[发明专利]用于旋转叶片级的锁定装置布置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于旋转叶片级的锁定装置布置。

背景技术

燃气涡轮发动机中具有周向鸠尾附接件的旋转叶片级(即，叶轮)需要用于叶片安装的径向装载槽，而且通常需要用于叶片锁的两个相邻的径向锁槽，一个锁槽位于所述装载槽的一侧。所述叶片锁防止叶片在工作时从所述径向装载槽中退出。

然而，所述径向装载槽和所述相邻的径向锁槽形成一组三个槽，从而倾向于使叶轮中的旋转质量相对于旋转轴发生内在失衡，而且可能会使流路间隙累积较高。实际上，为形成三个槽而去除材料表示叶轮的一侧上出现材料损失。由于通常使用所安装的锁定装置来完成对叶轮的平衡校正操作，因此相邻锁定装置的重量足以抵消锁槽所损失的材料。通过所安装的叶片锁而设置的槽的剩余失衡仍相当显著，从而需要添加多个平衡重量以用于进行校正。

此外，叶片平台之间会形成较大间隙，从而造成流路中出现漏气(因而降低发动机性能和效率)和气动干扰。叶片平台之间累积出最大周向间隙的原因是，平台宽度固有的制造公差、叶轮和叶片的热径向增长和机械径向增长，以及有锁装置之间的叶片数目。

发明内容

根据本发明的一方面，提供一种用于旋转叶片级的锁定装置布置，而且所述布置包括叶轮，所述叶轮在构造上界定一个大体上周向的槽和三个槽部分，所述槽部分中的一个槽部分包括一个径向槽和两个锁槽，以供沿着所述周向槽分别安装叶片和叶片锁，其他槽部分包括锁槽，以供沿着所述周向槽安装叶片锁，而且所述三个槽部分以一定的角度偏差(angular offset)彼此隔开，这样便可通过所安装的叶片锁、在所需的旋转中心周围大体上均匀地对叶轮进行质量平衡，从而减少流路间隙的累积。

所述其他槽部分进一步包括与所述锁槽相邻的防护槽，用于进行额外的质量平衡、并减少槽的整体应力集中。

根据本发明的另一方面，提供一种用于旋转叶片级的锁定装置布置，而且所述布置包括：第一旋转主体，其构造成界定第一槽和三个槽部分，所述槽部分中的一个槽部分包括第二槽和与所述第一槽连通的两个第三槽，而且其他槽部分包括与所述第一槽连通的第三槽；多个第二主体，其经由所述第二槽通过安装而排列在所述第一主体中；以及多个第三主体，其分别设置于所述第三槽内，所述三个槽部分以一定的角度偏差彼此隔开，这样便可通过设置于所述第三槽内的多个第三主体、在所需的旋转中心周围大体上均匀地对所述第一主体进行质量平衡，从而减少流路间隙的累积。

所述第一主体包括叶轮。所述第一槽围绕所述第一主体周向延伸，具有鸠尾形截面。所述第二和第三槽中的至少一部分相对于所述第一槽横向定位。所述三个槽部分以一定的角度偏差彼此隔开，这样便可通过设置于所述第三槽中的所述多个第三主体、在所需的旋转中心周围大体上在周向上均匀地对所述第一主体进行质量平衡。

所述多个第二主体中的至少一部分中的每个主体包括：叶根，叶片，和平台，以供所述叶片部分耦接到所述叶根。所述叶根具有鸠尾形状，且以可滑动方式设置在所述第一槽中。所述多个第二主体的大小经过设置，以使所述第一槽中的相邻平台间形成间隙，其中所述第一槽被完全填充。所述多个第三主体对所述多个第二主体中的至少一部分主体的移位进行限制。

所述多个第三主体中的至少一部分中的每个主体包括：叶根；以及插在所述叶根中的定位螺钉；所述叶根具有鸠尾形状。所述其他槽部分进一步包括与所述第三槽相邻的第四槽，用于进行额外的质量平衡、并减少槽的整体应力集中。

根据本发明的又一方面，提供一种装配用于旋转叶片级的锁定装置布置的方法，而且所述方法包括：形成第一旋转主体，以界定第一槽和三个槽部分，所述槽部分中的一个槽部分包括第二槽和与所述第一槽连通的两个第三槽，而且其他槽部分包括与所述第一槽连通的第三槽；经由所述第二槽在所述第一槽中安装多个第二主体；以及在各第三槽内安装多个第三主体，所述形成步骤包括将所述三个槽部分以一定的角度偏差彼此隔开，这样便可通过安装于各第三槽内的多个第三主体、在所需的旋转中心周围大体上均匀地对所述第一主体的旋转进行质量平衡，从而减少流路间隙的累积。

所述形成步骤包括形成所述第一主体，以至少根据所述多个第二主体的数目来界定若干个槽部分。所述方法进一步包括用所述多个第二主体完全填充所述第一槽；所述完全填充步骤包括分别重复安装所述多个第二和第三主体。

通过以下说明并结合附图可以更加清楚地了解到这些以及其他优点和特征。

附图说明