用于渦輪發(fā)動機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的平衡螺釘、裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)的進(jìn)氣整流罩的發(fā)動機(jī)平衡裝置的平衡螺釘，以及一種用于渦輪機(jī)的進(jìn)氣整流罩的發(fā)動機(jī)平衡裝置，以及一種包括這種平衡裝置的渦輪機(jī)。本發(fā)明還涉及一種包括這種平衡裝置的進(jìn)氣整流罩，以及使用這種平衡裝置的平衡方法。
【背景技術(shù)】
[0002]一種飛機(jī)渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)進(jìn)氣整流罩10通常包括兩個彼此附接的部件，如圖1所示:
[0003]一被稱為前錐體11的錐形前部件。前錐體11具有錐形尖形前端13，其中心在進(jìn)氣整流罩10的旋轉(zhuǎn)軸線X上，其也對應(yīng)于整個渦輪機(jī)的縱軸。前錐體11也具有相對于軸線X以環(huán)形形狀徑向延伸的后端14。
[0004]一被稱為后套圈12的后部，其沿渦輪機(jī)的縱軸線X延伸并從前錐體11延伸。后套圈12具有相對于軸線X以環(huán)形形狀徑向延伸的前端15。通常，前錐體11和后套圈12通過螺栓16附接，該螺栓從前到后穿過前錐體11的后端14和后套圈12的前端15。
[0005]需要指出的是，相對于通過渦輪機(jī)的流體流的通常方向考慮術(shù)語“前’和“后’，從前到后由箭頭100示意地表示。
[0006]以已知的方式，渦輪機(jī)包括所謂的主要模塊，它們本身包括所謂的次級模塊。該模塊分布允許每個子元件一個簡單的裝配系統(tǒng)，而且允許通過模塊化平衡的失衡分布。事實上，每個次級旋轉(zhuǎn)模塊被動態(tài)地平衡，以減少其失衡，從而限制對發(fā)動機(jī)一旦被裝配的撞擊。失衡是一種引起旋轉(zhuǎn)部件的失衡的寄生質(zhì)量。
[0007]然后，一旦被裝配，渦輪機(jī)本身被平衡。通常，后套圈12具有分布在其外周上的36個孔17，其中螺母18被壓接。壓接螺母18能夠接收所謂的平衡螺釘，該平衡螺釘能限制渦輪機(jī)的整體失衡。事實上，通過明智地選擇被擰入到螺母18中的平衡螺釘?shù)闹亓?，渦輪機(jī)被平衡。
[0008]然而，在小型發(fā)動機(jī)中，通過插入不同長度和質(zhì)量的平衡螺釘，很難進(jìn)行發(fā)動機(jī)平衡功能。事實上，在小型發(fā)動機(jī)中，前錐體具有小直徑，使得螺釘重心因此被定位為非常接近發(fā)動機(jī)軸線，這降低了它們的總體平衡能力。此外，該直徑和減少的整體空間迫使減少所使用的螺釘數(shù)目，以及采用小直徑螺紋直徑的螺釘，其導(dǎo)致螺釘總質(zhì)量的下降，以及因此總平衡能力的下降。此外，在小型發(fā)動機(jī)中，該平衡螺釘使渦輪機(jī)更重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明旨在通過提供一種平衡裝置的平衡螺釘克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，所述平衡螺釘能使所述平衡裝置在小型發(fā)動機(jī)中使用，所述小型發(fā)動機(jī)相對于現(xiàn)有技術(shù)在質(zhì)量方面被優(yōu)化。
[0010]為此，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于渦輪機(jī)的平衡裝置的平衡螺釘，所述平衡螺釘包括主體和頭部，所述頭部刺穿有凹槽，所述凹槽由驅(qū)動凹槽和附加凹槽形成，所述驅(qū)動凹槽具有底部，所述驅(qū)動凹槽的所述底部刺穿有所述附加的凹槽。
[0011]具有實際上從所述驅(qū)動凹槽延伸的附加凹槽提供了一種較輕的平衡螺釘。事實上，所述螺釘?shù)馁|(zhì)量從而能夠降低，而不修改它們的外部尺寸，這是有利的，因為用于接收螺釘?shù)奶兹Φ乃卸丝诒仨毐匾乇宦葆斪枞词惯@些螺釘?shù)囊恍τ谄胶獠皇怯杏玫?，因為這些端口導(dǎo)致流動。因此，對于不太重的渦輪機(jī)有利的是使螺釘具有很低質(zhì)量。在這種情況下，螺紋頭刺穿有凹槽，所述凹槽由驅(qū)動凹槽以及由從所述驅(qū)動凹槽延伸的附加凹槽形成。所述附加凹槽優(yōu)選地具有圓柱體形狀，以便于其制造。此外，所述附加凹槽優(yōu)選地具有低于所述驅(qū)動凹槽的尺寸，使得插入在所述驅(qū)動凹槽中的成形工具在所述附加凹槽的限制下可緊靠在所述驅(qū)動凹槽的底部。
[0012]本發(fā)明的第二方面涉及一種渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的平衡裝置，其包括一個刺穿有多個端口的套圈，根據(jù)本發(fā)明第一方面的穿過每個端口的平衡螺釘。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的平衡裝置還能夠包括以下單獨地或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合進(jìn)行的一個或多個特征。
[0014]有利地，所述平衡螺釘為至少第一和第二類型的，所述第一類型的螺釘?shù)陌疾劬哂猩疃萷l，所述第二類型的平衡螺釘具有凹槽深度p2，p2嚴(yán)格地低于pl，所述第二類型和所述第一類型的平衡螺釘徑向地分布在所述套圈附近，以平衡所述旋轉(zhuǎn)部件。
[0015]具有平衡裝置，其中所述螺釘頭部的凹槽深度不同以彌補(bǔ)失衡，提供了更多的可能性以平衡所述渦輪機(jī)，包括當(dāng)渦輪機(jī)具有很小尺寸時。事實上，改變所述凹槽的深度允許質(zhì)量以及所述平衡螺釘?shù)闹匦奈恢玫母蟾淖儯涮峁┝烁嗫赡苄砸云胶獍l(fā)動機(jī)，包括當(dāng)該發(fā)動機(jī)具有減少的尺寸時。所述平衡螺釘?shù)馁|(zhì)量因此可被改變，而不改變它們的外部尺寸。
[0016]有利地，所述第一和第二類型的平衡螺釘包括驅(qū)動凹槽，所述驅(qū)動凹槽適用于接收成形工具。
[0017]所述第二類型的平衡螺釘?shù)陌疾蹆?yōu)選地對應(yīng)于所述第二類型的平衡螺釘?shù)尿?qū)動凹槽。因此，所述第二類型的平衡螺釘優(yōu)選地具有最小的凹槽，其使它們具有更高質(zhì)量。在這種情況下，對應(yīng)于所述驅(qū)動凹槽的凹槽優(yōu)選地具有適于旨在插入到所述驅(qū)動凹槽中的所述成形工具的形狀。
[0018]根據(jù)一個實施方式:
[0019]一所述第一類型的平衡螺釘由具有第一密度ml的材料制成，
[0020]一所述第二類型的平衡螺釘由具有第二密度m2的材料制成，m2嚴(yán)格高于ml。
[0021]對于所述平衡螺釘使用不同的材料提供了更多的可能性以平衡所述旋轉(zhuǎn)部件，這在所述套圈具有很小尺寸，以及通過修改所述平衡螺釘?shù)耐獠砍叽缦拗屏怂銎胶饽芰Φ那闆r下是有利的。
[0022]有利地，所述第一類型的平衡螺釘由鈦制成。
[0023]有利地，所述第二類型的平衡螺釘由鋼制成。
[0024]根據(jù)一個實施方式:
[0025]一所述第一類型的螺釘具有長度11 ;
[0026]一所述第二類型的螺釘具有長度12，12>11。
[0027]這使得進(jìn)一步提高了在所述第一類型的螺釘和所述第二類型的螺釘之間的質(zhì)量變化。
[0028]所述平衡螺釘優(yōu)選地具有能促進(jìn)所述平衡螺釘?shù)纳a(chǎn)的圓柱形螺釘頭部。此外，對于所述第二類型的平衡螺釘，這進(jìn)一步提高了它們頭部的質(zhì)量。增加所述第二類型的螺釘頭部的質(zhì)量能使它們的重心朝所述螺釘?shù)念^部移動，從而遠(yuǎn)離發(fā)動機(jī)軸線移動，這能提高所述螺釘?shù)钠胶饽芰Α?br>[0029]根據(jù)不同的實施方式:
[0030]一所述第一類型的每個平衡螺釘?shù)乃鲱^部具有至少等于所述平衡螺釘?shù)目傎|(zhì)量60%的質(zhì)量；和/或
[0031]一所述第二類型的每個平衡螺釘?shù)乃鲱^部具有至少等于所述平衡螺釘?shù)目傎|(zhì)量40%的質(zhì)量。
[0032]相對于所述螺釘?shù)目傊亓烤哂邢鄬χ氐念^部能使所述螺釘?shù)闹匦某鲱^部移動，這提高了所述螺釘?shù)钠胶饽芰Α?br>[0033]更通常地，帶有不同大螺釘頭部的平衡螺釘可用于彌補(bǔ)所述螺釘主體的長度。因此，當(dāng)空間被限制在所述套圈中并且因此，所述螺釘主體的尺寸受限制時，所述螺釘主體的尺寸可通過所述螺釘頭部補(bǔ)償。
[0034]可以考慮的是，所述第一類型的所有平衡螺釘彼此等同，以簡化所述平衡裝置的制造。
[0035]出于同樣的原因，也可以考慮的是，所述第二類型的所有平衡螺釘彼此等同，以簡化所述裝置的制造。
[0036]在這種情況下，當(dāng)在每個所述組內(nèi)側(cè)使用兩組等同的平衡螺釘不足以彌補(bǔ)旋轉(zhuǎn)機(jī)器的失衡時，所述平衡裝置還可包括中間平衡螺釘，每個中間螺釘?shù)馁|(zhì)量在第一類型螺釘?shù)馁|(zhì)量和一個第二類型螺釘?shù)馁|(zhì)量之間。這些中間平衡螺釘能滿足所有的平衡標(biāo)準(zhǔn)以及進(jìn)行平衡的細(xì)微差別。
[0037]所述中間平衡螺釘例如可以是:
[0038]一由相同材料制成以及具有與所述第一類型的平衡螺釘相同的外部尺寸，但不包括超出它們驅(qū)動凹槽的任何附加凹槽的螺釘；
[0039]一具有等于第一類型的螺釘?shù)某叽绲梢环N密度高于所述第一類型的螺釘?shù)牟牧系牟牧现瞥傻穆葆敚?br>[0040]一由與所述第一類型的螺釘相同的材料制成但具有較低尺寸的螺釘…
[0041]所述螺釘頭部的尺寸特別地可改變，以平衡所述旋轉(zhuǎn)部件。
[0042]本發(fā)明的第三方面涉及一種渦輪機(jī)的進(jìn)氣整流罩，其包括根據(jù)本發(fā)明第二方面的平衡裝置。
[0043]本發(fā)明的第四方面涉及一種渦輪機(jī)，其包括根據(jù)本發(fā)明第二方面的平衡裝置。
[0044]本發(fā)明的第五方面涉及一種用于平衡渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)部件的方法，所述渦輪機(jī)設(shè)置有根據(jù)發(fā)明第二方面的平衡裝置，所述方法包括調(diào)節(jié)所述螺釘頭部的凹槽深度以平衡所述旋轉(zhuǎn)部件的步驟。
[0045]有利地，所述平衡方法進(jìn)一步包括調(diào)節(jié)一個或多個以下參數(shù)以平衡所述旋轉(zhuǎn)部件的步驟:
[0046]一每個所述螺釘頭部的外部尺寸；
[0047]一所述螺釘頭部的形狀；
[0048]一所述平衡螺釘?shù)牟牧稀?br>[0049]所述方法還包括以下步驟:
[0050]一在所述套圈的每個端口插入所述第一類型的平衡螺釘?shù)牟襟E；
[0051]一旋轉(zhuǎn)所述旋轉(zhuǎn)部件以檢測失衡存在的步驟；
[0052]一在失衡檢測的情況下，用所述第二類型的平衡螺釘和/或中間平衡螺釘替換一些所述第一類型的平衡螺釘以補(bǔ)償失衡的步驟。
[0053]為此，所述方法可以包括調(diào)節(jié)所述第二類型的螺釘頭部的和/或中間平衡螺釘頭部的質(zhì)量，以彌補(bǔ)所述旋轉(zhuǎn)部件的失衡。
[0054]所述螺釘頭部的質(zhì)量特別地可被調(diào)節(jié):
[0055]一通過在所述頭部中制作不同深度的凹槽；
[0056]一通過增加所述頭部的外部尺寸，特別地它的高度；
[0057]—通過修改所述頭部的形狀。因此，對于等值的整體空間，圓柱形螺釘頭部將具有比六角螺釘頭部更重的質(zhì)量；
[0058]一通過修改所述頭部的材料。
[0059]每個頭部的質(zhì)量變化可用于彌補(bǔ)所述螺釘主體質(zhì)量的變化。事實上，所述螺釘主體的質(zhì)量受所述套圈內(nèi)側(cè)的可用空間所限制。所述螺釘頭部可用于以更多的可能性以平衡旋轉(zhuǎn)機(jī)。
【附圖說明】
[0060]在參考附圖閱讀以下的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點將顯而易見，該附圖描述了:
[0061]一圖1，現(xiàn)有技術(shù)的渦輪機(jī)的進(jìn)氣整流罩的截面視圖；
[0062]一圖2，根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的渦輪機(jī)的進(jìn)氣