涡轮机油箱的制作方法

本发明涉及一种涡轮机箱的制造。更准确地说，本发明涉及用于涡轮喷气发动机油的金属箱的制造。本发明还涉及一种轴向涡轮机，特别是飞机涡轮喷气发动机或飞机涡轮螺旋桨发动机。本发明还提出了一种制造箱的方法。

背景技术：

涡轮喷气发动机的润滑依赖于油的连续循环。该油遵循连接到特定于涡轮喷气发动机的油箱的专门的网络。该油箱形成网络的起点和终点。此外，它提供了缓冲量，其补偿某些区域中的油的积累，这同样也是油耗。当然，油箱必须保持固定在涡轮喷气发动机上，而不管其填充和振动的水平如何。

值得一提的是，须记住涡轮喷气发动机的油在某些情况下达到180℃甚至230℃。为了解决这些限制，油箱和同样的回路必须设计成能够长期抵御这些攻击。此外，油具有腐蚀性，特别是由于在涡轮喷气发动机中不可缺少的添加剂的存在。

文献fr2485630a1公开了一种涡轮喷气发动机，其中壳体支撑具有防振系统的油箱。连接到封套的加厚部分的轴穿过油箱的封套。离开封套的轴的端部形成与涡轮喷气发动机的支撑壳体柔性相互接合的固定构件。轴形成中空体，其中机械加工的套环与封套的加厚部分接触。此外，一系列平行的内部分隔件连接到轴以加强封套。这种油箱实际上表现出一些抵抗振动的作用，但仍然有待改进。

技术实现要素：

技术问题

本发明的目的是解决现有技术中出现的至少一个问题。更准确地说，本发明的目的是提高涡轮喷气发动机油箱的抗振性。本发明的另一个目的是提出一种简单、轻量、经济、可靠、紧凑且易于检查的解决方案。

技术方案

本发明包括一种用于涡轮喷气发动机的油箱，所述油箱包括主室、限定主室的壳体和固定部分；封套包括封套部分，固定部分相对于其突出，特别是朝向外部；值得注意的是，封套部分和固定部分通过层叠添加制造制成，从而成为一体。

根据特定实施例，箱可以分别地或以任何技术上可能的组合具有以下特征中的一个或多个：

-所述固定部分包括相对于隔板突出的第一固定凸缘和相对于所述封套突出的可能的第二固定凸缘，所述封套任选地包括基部，其在至少一个或每个凸缘的水平处在所述封套的封套部分上形成增加的厚度。

-所述封套具有在两个固定凸缘之间和/或与两个固定凸缘相对的较薄的第一区域。

-两个固定凸缘中的至少一个或每个包括弯曲的自由边缘。

-两个固定凸缘中的至少一个或每个具有三角形，可能是不对称的形状。

-所述箱包括将所述固定部分特别是固定凸缘朝向所述主室延伸的内部加强件；所述内部加强件、所述封套部分和所述固定部分通过添加制造制成，从而成为一体。

-所述封套具有带有第二较薄区域的端部，所述端部可能是所述箱的下端部。

-所述封套包括加强带或加强带部分，所述加强带或加强带部分、所述封套部分和所述固定部分通过添加制造制成，从而成为一体。

-所述箱包括至少一个设备，比如通风口和/或除气器和/或探针支架和/或过滤器；每个设备、所述封套部分和所述固定部分通过添加制造制成，从而成为一体。

-所述封套部分是第一封套部分，所述封套还包括第二封套部分，其通过层叠添加制造制成，并通过焊接部焊接到所述第一封套部分。

-所述主室具有主伸长部，所述焊接部大致垂直于所述主伸长部。

-所述第一封套部分形成箱的底部和/或第二封套部分形成箱的盖。

-所述封套包括设置固定部分的面和与所述面相对的较薄部分。

-所述主室具有圆柱形、可能弯曲的一般形状。

-两个凸缘中的至少一个或每个连接到加强带或加强带部分。

-两个凸缘中的至少一个或每个是板，特别是与封套相同的材料。

-所述加强件包括占据所有主室的网眼。

-所述加强件可横向穿过内部室。

-所述封套包括两个厚度增加的区域，每个区域位于固定凸缘的基部，以及分隔所述两个厚度增加的区域的厚度减少的第三区域。

-所述封套由金属制成，例如钢。

-所述封套的最小厚度可以表示为其最大厚度的不到75％、或不到50％、或不到25％。可以在设备的外部、凸缘、分支、加强件和适用的带上测量最大厚度。

-所述固定部分是通过添加制造与第一封套部分一体制成的第一固定部分，并且所述箱还包括第二固定部分，例如具有分支，第二固定部分通过添加制造与增厚的封套部分一体制成。

本发明还包括一种涡轮喷气发动机油箱；所述箱包括主内部室、限定所述主室的封套、外部固定部分和延伸所述主室中的固定部分的内部加强件；值得注意的是，封套包括通过附加制造制成的接合部，使得固定部分、封套和加强件是一体的。

本发明还包括一种涡轮喷气发动机，其包括支撑壳体和具有固定到支撑壳体的固定部分的油箱，值得注意的是，油箱是根据本发明的油箱，涡轮喷气发动机优选地包括具有轴承和/或热交换器的油回路，所述油回路与所述油箱连通。

根据本发明的有利实施例，支撑壳体包括均衡地固定到固定部分的固定装置。

本发明还包括一种制造涡轮喷气发动机油箱的方法，该方法包括步骤：(a)设计具有主室、限定所述主室的封套、以及固定部分的油箱；所述封套包括所述固定部分从其向外突出的部分；值得注意的是，其还包括步骤：(b)层叠添加制造所述封套部分和固定部分从而成为一体，所述箱可能符合本发明。

根据特定实施例，该方法可以单独地或者以任何技术上可能的组合具有以下特征中的一个或多个：

-在所述添加制造步骤(b)期间，所述封套部分被逐扇区地制成，扇区包括具有凹面的第一扇区和具有凸面的第二扇区；在所述添加制造步骤(b)期间，所述凸面制造在所述凹面中。

-在所述添加制造步骤(b)期间，两个封套扇区在其厚度方向上堆叠。

-在所述添加制造步骤(b)期间，两个封套扇区在其厚度方向上彼此间隔开。

-在所述添加制造步骤(b)期间，凸面匹配凹面。

-所述凹面限定内部体积，其中在添加制造步骤(b)期间制造凸面。

-所述封套包括第三部分，可能由焊接到另一封套部分的恒定厚度的金属板形成。

-所述方法包括将部件彼此焊接的步骤(c)。

-所述层叠添加制造基于粉末，例如钛或铬镍铁合金粉末。

-所述第三部分焊接在第一封套部分和第二封套部分之间。

本发明的每个目的的有利实施例通常同样适用于本发明的其它目的。尽可能地，本发明的每个目的可以与其他目的相结合。本发明的目的也可以与描述的实施例相结合，此外这些实施例还可以彼此组合。

产生的优点

由于均质材料的连续性，本发明使得可以将固定件与封套连接起来。材料的这种均匀性提高了箱的耐久性，并且有利于力从封套传递到固定部分。通过这样做，后者参与加强封套，同时保持一些弹性。当加强件向内延伸固定部分时，这方面得以进一步改进。

附图说明

图1示出了根据本发明的涡轮喷气发动机。

图2是根据本发明的支撑油箱的涡轮喷气发动机壳体的示意图。

图3示出了符合本发明的油箱封套接合部。

图4是根据本发明的制造油箱的方法的图。

图5示出了根据本发明的通过添加制造产生的一批封套扇区。

具体实施方式

以下说明书中涉及的方向对应于正常的组装方向。油箱的内部是指其室及其环境的外部。

图1是轴向涡轮机的简化表示。在该具体示例中，这是一个涡轮风扇。涡轮喷气发动机2包括称为低压压缩机4的第一压缩级、称为高压压缩机6的第二压缩级、燃烧室8和一个或多个涡轮机级10。在操作中，通过轴24传递到转子12的涡轮机10的机械功率驱动两个压缩机4和6。后者包括与多排定子叶片相关的多排转子叶片。因此，转子围绕其旋转轴线14的旋转使得可以产生空气流并且逐渐地压缩后者直到进入燃烧室8的点。

通常称为鼓风机的入口风扇16联接到转子12。它产生的空气流通过环形管道被分成主流18和次流20。行星齿轮22可以降低鼓风机16和/或低压压缩机4相对于相关的涡轮机10的旋转速度。

转子12包括通过轴承26以旋转方式铰接的多个同心轴24。冷却和/或润滑由油回路提供。该回路可以是针对涡轮喷气发动机2所特有的。油回路还可以包括用于冷却油的热交换器28，在一些情况下其温度可以超过200℃甚至230℃。这些温度使得腐蚀性油通常对密封件和聚合物部件更具攻击性。

这里，箱30的位置和取向纯粹是说明性的。实际上，该箱30可以固定到涡轮喷气发动机2的壳体。例如，它可以连接到鼓风机16的壳体、连接到低压压缩机4的壳体或者连接到高压压缩机6的壳体。这种安装倾向于增加热应力并直接暴露于涡轮喷气发动机的振动，特别是在鼓风机叶片损失的情况下。

图2示出了将油箱30固定到涡轮喷气发动机的支撑壳体32。在这种情况下，这可以是低压压缩机的壳体32，其还支撑环形排列的同心叶片33。涡轮喷气发动机可以是图1的涡轮喷气发动机。

为了增加其可用体积，箱30基本上是细长的，同时匹配支撑壳体32的外部曲率。这种紧凑性使得能够安装在两个紧密间隔的管状壁之间。在操作中，箱30部分地填充有油，或者更准确地说是油、空气和杂质的混合物，比如通过磨损释放的磨料金属颗粒。

箱30具有封套34，其例如具有下部分36或第一部分36和上部分38或第二部分38。这些部分(36；38)可以通过焊接部40或经由封套34的中心部分42(也称为第三部分42)连接，其通过焊接部40将下部分36连接到上部分38。每个焊接部40可围绕箱的总体纵向轴线形成闭合回路。由于其部分(36；38；42)，封套34(是真皮的)限定形成油储存体积的主室(不可见)。该室是旨在被填充的内部室。将主室描述为“主”应被理解成它是箱30的最大容器。

关于安装在支撑壳体32上，箱30具有相对于封套34突出的固定部分44，例如朝向壳体32。该固定部分44可包括一个或至少两个固定凸缘46(可见的凸缘隐藏了另一个凸缘)。这些凸缘46可以固定到下部分36。凸缘46可以连接到形成加强和分离的基部的隔板34的较厚部分。就其而言，上部分38可以具有固定分支48，例如通过臂和球接头50连接到壳体32。分支48和固定凸缘46可以连接到壳体32，以便能够均衡固定。换句话说，当它们固定到壳体32的互补固定装置时，它们分别且独特地消除一个、两个和三个自由度。因此，箱的六个自由度是固定的。这倾向于减少膨胀的影响并限制内部应力。

箱30可以包括其他设备。例如，它可以包括入口和出口孔(未示出)。止动件52可以放置在上部分38中，例如在其顶部。水平观察窗54可以形成在上部分38中。排水器、通风口和/或脱油器(未示出)可以与箱30相关。

箱30有利地至少部分地通过添加制造制成。例如，至少一个部分比如第一部分36和可能的第二部分38通过添加制造分开制成。它们可以一起制成，以便成为一体。第三部分42可选地通过添加制造制成。可替代地，其由例如恒定厚度的轧制金属板形成。其厚度可以小于第一和第二部分中的封套34的厚度。封套34的厚度可以在2mm至0.5mm之间或者从1.5mm至1mm之间变化。

此外，固定凸缘46可以与封套34的下部分36成为一体，并且特别是通过采用封套34的添加制造来制成，以改善每个凸缘和封套34之间的连接。添加连接辐条进一步增加力的传递且降低出现疲劳裂纹的风险。箱30可选地在外部具有带56。后者连接凸缘46并在封套34上形成局部增加的厚度。

每个固定凸缘46可以是大致三角形的。面向壳体32的侧面，即朝向箱30的弯曲形状的凹部，可以是弯曲的。这使得它们更细长，并使它们能够在保持其轻便的同时延长。此外，固定部分44的固定端部彼此间隔开，以便提高箱30的稳定性。

图3以截面图示出了一个区域，其中封套34形成将固定凸缘46连接到在主室62内部延伸的内部加强件60的接合部58。尽管仅示出了一个凸缘46，但是本教导可应用于箱的每个凸缘46。

封套34成为加强件60和凸缘46之间的中间部分，它们远离彼此延伸。示出了凸缘46形成的三角形的凹侧面64；它们可以与封套34相切。在凸缘46中可以看到固定孔65。

图4是如前面图所示的油箱的制造方法的图。

该方法可以包括以下步骤，可能按以下顺序执行：

(a)设计100允许使用寿命至少为25年和工作应力的涡轮喷气发动机油箱；

(b)基于至少一个或至少两个或每个封套部分和固定部分的粉末进行层叠添加制造102；

(c)将零件彼此焊接104；

(d)对油箱进行表面处理106，包括喷砂和封套处理；该表面处理步骤(d)106完全是可选的。

在设计步骤(a)100期间，限定了各个扇区。这些可以是角扇区。组合它们可以使得能够制成第一封套部分和/或第二封套部分。

添加制造步骤(b)102可以是通过用电子束或激光束扫描粉末床来进行的制造之一。添加制造步骤(b)102在机器的移动板上的袋中实现，在其上粉末床得以更新且然后在各种叠加层的凝固之前被预压制。在该步骤中，可以将粉末预热，例如至700℃。原料粉末的粒径可以为20μm。

图5是来自图4的方法的添加制造步骤(c)的中间结果的示意图。它示出了在添加制造机器中同时制成的一批封套扇区66。扇区66以截面示出。

该批形成了一个块，其尺寸优化了添加制造机器的制造袋的占有率，以提高生产率。在该块中，扇区66彼此交错。这些扇区66具有凹面和凸面。为了提高紧凑性，凸面位于凹面中并彼此匹配。凸缘46和加强件60可以朝向块的外部制造。

扇区66可以是球体68的八分之一；应用时可以具有垂直延伸部70。