涡轮机的涡轮环的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于涡轮发动机，特别是用于直升机的的涡轮环。
[0002]这种环可在任何类型的涡轮发动机中使用，用于减少能够出现在这种环内的振动行为。
【背景技术】
[0003]在传统的直升飞机涡轮发动机中，一种高压涡轮环通常包括被紧固到环支撑件的一圈扇区。如在图2中能够看到的，为此该扇区设置有适用于与该支撑件的钩配合的钩。
[0004]与空气流接触，该环扇区遭受来自空气动力流的压力，该压力具体由从上游和下游级的尾流所导致，并且这可能导致振动行为。特别是，在发动机的运行范围中，该扇区能够进入共振，一种能够导致由于振动疲劳的开裂的现象或导致过早磨损的现象。
[0005]现在，为了达到对这种振动行为的更好控制，一种改进的技术包括修改该扇区的特定形状。然而，在给定所施加的机械和气动压力的情况下，设计特定形状很复杂。
[0006]另一种很容易实施的已知解决方案包括在组装环时减少间隙。然而，在该扇区和该支撑件之间的径向夹持导致在紧固件钩上的额外机械应力，因此它们能够承受高水平的塑性变形，并且可能也开裂。此外，这种操作使安装环的过程更复杂，从而增加了生产和维护成本。
[0007]因此存在对涡轮机环、以及对涡轮发动机的真正需求，至少在某种程度上避免了对于上述已知结构固有的缺点。
【发明内容】
[0008]本发明提供了一种涡轮环，包括基本圆柱形的支撑件，以及形成一个圆圈的一个或多个扇区，所述圆圈被配置成限定一段空气通道，每个扇区通过附接装置被紧固到所述支撑件，其中所述附接装置包括一个属于所述支撑件并朝所述扇区突出的钩部，以及一个属于所述扇区并朝所述支撑件突出的钩部，所述支撑件的和所述扇区的钩部被配置成配合以将所述扇区紧固到所述支撑件；所述环进一步包括阻尼器装置，所述阻尼器装置设置在所述附接装置中并被径向地挤压在所述扇区的一部分以及所述支撑件的一部分之间，以阻尼在所述扇区和所述支撑件之间的相对运动；所述阻尼器装置在圆周方向中与所述支撑件的内表面以及与所述扇区的钩部的外表面交替地接触。
[0009]通过使用所述阻尼器装置，所述阻尼器装置保持在所述扇区的所述部分上的至少一个压力区域以及在所述支撑件的所述部分上的至少一个压力区域，在所述扇区和所述支撑件之间的相对运动被约束并且因此很小。此外，它们由所述扇区和/或所述支撑件在阻尼器装置上的摩擦被径向地阻尼。所述摩擦消散了所述扇区的能量，因此它不再积累，从而减少了所述扇区在运行范围上变得谐振的风险，从而大大地限制了由于振动疲劳的破坏。
[0010]此外，由于所述阻尼器装置弹性地约束在所述扇区和所述支撑件之间的相对运动，可以保持在所述扇区和所述支撑件之间的径向间隙，所述径向间隙对于限制作用于所述扇区和所述支撑件上的单循环疲劳类型的机械压力是足够的，从而增加它们的寿命。
[0011]所述阻尼器装置也可从其限制振动的次级对象释放所述扇区。在这种情况下，其形状可被更自由地选择:其形状从而能够被简化，从而导致成本降低，或者它相对于所述扇区的其他功能可被更有效地优化。
[0012]此外，所述阻尼器装置通过用作径向尺寸的引导件促进了在所述支撑件上组装，该引导件基本对应于在所述扇区和所述支撑件之间留下的间隙:所述扇区因此能够被挤压在所述阻尼器装置上，以确保它被准确地定位。这提高了定位精度和可重复性，从而导致在所述叶片末端的间隙上更好的控制，以及减少加工的不兼容。
[0013]这种结构，其中所述阻尼器装置在圆周方向中与所述支撑件的内表面和与所述扇区的钩部的外表面交替接触，确保了所述阻尼器装置能够简单地成形，由于它没有提供与所述支撑件的内表面和所述扇区的钩部的外表面连续和同时接触的任何需求。
[0014]在特定的实施例中，所述阻尼器装置也被配置成在所述支撑件的一部分上挤压所述扇区的一部分。在这种情况下，所述扇区的和所述支撑件的相对运动也可以被所述扇区在所述支撑件上的摩擦所阻尼。
[0015]在特定的实施例中，所述支撑件也通过类似于第一附接装置的第二附接装置被紧固；它设置有第二阻尼器装置，所述第二阻尼器装置设置在所述第二附接装置中并类似于第一阻尼器装置。
[0016]在特定的实施例中，所述阻尼器装置包括一个柔性叶片。该柔性叶片优选地为一种由金属板制成的元件。该柔性金属板很便宜，很容易成形，并且呈现适合于这种阻尼的刚度。
[0017]在特定的实施例中，所述阻尼器装置在所述扇区的所述部分和所述支撑件的所述部分之间在其整个长度上被径向地挤压。在这种情况下，在所述扇区上和在所述支撑件上施加的压力分布在所述扇区的整个长度上，并且此外阻尼在整个扇区上是均匀的。
[0018]在特定的实施例中，所述阻尼器装置在其整个长度上基本平滑，局部压痕的截面沿其长度分布。这些可特别地由球形凸出构成，例如通过冲压。
[0019]在其他实施例中，所述装置包括一个由波纹金属板制成的元件。
[0020]在特定的实施例中，所述阻尼器装置设置在所述扇区的钩部的外表面和所述支撑件的内表面之间。这种结构很容易组装，此外，在该结构中，这两个钩部彼此挤压，从而加强了所述扇区的紧固并改进其阻尼。
[0021 ] 在其他实施例中，所述阻尼器装置设置在所述支撑件的钩部的内表面和所述扇区的外表面。
[0022]在特定的实施例中，所述阻尼器装置被至少局部地接收在一个在所述扇区的一部分中形成的凹槽中。通过该凹槽，可以在将其装配在所述支撑件上之前将所述阻尼器装置安装在所述扇区上，从而促进装配的过程。此外，这可以减少在所述扇区和所述支撑件之间的径向间隙。
[0023]在其他实施例中，所述阻尼器装置被至少局部地接收在一个在所述支撑件的一部分中形成的凹槽中。
[0024]在特定的实施例中，所述阻尼器装置包进所述支撑件的钩部的至少远端部分。所述阻尼器装置因此很容易被放置在适当位置并且即使没有扇区也保持在适当位置。
[0025]在特定的实施例中，所述阻尼器装置被配置以永久地保持，首先在所述支撑件的钩部的外表面上的至少一个压力区域和在其内表面上的压力区域，并且其次在所述扇区的钩部的内表面上的至少一个压力区域和/或在所述扇区的外表面上的压力区域。所述阻尼器装置从而被夹持在所述钩的端部周围，从而确保它被放置在适当位置并保持固定。
[0026]在其他实施例中，所述阻尼器装置包进所述扇区的钩部的至少远端部分。
[0027]在特定的实施例中，所述阻尼器装置为都沿着由所述扇区形成的环的圆周连续地延伸的单件。然而，它可被一个被布置在所述装置的方位角平面中的间隙所中断。
[0028]在其他实施例中，所述阻尼器装置被划分为都沿着由所述扇区形成的圆圈的圆周彼此跟随的多个截面。
[0029]在特定的实施例中，所述阻尼器装置的一个截面与每个扇区相关联。
[0030]在其他实施例中，所述阻尼器装置的每个截面与多个扇区相关联。
[0031]在特定的实施例中，所述阻尼器装置也被配置成在所述支撑件和所述扇区之间提供密封。例如，它可以是编织垫。
[0032]在特定的实施例中，所述阻尼器装置被固定到所述扇区或到所述支撑件。该固定优选地由焊接执行。
[0033]本说明书还提供了一种涡轮发动机，包括根据任一上述实施例的至少一个环。
[0034]在特定的实施例中，所述涡轮发动机是直升机涡轮轴发动机。所述环被装配到所连接的涡轮和/或到所述自由涡轮。
[0035]在特定的实施例中，所述涡轮发动机是飞机涡轮喷气发动机。
[0036]在阅读对所提出的环和涡轮发动机的实施例的以下详细描述后，上述特征和优点以及其他显而易见。该详细描述参考附图。
【附图说明】
[0037]附图是图解性的并首先寻求说明本发明的原理。
[0038]在附图中，在图与图之间，使用相同的附图符号标记相同的元件(或元件部分)。此外，属于不同实施例但具有类似功能的元件(或元件部分)通过增加100、200等……的数字符号标记。
[0039]图1是直升机涡轮轴发动机的一种示例的整体视图。
[0040]图2是涡轮环的第一示例的截面透视图。
[0041]图3是图2环的轴向截面视图。
[0042]图4示出了图2环的一种变型。
[0043]图5是图2环的另一变型的截面透视图。
[0044]图6A示出了阻尼器装置的一种变型。
[0045]图6B是设置有图6A的阻尼器装置的图2环的径向截面视图。
[0046]图7A示出了阻尼器装置的另一变型。
[0047]图7B是设置有图7A的阻尼器装置的图2环的径向截面视图。
[0048]图8A是该环的第二实施例的轴向截面视图。
[0049]图8B和8C是图8A环的变型的轴向截面视图。
[0050]图9是该环的第三实施例的轴向截面视图。
【具体实施方式】
[0051]为了使本发明更具体，以下参考附图详细地描述涡轮环的示例。应该记住的是，本发明并不局限于这些实施例。
[0052]图1示出了一种涡轮发动机10，具体为直升机涡轮轴发动机。以传统的方式，涡轮轴发动机10包括压缩机11、气体发生器12，以及二者相连和自由的涡轮13和14，二者也被称为由离开燃烧室12的燃烧气体流驱动旋转的高压涡轮和低压涡轮。自由涡轮14包括被紧固到轴15的一端的涡轮机叶轮14a。轴15的另一端具有一个与中间齿轮17啮合的主齿轮16。该中间齿轮17与输出齿轮18啮合。中间齿轮17和输出齿轮18为形成涡轮发动机10的减速齿轮箱的部分的齿轮。输出齿轮18被连接到输出轴19，用于连接到直升机的主齿轮箱(未示出)。所连接的涡轮13具有一个经由传动轴20被连接到压缩机11的涡轮轮13a。所连接的涡轮13也装配有一个限定空气流通道并且面对涡轮轮13a的叶片的涡轮环30 ο
[0053]图2示出了这种涡轮环30的第一实施例。它通常包括一个形成该涡轮13的壳体的整体部分的大致圆柱形的环支撑件31，以及被紧固到该环支撑件31上的一圈环扇区32，以限定通过该涡轮13的气流通道。
[0054]如在图3中可更清楚地看到的那