专利名称：安装在转子外围的元件及其质量校准方法和涡轮机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种安装在转子外围的同样的或可互换的元件的质量校准方法，尤其是在如涡轮喷气飞机或涡轮螺旋桨飞机这样的涡轮机中的风扇。
背景技术：
通过布置在风扇叶片根部之间并固定到风扇转子上的细长平台，气流通道被内部地限定在风扇入口处。
这些平台是同样的和可互换的元件，所述元件必须具有相等的质量，具有非常小的公差，例如，小于一克。
制造这些平台会产生相对宽的质量分布，因此，有必要校准质量以弥补这种分布。
在实践中，一种解决方法是秤每个平台的重量，在平台的内表面的纵长腔内粘性粘接至少一块树脂配重或弹性配重以弥补相对于预定值的质量亏缺。
平台的形状是复杂的，粘性粘接配重的工作是手工完成的。一块或多块配重的加入调节平台重心的位置，这可能会导致平台在工作中关于其被固定在转子上的点倾斜，导致气流分流，降低了发动机的性能。
使用配重还需要获取和存放这些元件，还需要使用粘合剂来小心固定它们。
发明内容
本发明的目的是克服上述所有缺陷，并提出一种简单、有效和经济的校准此类元件的质量的解决方案。
为了达到这个目的，它提出一种安装在转子外围的元件的质量校准方法，其中，已知元件惯性轴的位置，对于每个元件，该方法通过机加工在位于它的一条惯性轴的元件的区域上去除一定体积的材料，使得元件的质量在预定公差内达到预定值。
不管什么形状的元件都包括三条彼此垂直并且穿过元件重心的惯性轴。这些惯性轴的位置通过计算来确定，例如，在元件尺寸、形状和质量分布的基础上通过建模软件来计算。
在位于元件的一条惯性轴上的区域去除材料使元件关于该轴保持静态平衡，因此防止了在工作中元件关于该轴倾斜。
该发明具有许多优点。它避免了使用配重，配重增加了元件的质量，因而也就增加了涡轮机的质量，降低了发动机的工作性能，而且与本发明的机加工方法相比，配重的使用成本很高。它同时避免了获取和保存配重和粘合剂。
材料的去除最好在位于元件纵向惯性轴线的元件区域进行，例如材料是从元件的径向端面上去除。元件的纵向惯性轴线是指沿元件最大尺寸延伸的惯性轴线。
材料的去除最好是通过锪、铣或钻来完成，最好结合在元件的制造过程中。
在本发明的一个优选实施例中，将要去除的材料的体积转换成在元件上要加工的孔的直径和深度，该孔最好是平底圆柱形。
要加工的孔的直径和深度不是由操作者自由选择的；它们最好是处于预定最大值和预定最小值之间，要考虑与完成材料去除的元件区域相关的多种因素。
依照本发明的方法尤其，但不是仅仅，适于校准要装在涡轮机风扇叶片间的复杂形状的细长平台的质量，以内部地限定进入风扇的气流的通道。在这些平台上，要去除的材料的部分是从每个平台的端部凸缘上且以平台的纵向惯性轴线为中心的区域中机加工。
本发明还涉及一种要装在转子外围的元件，其包括以它的一条惯性轴为中心(最好是元件纵向惯性轴)的质量校准孔。例如，该元件是平台，该平台内部地限定在涡轮机风扇叶片的螺旋桨之间流通的气流的通道。
此外，本发明还涉及一种涡轮机，例如涡轮喷气飞机或涡轮螺旋桨飞机，其包括转子，在转子的外围安装有元件，每个元件均包含形成于元件惯性轴线上的质量校准孔，这些质量校准孔最好以元件的纵向惯性轴为中心。
本发明的其他细节、特征和优点将通过阅读下面的参照附图、以非限定方式作出的描述变得清楚。
图1是从下游方向看的涡轮机组风扇的透视图；图2是从下游方向看的图1所示的风扇的盘的放大比例尺的透视图；图3是已使用现有技术将其质量校准过的风扇平台的透视图；图4是使用依照本发明的方法将其质量校准的风扇平台的透视示意图。
具体实施例方式
图1描述了在如涡轮喷气飞机或涡轮螺旋桨飞机这样的涡轮机中的风扇转子10，其包括装在盘16上且绕风扇的轴线14径向地延伸的许多叶片12。
盘16包括用于固定到涡轮机轴上的下游环形凸缘18。
在它们的径向内端部，每个叶片12具有能够被装在盘16(图2)的外围的槽20的根部(未示出)。
在涡轮机工作过程中，在叶片的有螺纹的螺旋桨22之间流通的气流的通道外部地被壳体的内壁所限定，内部地被在风扇叶片12根部之间延伸的平台23所限定。
每个平台23包括在内部地限定两个相邻叶片之间的气流通道的壁24，固定凸缘26、28、30，该实例中是三个，凸缘主要朝着旋转轴方向延伸，且位于相对于气流方向(图3)壁24的上游部分、下游部分和中间部分。
壁24的纵长缘32和34是弯的，一个是凸的，另一个是凹的，以便跟随叶片12的压力侧和吸入侧，叶片12之间安装有平台23。
壁24的径向内表面还具有从壁24向内延伸的加固肋36，且与固定凸缘26、28、30相互连接，因此，在壁24的下面，在凸缘26、28和30之间分别定界形成两个腔38和40。
在上述的现有技术中，这些腔38、40容纳质量校准配重，如图3中标号42处所示，配重通过粘性粘结方式固定。
平台的纵向惯性轴线，在图4中用44标记，部分地穿过这些腔38、40的外部，位于该轴线44上的平台重心G在平台23的外部。
依照现有技术被粘性粘结在平台的腔38、40内的配重42确实能够校准平台的质量，但同时改变了平台的静平衡，由于高转速和由此导致的大离心力，在工作中会导致平台变形，平台一端向外翘起，改变了绕盘16的螺旋桨之间的气流条件。
如早已说明的那样，本发明通过用在下游凸缘26的区域内加工孔46且其以平台的纵向惯性轴线44为中心，来代替现有技术的配重42，来避免了这些不利。
依照本发明的方法的预备步骤在于要为每个平台23秤重，以确定其超过预定值的多少，预定值是所有平台中的最小值。
将质量差转换成要除去的材料的体积，也就是说转换成在凸缘26的下游面上加工的且以平台的纵向惯性轴线44为中心的孔46的直径和深度。
在所描述的实例中，加工孔46最好为平底圆柱形。
基于涉及平台23的数据，例如它的尺寸、质量、形状以及其质量的几何分布，借助适宜的软件确定了纵向惯性轴线44的位置，。
纵向惯性轴线44穿过中心凸缘28和下游凸缘26，在下游凸缘实施的材料的去除改变了沿着平台的纵向惯性轴线44的平台23的重心，却没有改变绕着这个轴线的平台的静平衡。
在实际中，基于被除去的材料的质量，有要加工的孔46的直径和深度的直接信息的数值表。该数值表预先建立，给出处于预定的最大值和最小值之间的深度和直径的数值，以避免造成直径太大但深度太浅或者相反的孔46。
材料的去除可使用适当的工具通过锪、铣或钻来完成。
然后，依照本发明的方法为秤平台23的重做准备，以核查相对于预定值的期望公差。
材料的去除可以在用于固定元件的装置上进行，如实例中所描述的，或者是中心在元件的惯性轴线上且机加工工具可以到达的元件的任何其他部分。
材料的去除通常是在元件的一个惯性轴上执行完成，在工作中元件关于该惯性轴需要保持静平衡。例如，如果相对于旋转轴线元件的最大尺寸是圆周的，材料的去除就应该在延伸进该圆周尺寸的元件的惯性轴上进行。
依照本发明的质量校准方法可应用于任何要安装在转动部件的元件。它既可以用于形状简单的元件，也可以用于形状复杂的元件。
权利要求
1.一种安装在转子外围的元件的质量校准方法，其特征在于，已知所述元件惯性轴的位置，对于每个所述元件，该方法在于通过机加工在位于其中一条惯性轴上的所述元件的区域去除一定体积的材料，以使所述元件的质量在预定公差内达到预定值。
2.如权利要求1所述的方法，其中在位于纵向惯性轴线上的所述元件的区域内去除一定体积的材料。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中从所述元件的大致径向端面上去除一定体积的材料且所述材料的中心位于所述元件的纵向惯性轴上。
4.如前述权利要求所述的任意一种方法，其中材料的去除通过锪、铣或钻来完成。
5.如前述权利要求所述的任意一种方法，其中所去除的材料的体积为圆柱形的。
6.如前述权利要求所述的任意一种方法，其中要去除的材料的体积通过所述元件在去除前的质量与所述预定值的差决定，且转换成要在所述元件上加工的孔的直径和深度。
7.如权利要求6所述的方法，其中每个要加工的孔的直径和深度都在预定的最大值和最小值之间。
8.如前述权利要求所述的任意一种方法，其中所述元件是要装在涡轮机风扇叶片间的复杂形状的细长平台，以内部地限定在叶片的螺旋桨之间流通的气流的通道，其中，该方法在于从每个平台的端部凸缘上且中心在平台纵向惯性轴线上的区域中去除材料。
9.一种要安装在转子外围的元件，该元件包括以其一条惯性轴为中心的质量校准孔。
10.如权利要求9所述的元件，其中质量校准孔以所述元件的纵向惯性轴线为中心。
11.如权利要求9或10所述的元件，该元件组成一个平台，该平台内部地限定在涡轮机风扇的叶片的螺旋桨之间流通的气流的通道。
12.一种如涡轮喷气飞机或涡轮螺旋桨飞机的涡轮机，包括转子，在该转子的外围安装有元件，每个该元件包含形成在所述元件的一条惯性轴上的质量校准孔。
13.如权利要求12所述的涡轮机，其中所述元件的质量校准孔以所述元件的纵向惯性轴线为中心。
全文摘要
一种安装在转子外围的元件的质量校准方法，对于每个所述元件，该方法通过机加工在位于它的一条惯性轴的元件的区域去除一定体积的材料，使得所述元件的质量达到预定值。
文档编号F16F15/32GK1932305SQ20061008063
公开日2007年3月21日 申请日期2006年5月23日 优先权日2005年5月23日
发明者斯坦弗尼·奥迪克, 埃里克·莱弗博赫, 蒂埃里·尼特赫 申请人:斯奈克玛