燃气涡轮发动机压缩机转子组件及燃气涡轮发动机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一般地涉及燃气涡轮发动机，且更具体地涉及一种具有平衡系统的燃气涡轮机压缩机转子组件。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机包括压缩机、燃烧器和涡轮机部分。由于部件制造上的限制可能需要燃气涡轮机的旋转部件是平衡的。特别是，可能需要平衡压缩机转子组件，以减少燃气涡轮发动机的振动。较大的压缩机转子组件可使用动态平衡系统和用于平衡的方法来减少振动并增加部件的可靠性。
[0003]Dezouche的美国公开第2010135774号专利申请公开了一种涡轮机转子的平衡飞块，所述涡轮机转子的平衡飞块包括两个棱锥形末端部分和一个中间部分，所述两个棱锥形末端部分中每一个具有基部和顶端，所述中间部分将末端部分的两个基部连接在一起。两个顶点沿纵向轴线对齐。两个末端部分和中间部分在通过垂直于纵向轴线的横截面中示出具有以纵向轴线为中心的具有多边形形状的横截面。
[0004]本实用新型旨在克服发明人发现的一个或多个问题。
【发明内容】
[0005]本实用新型公开了一种用于平衡压缩机转子组件的方法，所述压缩机转子组件包括前焊接件和后焊接件。所述方法包括在使用周向加载的压缩机转子叶片填充压缩机盘之前预先平衡具有所述压缩机盘的所述压缩机转子组件的所述后焊接件。预先平衡所述后焊接件包括测量所述后焊接件的转动平衡。预先平衡所述后焊接件还包括确定需要的平台下重物的数目以及每个平台下重物在所述压缩机盘中之一的周向槽内的位置。预先平衡所述后焊接件还包括将每个平台下重物安装在所确定的位置。
[0006]—种燃气涡轮发动机压缩机转子组件，具有平衡系统，包括第一级压缩机盘、多个压缩机盘、前重物和多个平台下重物；第一级压缩机盘具有圆柱形主体，第一级压缩机盘包括周向围绕圆柱形主体的多个前平衡孔，第一级压缩机盘还包括周向围绕圆柱形主体且位置邻近所述多个前平衡孔的多个后平衡孔；多个压缩机盘中的每个都包括周向槽，每个周向槽具有燕尾轮廓；前重物配置成安装在所述多个前平衡孔和所述多个后平衡孔中；每个平台下重物配置成安装在各个周向槽中的一个或多个内，每个平台下重物具有对应于所述多个压缩机盘中的一个或多个的所述周向槽燕尾轮廓的燕尾形状，所述多个平台下重物具有至少两种尺寸。
[0007]优选的，每个平台下重物包括具有两个平行侧边的凸六边形形状。
[0008]进一步的，所述多个压缩机盘包括多个连续的部分，每个部分包括一个或多个压缩机盘，其中，在每个部分具有不同尺寸的平台下重物。
[0009]优选的，所述多个压缩机盘包括十个连续的压缩机盘，并且所述多个连续的部分包括:具有一个压缩机盘的第一部分；邻近所述第一部分且在所述第一部分的下游的具有两个压缩机盘的第二部分；邻近所述第二部分且在所述第二部分的下游的具有四个压缩机盘的第三部分；邻近所述第三部分且在所述第三部分的下游的具有三个压缩机盘的第四部分。
[0010]本实用新型还公开了一种燃气涡轮发动机，包括具有平衡系统的压缩机转子组件，所述压缩机转子组件包括第一级压缩机盘、多个压缩机盘、前重物和多个平台下重物；第一级压缩机盘具有圆柱形主体，第一级压缩机盘包括周向围绕圆柱形主体的多个前平衡孔，第一级压缩机盘还包括周向围绕圆柱形主体且位置邻近所述多个前平衡孔的多个后平衡孔；多个压缩机盘中的每个都包括周向槽，每个周向槽具有燕尾轮廓；前重物配置成安装在所述多个前平衡孔和所述多个后平衡孔中；每个平台下重物配置成安装在各个周向槽中的一个或多个内，每个平台下重物具有对应于所述多个压缩机盘中的一个或多个的所述周向槽燕尾轮廓的燕尾形状，所述多个平台下重物具有至少两种尺寸。
【附图说明】
[0011]图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图；
[0012]图2是图1的燃气涡轮发动机的压缩机转子组件的透视图；
[0013]图3是图2的压缩机转子组件的前焊接件的横截面视图；
[0014]图4是图2的压缩机转子组件的后焊接件的横截面视图；
[0015]图5是具有周向安装的压缩机转子叶片、示例性平台下重物和压缩机盘的图2的压缩机转子组件的一部分的透视图，其中将压缩机盘的一部分剖开以示出压缩机转子叶片根部和平台下重物；
[0016]图6是图5的平台下重物的透视图；
[0017]图7是图5的平台下重物的侧视图；
[0018]图8是一种用于平衡燃气涡轮发动机压缩机转子组件的方法的流程图，所述流程图包括预先平衡后焊接件和预先平衡前焊接件；
[0019]图9是用于平衡燃气涡轮发动机压缩机转子组件的方法的流程图，所述流程图包括平衡组装的压缩机转子组件。
【具体实施方式】
[0020]本文公开的系统和方法包括一种具有平衡系统的燃气涡轮发动机压缩机转子组件。在实施例中，压缩机转子组件包括前焊接件、后焊接件和平衡系统。平衡系统包括前重物和平台下重物。前重物可安装在两排平衡孔中的一排内，这可有助于更快且更精确地平衡前焊接件或压缩机转子组件。平台下重物可安装在压缩机转子组件的任何周向安装的压缩机转子叶片之间，这可提供预先平衡后焊接件的能力并且可有助于更快且更精确地平衡压缩机转子组件。
[0021]图1是示例性燃气涡轮发动机的示意图。为了清楚和便于解释起见，在该图和其它附图中省略或放大了某些表面。此外，本实用新型可能提及前向和后向。通常，对“前”和“后”的所有提及与主气流(用于布雷顿循环的空气，燃气涡轮操作的热力学基础)的流动方向相关联，除非另有说明。例如，前为相对于主气流的“上游”，而后为相对于主气流的“下游”。
[0022]另外，本实用新型通常可提及燃气涡轮发动机的中心旋转轴线95，所述中心旋转轴线95 —般地由燃气涡轮发动机的轴120 (由多个轴承组件150支撑)的纵向轴线定义。中心旋转轴线95可以对于各种其它发动机同心部件是共同的或与各种其它发动机同心部件共用。所有提及的径向、轴向和圆周方向以及测量均指中心旋转轴线95，除非另有说明，并且术语例如“内”和“外”一般表示远离更小的或更大的径向距离，其中径向96可以是垂直于由中心旋转轴线95和由中心旋转轴线95向外辐射的任何方向。
[0023]—种燃气涡轮发动机100包括进口 110、轴120、燃气发生器或“压缩机”200、燃烧器300、涡轮机400、排气装置500和动力输出联接装置600。燃气涡轮发动机100可具有单轴配置或双轴配置。
[0024]压缩机200包括压缩机转子组件210、压缩机静叶片(“定子”)250和进口导流叶片251。压缩机转子组件210机械地联接到轴120。如图所示，压缩机转子组件210是轴流转子组件。压缩机转子组件210可包括前焊接件211和后焊接件212。前焊接件211和后焊接件212各自包括一个或多个压缩机盘组件219。每个压缩机盘组件219包括压缩机转子盘220 (如图2、图3和图4中所示)，所述压缩机转子盘220周向地安装有压缩机转子叶片。前焊接件还可包括可联接到前毂213的第一级压缩机盘221。
[0025]定子250轴向地位于每个压缩机盘组件219的后面。与位于压缩机盘组件219后面的相邻的定子250配对的每个压缩机盘组件219被认为是一个压缩机级。压缩机200包括多个压缩机级。进口导流叶片251轴向地位于第一压缩机级之前。
[0026]燃烧器300包括一个或多个喷射器350，并且包括一个或多个燃烧室390。
[0027]涡轮机400包括涡轮机转子组件410和涡轮机喷嘴450。涡轮机转子组件410机械地联接到轴120。如图所示，涡轮机转子组件410是轴流转子组件。涡轮机转子组件410包括一个或多个涡轮盘组件420。每个涡轮盘组件420包括周向安装有涡轮叶片的涡轮盘。涡轮机喷嘴450轴向地位于每个涡轮盘组件420之前。与在