和葉片殼體彎曲的作用下，外基部的特性是易于受到?jīng)_擊或彎曲損壞。因此，需要一種改進(jìn)的方法，用于替換損壞的機(jī)械固持葉片總成的外基部。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于修復(fù)和替換機(jī)械固持葉片的方法。該方法廣泛地包括以下步驟在支承結(jié)構(gòu)內(nèi)形成腔室，使該腔室的尺寸加大以足以通過該加大腔室插入葉片擴(kuò)展端部；從外基部的相反側(cè)，在基部和葉片端部之間安裝楔形零件；牽引葉片端部和楔形零件，以使其靠在加大腔室上，保留足夠的空間用于涂覆粘合劑。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步提供渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的部件，包括支承結(jié)構(gòu)，位于支承結(jié)構(gòu)內(nèi)的腔室，端部定位于腔室內(nèi)的至少一個(gè)翼面表面，以及定位于腔室內(nèi)的裝置，該裝置用于將腔室內(nèi)的至少一片翼面表面的端部機(jī)械固持于該腔室內(nèi)。
機(jī)械固持葉片的楔形修復(fù)的其它零部件以及其它伴隨的目標(biāo)和優(yōu)點(diǎn)，將在下文中結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)地描述，并且，同樣的附圖標(biāo)記指示同樣的部件。


圖1是用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的出口導(dǎo)向葉片總成的透視圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械固持系統(tǒng)的剖視圖，用于對(duì)圖1中的出口導(dǎo)向葉片的葉片翼面表面進(jìn)行定位；以及圖3是根據(jù)本發(fā)明的機(jī)械固持系統(tǒng)的剖視圖，用于對(duì)圖1中的出口導(dǎo)向葉片的葉片翼面表面進(jìn)行定位。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照?qǐng)D3，其中顯示了機(jī)械固持系統(tǒng)，用于對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件(例如出口導(dǎo)向葉片總成)內(nèi)的葉片的翼面表面進(jìn)行定位。
機(jī)械固持系統(tǒng)包括加大尺寸的收縮形狀的腔室50，該腔室50通過機(jī)加工或模制的工藝設(shè)置于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件10的彎曲支承結(jié)構(gòu)52內(nèi)，例如出口導(dǎo)向葉片的外基部14。優(yōu)選地，腔室50具有側(cè)壁54、56，從支承結(jié)構(gòu)52的外側(cè)邊緣58會(huì)聚至支承結(jié)構(gòu)52的內(nèi)側(cè)邊緣60。使腔室50的尺寸成為葉片翼面22的擴(kuò)展端18可以通過腔室50的收縮端部進(jìn)行安裝?？梢杂脷んw壁在相反的方向上維持機(jī)械固持(未顯示)。
葉片22的端部18定位于加大腔室50內(nèi)，以便使葉片翼面22的的翼面表面62、64進(jìn)行定位。使葉片端部18擴(kuò)大以具有鄰近外側(cè)邊緣58的第一斷面尺寸d1以及臨近內(nèi)側(cè)邊緣60的第二斷面尺寸d2。第二斷面尺寸d2小于第一斷面尺寸d1，因此，在外側(cè)邊緣與內(nèi)側(cè)邊緣之間存在過渡的厚度。加大腔室50提供鄰近外側(cè)邊緣58的尺寸D1，以及臨近內(nèi)側(cè)邊緣60的尺寸D2。D1的尺寸大于D2和d1，并且D2的尺寸大于d2。因此，在腔室50的側(cè)壁54或56與擴(kuò)展端部18的側(cè)壁68之間存在著空間66。
葉片端部18通過腔室的內(nèi)側(cè)開孔(尺寸D2)插入。為了端部18在該位置上的固定，將楔塊零件70插入至空間66內(nèi)。楔塊零件70從腔室50的較大的端部進(jìn)行安裝。楔決零件70的輪廓便于占據(jù)空間66，該空間66在加大腔室50與擴(kuò)大的葉片端部18之間不同。楔塊零件70優(yōu)選具有兩個(gè)側(cè)壁72、74，從外側(cè)端部76會(huì)聚至內(nèi)側(cè)端部78。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，側(cè)壁72、74形成一個(gè)在3.0度至7.0度的范圍內(nèi)的錐角α，以便適應(yīng)葉片端部或外基部的任何修復(fù)公差。楔塊零件70可以由現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何適當(dāng)?shù)牟牧闲纬?，但是在?yōu)選的實(shí)施例中，其由與外基部同樣的材料制成。例如，楔塊零件70可以由非金屬材料制成，諸如聚氨酯，高性能的玻璃纖維增強(qiáng)工程復(fù)合模制材料(例如以商標(biāo)LYTEX進(jìn)行銷售的材料)，尼龍或聚醚酰亞胺(例如以商標(biāo)ULTEM進(jìn)行銷售的材料)。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例中，支承結(jié)構(gòu)52、楔塊零件70和葉片端部18均由機(jī)械和粘結(jié)方式固定。現(xiàn)有技術(shù)中已知的任何與基部、葉片和楔塊的材料相兼容的粘結(jié)劑均可以使用，以便將這些部件粘結(jié)在一起。
為了修復(fù)或替換渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件內(nèi)的外基部，加大腔室50首先通過機(jī)加工或模制的工藝形成于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件10的支承結(jié)構(gòu)52內(nèi)。然后，葉片22擴(kuò)展端部18定位于加大腔室50內(nèi)。以合適的方式將粘結(jié)材料施加于葉片擴(kuò)展端部18的壁和壁54、56之上。粘結(jié)材料也可以施加于楔塊零件70的壁72、74之上。此后，楔塊零件70從腔室50的較大的端部進(jìn)行安裝。因此，原來渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件10的機(jī)械固持就得到了恢復(fù)。只有在支承結(jié)構(gòu)52、葉片端部18或楔塊零件70斷裂的情況下，葉片端部18才能從基部52中拉出。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以保持機(jī)械固持方式，并且不需要對(duì)葉片和內(nèi)基部進(jìn)行完全的分解。這就允許在不降低技術(shù)上的優(yōu)點(diǎn)的情況下，減少對(duì)于工具和檢查的需要。此外，對(duì)于具有一種以上的葉片翼面的葉片總成而言，通過簡化內(nèi)基部的組裝工藝，可以保持葉片的相對(duì)定位，并且減少了在成品的總成中葉片定位錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)。
盡管對(duì)于本發(fā)明的用于與出口導(dǎo)向葉片內(nèi)的翼面表面定位所相關(guān)的固持系統(tǒng)進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到該固持系統(tǒng)可以用于其它的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件定位于葉片、翼片或其它的徑向部件的表面。
權(quán)利要求
1.一種用于修復(fù)和替換機(jī)械固持葉片的方法，包括以下步驟在支承結(jié)構(gòu)內(nèi)形成收縮形狀的加大腔室，將葉片擴(kuò)展端部插入所述加大腔室，以及從所述的支承結(jié)構(gòu)的相反側(cè)用楔形零件，將用于機(jī)械固持所述的葉片的所述的擴(kuò)展端部的裝置插入所述加大腔室。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述形成步驟包括形成腔室，該腔室在鄰近所述的支承結(jié)構(gòu)的外側(cè)邊緣具有較大尺寸，在鄰近所述的支承結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)邊緣具有較小尺寸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的插入步驟包括在所述的腔室的壁與所述的葉片的所述的擴(kuò)展端部的壁之間安裝楔形零件。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于所述的安裝步驟包括將所述的楔形零件裝入所述的腔室具有較大尺寸的一端。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括在所述的腔室的壁、所述的擴(kuò)展端部的壁和所述的機(jī)械固持裝置的壁上涂覆粘合劑，以便將所述葉片的所述擴(kuò)展端部和所述的機(jī)械固持裝置固定于所述的腔室的側(cè)壁和所述的支承結(jié)構(gòu)上。
6.一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，包括支承結(jié)構(gòu)；所述的支承結(jié)構(gòu)內(nèi)的腔室；翼面表面，具有定位于所述的腔室內(nèi)的擴(kuò)展端部，以及定位于所述的腔室內(nèi)的裝置，用于將所述的至少一個(gè)翼面表面的所述的端部機(jī)械固持位于所述的腔室內(nèi)。
7.如權(quán)利要求6所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述的支承結(jié)構(gòu)具有外側(cè)邊緣和內(nèi)側(cè)邊緣，所述的腔室在鄰近所述的外側(cè)邊緣具有較大的尺寸，所述的腔室在鄰近所述的內(nèi)側(cè)邊緣具有較小的尺寸，以及所述的腔室大于所述的擴(kuò)展端部。
8.如權(quán)利要求6所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述機(jī)械固持裝置包括定位于所述的腔室的側(cè)壁與所述的擴(kuò)展端部的壁之間的楔形零件。
9.如權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述的葉片、楔形零件和外基部均由非金屬材料制成。
10.如權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述的楔形零件由非金屬材料制成，所述的非金屬材料選自于以下一組材料之中聚氨酯，高性能的玻璃纖維增強(qiáng)工程復(fù)合模制材料，尼龍，以及聚醚酰亞胺材料。
11.如權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述的楔形零件具有外側(cè)邊緣、內(nèi)側(cè)邊緣，與所述的外側(cè)邊緣和所述的內(nèi)側(cè)邊緣相連接的第一側(cè)壁，與所述的外側(cè)邊緣和所述的內(nèi)側(cè)邊緣相連接的第二側(cè)壁，以及所述的第一側(cè)壁和所述的第二側(cè)壁形成3.0度至7.0度范圍內(nèi)的錐角。
12.如權(quán)利要求8所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，進(jìn)一步包括粘結(jié)材料，用于粘結(jié)所述的楔形零件與所述的擴(kuò)展端部，用于把所述的擴(kuò)展端部與所述的支承結(jié)構(gòu)連結(jié)，用于把所述的楔形零件與與所述的支承結(jié)構(gòu)連結(jié)。
13.如權(quán)利要求6所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述的部件包括出口導(dǎo)向葉片。
14.如權(quán)利要求6所述的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件，其特征在于所述的支承結(jié)構(gòu)包括出口導(dǎo)向葉片的外基部，所述的出口導(dǎo)向葉片具有內(nèi)基部，以及所述的葉片在所述的內(nèi)基部與所述的外基部之間延伸。
15.一種用于修復(fù)和替換渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)部件的楔形零件，所述的楔形零件由非金屬材料制成，并且具有第一側(cè)壁和第二側(cè)壁，所述的第二側(cè)壁相對(duì)于所述的第一側(cè)壁形成3.0度至7.0度范圍內(nèi)的錐角。
全文摘要
提供一種用于修復(fù)和替換機(jī)械固持葉片的方法。該方法包括在支承結(jié)構(gòu)內(nèi)形成加大腔室，將葉片擴(kuò)展端部插入所述的加大腔室，以及插入楔形件，以機(jī)械固持所述的葉片的所述的擴(kuò)展端部于所述加大腔室。
文檔編號(hào)F01D9/02GK101059082SQ20071009663
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月19日
發(fā)明者W·博格, R·B·林格勒 申請(qǐng)人:聯(lián)合工藝公司