專利名稱：用于安裝在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤上葉片的軸向保持裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于安裝在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤上葉片例如低壓渦輪末級 轉(zhuǎn)子的軸向保持裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，渦輪機(jī)的低壓渦輪包括與定子葉片交替的多級轉(zhuǎn)子葉片。 對于渦輪的每一級，定子葉片被緊固到兩個同心護(hù)罩上而轉(zhuǎn)子葉片通過其 根部緊固到轉(zhuǎn)子盤上。通過螺栓連接件將渦輪的所有轉(zhuǎn)子盤彼此緊固在一 起，并通過耳軸將其固定在渦輪機(jī)的低壓軸上。已知這種低壓渦輪末級盤的周邊上具有多個軸向槽，每個槽中安裝有 一個渦輪轉(zhuǎn)子葉片的根部。穿過渦輪的氣流對轉(zhuǎn)子葉片施加一個軸向力， 所以有必要利用保持裝置來防止葉片的任何軸向位移。 一種此類裝置在于 防止葉片根部借助于壓在盤和葉片根部徑向支承面上的環(huán)形端板發(fā)生移動，端板由環(huán)形支持環(huán)被保持在其恰當(dāng)位置上。例如，可以參考EP1 180 580 和EP 1 498 579的公開文本。盡管這種裝置有效，但是由于其使用幾個部 件(特別是端板和端板保持環(huán))，因此通常其制造和安裝都比較復(fù)雜。大家還知道，渦輪機(jī)低壓渦輪的轉(zhuǎn)子盤因?yàn)槠渲匦牟晃挥谵D(zhuǎn)軸上，所 以容易具有很差的重量分布。為了糾正這種不平衡現(xiàn)象，需要在盤上某些 位置上，特別是在渦輪各個盤的螺栓連接件之間和為此目的特別增加的凸 緣上設(shè)置平衡重。很遺憾，某些低壓渦輪結(jié)構(gòu)在沒有預(yù)先拆除渦輪某些級的情況下不能接近螺栓件。而且，為緊固平衡重而增加的特定凸緣會增大渦輪的總重。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明通過提出一種葉片的軸向保持裝置來改善上述缺陷，該裝置制 造安裝簡單，并有助于平衡轉(zhuǎn)子盤。通過一種用于安裝在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤上葉片的軸向保持裝置來獲得本發(fā) 明的目的，所述裝置的特征在于其包括轉(zhuǎn)子盤，包括位于其周邊上的 多個向外開口的大致軸向槽；和在徑向支承面上的凸緣，其向外徑向延伸以便與所述支承面共同限定向外徑向開口的環(huán)形槽；多個葉片，每個葉片包括安裝在轉(zhuǎn)子盤相應(yīng)槽中的根部，每個葉片根部被設(shè)置在與轉(zhuǎn)子盤支承面相對應(yīng)的徑向支承面上，具有至少一根肋(nib )，其向內(nèi)徑向延伸以便 與葉片根部的所述支承面共同限定向內(nèi)徑向開口的環(huán)形凹口；和靠著轉(zhuǎn)子 盤和葉片根部的支承面安裝的保持環(huán)，所述保持環(huán)被容納在盤的槽中，并 向外保持在葉片根部的凹口中，由多個首尾相連布置的環(huán)形段(angular segments )構(gòu)成o由于本發(fā)明裝置包括單個部件(即保持環(huán)，其本身是分段的)，因此易 于制造并易于安裝到轉(zhuǎn)子盤上。而且，由于保持環(huán)由多個首尾相連布置的 弧形段(angular segments )構(gòu)成，所以可以單獨(dú)變化某一段的重量以糾正轉(zhuǎn) 子盤遭遇的不平衡現(xiàn)象。因此，沒必要首先拆卸結(jié)構(gòu)連接件就可以對不平 衡進(jìn)行糾正。而且，不需要增加專門用于緊固平衡重并會構(gòu)成附加總重的 凸緣。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選特征，保持環(huán)中至少一段具有大于其它段的重量。 根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選特征，保持環(huán)的每一段包括向外開口的切口以 使葉片根部的肋在保持環(huán)被安裝在轉(zhuǎn)子盤的槽中時(shí)可以從其中穿過。根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選特征，保持環(huán)包括用于防止環(huán)在轉(zhuǎn)子盤的槽中 轉(zhuǎn)動的裝置。因而，保持環(huán)的至少一段可以包括可折疊舌鍵，其適于被折 疊在葉片根部兩個相鄰肋之間以防止保持環(huán)在轉(zhuǎn)子盤槽中發(fā)生轉(zhuǎn)動。本發(fā)明還提供一種渦輪機(jī)，其包括至少一種如上所述的用于安裝在轉(zhuǎn) 子盤上葉片的軸向保持裝置。


通過以下對具有非限定特征實(shí)施方式的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖，本發(fā)明 的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將會顯而易見，其中圖1是裝配有構(gòu)成本發(fā)明一個實(shí)施方式所述裝置的渦輪機(jī)的低壓渦輪 的局部縱向截面圖；圖1A是圖1的放大視圖；圖2A和2B是圖1的局部主視圖，示出如何安裝保持環(huán)； 圖3A-3C是構(gòu)成本發(fā)明另一實(shí)施方式的裝置的縱向截面圖。
具體實(shí)施方式
圖1和圖1A是裝配有構(gòu)成本發(fā)明一個實(shí)施方式所述裝置的航空渦輪 機(jī)的低壓渦輪的局部縱向截面圖。自然地，本發(fā)明適用于任何帶有通過軸向移動安裝其上葉片的轉(zhuǎn)子盤 的渦輪機(jī)裝置(航空或陸地)。低壓渦輪以渦輪機(jī)的縱軸X-X為中心。渦輪的末級包括噴嘴，其由多 個定子葉片2和置于噴嘴后面并由多個軸向安裝在轉(zhuǎn)子盤6上的轉(zhuǎn)子葉片 4構(gòu)成的轉(zhuǎn)子輪構(gòu)成。渦輪的次末極也具有噴嘴(未示出)和由多個安裝 在轉(zhuǎn)子盤6'上的轉(zhuǎn)子葉片4'形成的轉(zhuǎn)子輪。通過螺栓連接件8將渦輪的次極和次末級的盤6和6'彼此緊固，并通 過環(huán)形耳軸IO將它們固定在渦輪機(jī)的低壓軸上(未示出)。同時(shí)利用相同 的螺栓連接件8將耳軸緊固到盤6和6，上。如圖1A所示，渦輪末級的盤6的周邊上具有多個大致軸向延伸的槽 12，這些槽向盤的外側(cè)開口 (即遠(yuǎn)離縱軸X-X)，每個槽被設(shè)計(jì)成軸向容 納(例如嚙合其中)渦輪的轉(zhuǎn)子葉片4的根部4a (例如冷杉形)。盤6的下游徑向表面14 (下文中稱為支承面)上還具有凸緣16，凸緣 16朝向盤的外側(cè)徑向延伸以便與支承面共同限定向外開口的環(huán)形槽18。在與轉(zhuǎn)子盤6的下游徑向表面相對應(yīng)的每個葉片根部4a的下游徑向表 面上，還設(shè)有至少一根向盤內(nèi)側(cè)(即朝向縱軸X-X)徑向延伸的肋20，以 便與所述下游表面共同限定內(nèi)向開口的環(huán)形凹口 22。本發(fā)明的裝置包括保持環(huán)24，其靠著轉(zhuǎn)子盤6的支承面14和葉片根 部4a安裝。保持環(huán)24被容納在盤槽18中并被保持在葉片根部4a的凹口 22中。此外，保持環(huán)24由首尾相連布置的多個角度段(angular segments ) (或部分)24a構(gòu)成，每個環(huán)形段24a可以沿周向延伸相同角距離。例如，對于末級具有九十八個轉(zhuǎn)子葉片的渦輪機(jī)低壓渦輪，可以設(shè)置 十四個環(huán)形段24a以使每一段延伸25°。為使其安裝在盤6的槽18中，每個環(huán)形段24a包括向外開口的切口 26。如圖2A所示，這些切口的尺寸允許在保持環(huán)安裝在盤槽中時(shí)葉片根 部4a的尖端20可以穿過。在此位置上，環(huán)形段因而不會被向外保持在葉 片根部的凹口 22中。仍然舉例來說，當(dāng)轉(zhuǎn)子盤6具有九十八個轉(zhuǎn)子葉片4并且保持環(huán)由十 四個段14a構(gòu)成時(shí)，每一段切口 26的數(shù)量可以為七。一旦安裝在盤的槽18中，則環(huán)段24a以葉片根部的肋20不再與切口 26對準(zhǔn)的方式關(guān)于渦輪機(jī)的縱軸X-X轉(zhuǎn)動。在此位置上，環(huán)段然后被向 外保持在葉片根部的凹口中。仍然舉例來說，當(dāng)轉(zhuǎn)子盤6具有九十八個轉(zhuǎn)子葉片4而保持環(huán)24由十 四個段24a構(gòu)成時(shí)，每一段具有七個切口 26，(沿任一方向)轉(zhuǎn)動保持環(huán) 1.8。用于從圖2A所示的位置轉(zhuǎn)到圖2B所示的位置。自然地，以相同方式通過將保持環(huán)移動足夠使葉片根部的肋回到與環(huán) 段的切口對準(zhǔn)的角度將保持環(huán)拆下。在本發(fā)明優(yōu)勢配置中，至少一個環(huán)段24a包括可折疊舌鍵28，其適于 被折疊在葉片根部4a的兩個相鄰肋20之間以便防止保持環(huán)在已經(jīng)恰當(dāng)定 位之后轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)子盤6的槽18中(圖2B)。因而，在圖2A和2B的實(shí)施方式中，舌鍵28與環(huán)段24a的切口 26平 齊布置并適于被折疊以占據(jù)兩個端部位置在一個位置上，舌鍵28延伸到 相對于環(huán)段的徑向平面傾斜的平面以使所述段轉(zhuǎn)動(圖2A)，在另一個位 置上，舌鍵28置于與葉片根部的肋20位于相同徑向表面并沿周向延伸在 兩個相鄰肋20之間以防止所述段發(fā)生轉(zhuǎn)動，因而防止整個保持環(huán)發(fā)生轉(zhuǎn)動 (圖2B)。應(yīng)該觀察到不需要為所有環(huán)段裝配這種舌鍵，為所有環(huán)段安裝一個舌 鍵就足夠可以防止所述環(huán)發(fā)生轉(zhuǎn)動。在本發(fā)明另一個優(yōu)選配置中，至少一個環(huán)段24a具有比其它段更大的 重量。這種配置使其易于糾正在低壓渦輪中觀察到的不平衡現(xiàn)象。由于保持 環(huán)24被分成段，所以可以使某些環(huán)段具有與其它段不同的特殊重量以確保 轉(zhuǎn)子盤的重心確實(shí)位于渦輪機(jī)的縱軸X-X上。應(yīng)該觀察到環(huán)段的數(shù)量越多，則重量在整個盤上的平衡越精確。如圖1所示，這種配置在渦輪末級盤6的內(nèi)端與耳軸IO之間的環(huán)形空 間防止螺栓連接件8直接進(jìn)入時(shí)更加具有優(yōu)勢，因此可以使其不必先將渦 輪末級拆下就可以將平衡重緊固到這些螺栓連接件上。在實(shí)踐中，在安裝完渦輪之后檢驗(yàn)轉(zhuǎn)子盤的平衡，然后進(jìn)行必要的不 平衡糾正。在糾正不平衡的過程中，使用具有與所需糾正相適應(yīng)改良重量 的段替換一個或多個環(huán)段。改良重量的段是重量比其它段重量大的環(huán)段。圖3A至3C是縱向截面圖，示出根據(jù)本發(fā)明的變形實(shí)施方式，示出改 變環(huán)段24a重量的各種方法。因而，在圖3B的實(shí)施方式中，與圖3A所示的段相比，環(huán)段24a具有 附加厚度30。除了此附加厚度30之后，圖3C中的環(huán)段24a具有圖3A和 圖3B環(huán)段上都沒有的突起32。附加厚度30和該突起32可以沿周向延伸 在所有環(huán)段上，或者僅僅延伸在一部分上。它們與增加厚度相對應(yīng)。也可以通過其它方法來改變環(huán)段的重量。因而，切口26的深度，以及 切口之間區(qū)域的高度和/或厚度可以變化，以增大或減小環(huán)段的重量。應(yīng)該觀察到可以事先加工環(huán)段以符合重量等級(例如逐克地)，以便提 供適于執(zhí)行必要的不平衡糾正的較寬選擇的段?？蛇x地，可以根據(jù)需要來 加工環(huán)段。本發(fā)明用于軸向保持葉片的裝置具有許多優(yōu)點(diǎn)。特別是它由單個主要 部件(即保持環(huán))構(gòu)成，因而使其制造成本低廉并易于與盤的支承面進(jìn)行 安裝和/或拆卸。此外，通過使用環(huán)段，可以改變每一段的重量，因而易于 糾正在該類技術(shù)中觀察到的不平衡現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種用于安裝在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤上葉片的軸向保持裝置，所述裝置包括轉(zhuǎn)子盤(6)，包括位于其周邊上的多個向外開口的大致軸向槽(12)；和在徑向支承面(14)上的凸緣(16)，其向外徑向延伸以便與所述支承面共同限定向外徑向開口的環(huán)形槽(18)；多個葉片(4)，每個葉片包括安裝在轉(zhuǎn)子盤相應(yīng)槽中的根部(4a)，每個葉片根部被設(shè)置在與轉(zhuǎn)子盤支承面相對應(yīng)的徑向支承面上，具有至少一根肋(20)，其向內(nèi)徑向延伸以便與葉片根部的所述支承面共同限定向內(nèi)徑向開口的環(huán)形凹口(22)；和其特征在于還包括靠著轉(zhuǎn)子盤和葉片根部的支承面安裝的保持環(huán)(24)，所述保持環(huán)被容納在盤的槽(18)中，并向外保持在葉片根部的凹口(22)中，由多個首尾相連布置的環(huán)形段(24a)構(gòu)成，保持環(huán)的至少一段的重量大于其它段的重量。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其中保持環(huán)的每一段(24a)包括向外開 口的切口 (26)，以使葉片根部(4a)的肋(20)在保持環(huán)(24)被安裝到轉(zhuǎn) 子盤的槽(18)中時(shí)能夠從其中穿過。
3. 如權(quán)利要求2所述的裝置，其中保持環(huán)(24)包括用于防止環(huán)在轉(zhuǎn)子 盤的槽中轉(zhuǎn)動的裝置(28)。
4. 如權(quán)利要求3所述的裝置，其中保持環(huán)的至少一段(24a)包括可折 疊舌鍵(28),適于折疊于葉片根部(4a)兩個相鄰肋(20)之間以防止保持 環(huán)(24)在轉(zhuǎn)子盤槽(18)中轉(zhuǎn)動。
5. —種渦輪機(jī)，其特征在于包括至少一種如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所 述的用于安裝在轉(zhuǎn)子盤上葉片的軸向保持裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于安裝在渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子盤上葉片的軸向保持裝置，該裝置包括轉(zhuǎn)子盤(6)，其具有多個槽和向外徑向延伸以便與盤的支承面共同限定向外徑向開口的槽(18)的凸緣(16)。該裝置還包括多個葉片(4)，每個葉片具有安裝在盤槽中的根部(4a)，每個葉片根部具有與盤支承面相對應(yīng)的徑向支承面，其具有至少一根肋(20)，其向內(nèi)徑向延伸以便限定向內(nèi)徑向開口的凹口(22)；和靠著轉(zhuǎn)子盤和葉片根部的支承面安裝的保持環(huán)(24)，所述保持環(huán)被容納在盤的槽中，并向外保持在葉片根部的凹口中，由多個首尾相連布置的環(huán)形段構(gòu)成。
文檔編號F01D5/30GK101333942SQ20081012753
公開日2008年12月31日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者克勞德·格哈德·瑞恩·德捷恩, 格爾·勞羅, 瓦勒里·安尼·格勞斯, 讓-盧克·索皮祖 申請人:斯奈克瑪