中空葉片以及相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的主題涉及一種中空葉片，以及與其相關(guān)聯(lián)的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]所討論的葉片可以是出口導(dǎo)流葉片(OGV，Outlet Guide Vane)，即氣流整流器的固定葉片，位于屬于渦輪機轉(zhuǎn)子的移動葉片級的下游，不排除其它類型的葉片。
[0003]葉片可以是實心的，或者當需要減少其重量時可以相反為中空的。然后，它們包括內(nèi)部腔體并且通常由兩部分構(gòu)成:包圍腔體的主體部分以及可組裝至主體部分的蓋，主體部分包括開口面以使其能夠通向腔體并且可通過機械加工以生產(chǎn)，使得封閉開口并形成平滑且連續(xù)的外表面，這需要葉片的空氣動力的正確操作?？梢蕴峒暗氖?，文獻FR 2956875A以及FR 2978196A示出了空心葉片的某些已知的設(shè)計。
[0004]所述蓋和所述主體部分的組裝的傳統(tǒng)方式是焊接和膠合。然而這兩種組裝方式都具有一定的缺點:焊接伴隨有焊接節(jié)點的機械性減弱(相對于所述葉片的基礎(chǔ)材質(zhì)的性能)、葉片中的殘余應(yīng)力以及變形、需要承擔昂貴的加工操作以調(diào)整所述外表面的形狀；并且膠合在經(jīng)過較長的時間后可具有不確定耐受性，而會受到裂紋擴展的影響，只要裂紋出現(xiàn)，隨著受到化學(xué)物質(zhì)的侵襲，而且經(jīng)常強加額外的材料以保證零件在整個邊緣的接合，這超出了節(jié)點并且必須在硬化之前移除以為了恢復(fù)平滑的外表面，這對葉片是必不可少的。關(guān)于組裝質(zhì)量的檢查是必需的，并且在維修期間中更換蓋是比較困難的或者是不可能的。這就是尋求組裝改善的原因。它構(gòu)成了本發(fā)明的主題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]根據(jù)整體方案，本發(fā)明涉及一種中空葉片，包括主體部分以及至少一個蓋，所述蓋安裝在主體部分的開口中，以便封閉所述開口并且與所述主體部分形成葉片的大體連續(xù)的外表面，所述主體部分進一步包括通過所述開口與所述外表面連通的腔體，其特征在于，所述蓋包括至少一個突起，所述突起在所述蓋的距外表面有一定距離的一部分厚度上延伸并且在所述蓋的邊緣的相對部分上延伸，并且所述主體部分包括開口的至少一個增寬部，所述增寬部位于距所述外表面有一定距離處，并且所述蓋的突起伸入到所述開口中。
[0006]這種調(diào)整是經(jīng)由形狀的簡單嵌套完成的，而不需要任何焊接或膠合物。然而為了在必要時更完美的連接，膠合物可以在無任何不便時進行連接。所述蓋的突起保持在開口的增寬部中，以防止所述蓋在隨后的部件運行期間脫離或掉落。該調(diào)整可以很精確。如將進一步處理，還必須強調(diào)的是，這種葉片的制造方法或裝配方法是很簡單的，并且不需要對所述蓋或?qū)λ鲋黧w部件有任何損壞，并且尤其沒有發(fā)生塑性變形。
[0007]現(xiàn)在將根據(jù)多方面的改進進行列舉，所述蓋可以在所述突起和所述外表面之間沒有間隙地安裝在所述主體部分的開口中，并且所述突起有間隙地容納在增寬部中。于是所述葉片的外表面是光滑且連續(xù)的。于是所述蓋的結(jié)合處施加的夾緊限制是有利地且完全彈性的。
[0008]所述蓋可以在沒有任何中間連接材料的情況下附接至所述主體部分，從而簡化了葉片的結(jié)構(gòu)以及葉片的生產(chǎn)，同時還使得能夠防止這些材料中的一些固有的老化風險。
[0009]所述突起以及增寬部可以在所述開口的整個邊緣上以及所述蓋的整個邊緣上延伸，或者僅在這些邊緣的能重疊的部分上延伸；這本身與本發(fā)明的合理運行是不相關(guān)的，條件是將所述蓋的突起嵌套在所述開口的增寬部是足以防止脫離的。
[0010]可形成槽口的開口包括底面上的支承表面，與所述蓋的外表面相對:所述蓋的支承使得可將它置換為所述開口中的已定穿透，它的外表面剛好與主體部分的外表面平齊。
[0011]所述中空葉片通常設(shè)置有劃分內(nèi)部腔體的肋。通過本發(fā)明，有可能將肋延伸至所述主體部分的外表面，通過使它們劃分所述開口，并且上文中所定義的這種蓋然后安裝在所述開口的每一個部分上。例如對于振動，剛性更好的葉片然后希望能夠得益于所述蓋的表面區(qū)域的縮小。由于所述主體部分上的蓋的裝配可以很容易地完成，因此存在多個蓋是沒有問題的。
[0012]當所述蓋安裝后，所述主體部分和所述蓋之間的連接表面可以是平滑的，但這并不總是需要的，并且在同樣有效的設(shè)計中，所述突起和所述增寬部在所述葉片的前緣和后緣附近延伸，通過使所述蓋從所述前緣至所述后緣減小厚度或者通過使所述增寬部從所述前緣至所述后緣減小深度，所述蓋可在所述前緣的附近突出到所述主體部分以外并且在所述前緣附近縮回至所述主體部分中。
[0013]所述突起和所述增寬部可以由截面的變化度構(gòu)成，或者由傾斜邊緣構(gòu)成，所述傾斜邊緣從所述葉片的外表面開始為所述突起和所述增寬部提供了連續(xù)擴大的部分。
[0014]這種傾斜邊緣的斜率優(yōu)選為比較低，具有垂直于所述葉片的外表面的方向的例如最多為5°的角度。當安裝所述蓋時，為了促進所述蓋的卡夾，該角度對于所述主體部件以及所述蓋可以是不同的。
[0015]這種葉片的制造方法可以通過相對于所述蓋產(chǎn)生所述主體部分的膨脹進行。使這種膨脹足以允許所述突起以具有間隙的方式穿過所述開口，然后將所述突起相對于所述增寬部放置。然后允許膨脹被中斷，使得所述主體部分在所述蓋上收縮，并且允許圍繞所述突起調(diào)整所述增寬部。于是組裝結(jié)束。
[0016]膨脹可以通過機械裝置來實現(xiàn)，或者優(yōu)選地通過冷卻所述蓋和/或加熱所述蓋從而由所述主體部分和所述蓋之間設(shè)定的溫度差來實現(xiàn)。更確切的，只要所述葉片是由具有高膨脹系數(shù)的合金(例如鋁合金或者鈦合金)構(gòu)成，適中的溫度差(幾百度)是足夠的。
[0017]在所述主體部分的中空部中的所述蓋的彈性折彎或者模制也可以實現(xiàn)這一效果。
【附圖說明】
[0018]本發(fā)明現(xiàn)將通過以下附圖進行詳細的描述，其中。示出了本發(fā)明的實施例并且不排除其他實施例:
[0019]圖1示出了一種中空葉片；
[0020]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的中空葉片在組裝之前的截面圖；
[0021]圖3示出了所述葉片的主體部分的主視圖；
[0022]圖4，5和6示出了組裝的主要步驟；
[0023]圖7示出了可替代地實施例；
[0024]圖8示出了可替代地實施例，以及組裝葉片的另一種方法；
[0025]圖9示出了另一可替代地實施例；
[0026]圖10示出了另一可替代地細節(jié)；
[0027]圖11，12和13示出了另外三個可替代地實施例；
[0028]圖14和15示出了另一可替代地實施例；以及
[0029]圖16和17示出了另外兩個可替代地實施例。
【具體實施方式】
[0030]圖1中示出了中空葉片的示意性實現(xiàn)方案。圖1示出了主體部分1，所述主體部分設(shè)置有:附接凸部2，附接凸部2通過頭部附接至旋轉(zhuǎn)機械的未示出的定子；另一附接凸部3 ;所述另一附接凸部3通過腳部附接至這種葉片的圓形段的同樣未示出的連接環(huán)。所述主體部分1包括向主要的內(nèi)弧面或外弧面開口的內(nèi)部腔體4。所述葉片進一步包括蓋5，可對蓋進行調(diào)整以封閉所述腔體4。
[0031]接下來針對圖2進行闡述。所述蓋5在這里是具有恒定厚度的平坦的或大體平坦的板(也可考慮非平坦的蓋，并不超出本發(fā)明的范圍)，所述蓋的邊緣在距所述蓋5的外表面7有一定距離的位置處承載有突起6。但所述突起6延伸至與所述蓋5的外表面7相對的底面。所述主體部分1的開口 8從主體部分的外表面9通向腔體4，所述開口包括距外表面9有一定距離的增寬部10，并且增寬部10在空腔4的方向上由指向主體部分外部的支承表面11限定，使得開口 8呈槽口的形式。
[0032]圖3示出了在所述開口 8的整體邊緣上延伸的增寬部10，并且所述突起6同樣延伸在所述蓋5的整個邊緣上。然而突起和增寬部在所述邊緣的一些部分上延伸是足夠的。所述突起和所述增寬部的數(shù)量，它們在邊緣上的位置以及它們的范圍并不是關(guān)鍵的，很少并且很窄的突起也是足夠的。應(yīng)當簡單地是，如果所述突起6在所述蓋的邊緣上是不連續(xù)的，那么所述突起可在邊緣的相對部分上延伸以防止所述蓋通過旋轉(zhuǎn)而脫離所述主體部分。
[0033]為了示出組裝所述葉片的方法，現(xiàn)在對圖4進行解釋。所述開口 8相對于所述蓋5產(chǎn)生膨脹。有可能通過加熱主體部分4，或者相反的對所述蓋5進行冷卻，或者兩者同時進行。可在烤爐中進行加熱，并且通過浸入例如低溫液氮浴中進行熱收縮。所述主體部分4的機械拉伸也可以通過對其四個邊進行牽拉(在將四個邊用夾具夾持在機器中之后)來執(zhí)行。在達到狀態(tài)下，所述蓋5的與突起6對應(yīng)的最寬部分窄于所述開口 8的所有部分，使得足以將所述蓋5降入到所述開口 8中并且足以將其放置在支承表面11上，以便進行裝配。圖5中示出了這種狀態(tài)。由于所述外表面9和所述主體部分4的下表面11之間的距離等于所述蓋5的厚度，因此所述外表面7和9是對齊的，并且位于所述蓋5的底部的所述突起6與所述開口的底部的所述增寬部10處于相同水平，并被所述增寬部所包圍。所述開口 8的膨脹被釋放，并且逐漸地減小，使得增寬部10在所述突起6周圍收縮。圖6示出了最終的狀態(tài)，其中，所述突起6進入凹部10，在外表面9的方向上通過所述開口 8的邊緣的伸出部分12所維持。在所述蓋5的外部部分與所述伸出部分12的內(nèi)部徑向邊緣之間產(chǎn)生輕微的夾緊調(diào)整，使得外表面7和9作為延續(xù)部分并且形成單獨且連續(xù)的外表面。相反的，所述增寬部10的底部以及所述突起6的周圍存在間隙13，以便避免不必要的應(yīng)力集中。盡管缺乏組裝裝置，所述葉片還是形成組裝單元。所述突起6的厚度與所述增寬部10的厚度是相同的，所述蓋5在所述開口 8中的如穿透或脫離的移動也會停止，并且所述外表面7和9靜置為延續(xù)部分。不需要額外的處理或者任何檢查。
[0034]如果所述蓋5在運行中經(jīng)受劣化(沖擊，裂紋，劃痕等)，這使得所述葉片在使用中異常并且需要維修或更換，本發(fā)明的特征中組裝的方式有可能僅通過機械移除更換所述蓋5，并且保持所述葉片的主體部分1而不使其性能降低。