专利名称：用于增强叶片锁紧度的装有叶片的转子轮的改进的制作方法
技术领域：
本发明总的来说涉及一种具有由一组装有叶片的叶轮组成的转子的涡轮机，例如涡轮喷气发动机中的低压压缩机的转子。本发明尤其涉及提高了叶片固定效果的改进尤其在发生严重事故时。
背景技术：
本申请人申请的欧洲专利文献1496206揭示了槽的形状对接纳叶根的重要性，该槽形成在转子轮圆周中。这个问题对于叶片处在锥形气流中的叶轮尤其重要，双轴旁路(by-pass)涡轮喷气发动机中的低压压缩机最后几级的叶轮的情况就是如此。在最后几级锥形十分明显，这几级叶片与旋转轴垂直的面发生倾斜，即与离心力方向倾斜。如果事故发生此方向作叶片以这样方式受力会使叶片松动的危险性增加。
现有文献较详细地论及用倒梯形紧固件将叶片固定到叶轮槽中的问题，槽是由上游唇形边缘和下游唇形边缘构成的，这两个边缘在槽底相连以形成上游和下游各自的环形凹处，叶根的相应部分与此凹处啮合。在该文献中提出了通过加深上游唇形边缘的轴承表面与槽底之间连接区使其能安装具有上游侧助的叶片来改进叶片保持能力，该侧肋有一较大容积的底部，其它保持不变。因此，侧肋可在上游唇形边缘下方较深地斜向啮合到下面较深的环形凹处内。在发生严重冲力时这种修改有助于限制叶片飞离槽的危险。
也可在大修时用机加工方法对现有叶轮改变其凹处的形状。
安装叶片到槽中还需要在圆周上一处在一条环形唇形边缘上有插入缺口。更具体地说，缺口形成在上游环形唇形边缘中，它用于使每个叶根在所述叶片沿槽滑移直到其最终位置之前插入接纳槽。
为使叶片保持稳定，防止它在装配后沿周向运动，必须在缺口两侧沿槽的周围装上锁销。这样确保叶片不能向后运动到与缺口对齐处，因为如果这样将导致叶片从叶轮中弹出。
业已看到，如果缺口区附近的叶片发生事故，冲力将使上游环形唇形边缘发生局部变形，因而接纳槽扩大，致使锁销飞逸。这种危险可能导致事故发生，因为在此情况下，叶片可在接纳槽内再次沿圆周运动，并在它们一个接一个地达到插入槽位置后飞出。
发明内容
本发明试图通过改进锁销的固定来防止这一主要危险。
本发明依据的思想是改变上游环形唇形边缘处的锁销形状，以加强其在槽中的销紧力，因此槽扩大时，所述锁与槽之间的间隙仍为负值，从而防止发生锁销的飞逸。
更具体地说，本发明提供一种用于涡轮机转子的装有叶片的叶轮，该叶轮包括用于接纳与叶轮相关的叶片的根部的接纳槽，所述槽具有上游环形唇形边缘和下游环形唇形边缘，在槽的边处形成上游环形凹处和下游环形凹处，这种叶轮中，环形唇形边缘包括使叶根可进入所述接纳槽的插入缺口，同时在所述缺口两侧所述接纳槽中安装锁销，每条锁销包括在上游和下游环形凹处之间延伸的基干，叶轮的特征在于，对于在槽底以外的有挖空部分的所述上游环形凹处，每个锁销的基干包括上游罗纹。
该罗纹较深地切入上游凹处，即使在槽扩大时也能固定锁销。
虽然销锁的厚度设计成在装配(在缺口和其安装位置之间)时有径向间隙而能使其在槽中滑动，此间隙恰好让所述滑动发生，在现有技术的结构中也如此，由于在所述上游端接纳槽深度径向增大，上游罗纹也不能在任何情况下都阻止装配时锁销圆周的滑动。
根据另一有利特征，所述锁销具有两个形成在基干两端的减重缺口。它还包括螺孔。此孔接受螺钉。装配时螺钉顶住两唇形边缘之间的毛坯壁面，用来顶起并使锁销最终定位，这样位于两个叶根之间。两个锁销之间的距离是使两叶片在它们中间保持固定。
在一个可行的实施例中，螺孔形成在从基干中央伸出的短柱中。
本发明及其优点可借助于下面单以举例子和参照附图获得较好理解。
图1是根据本发明的转子轮的透视详图；图2是显出锁销及相邻叶片各自的位置的径向剖面的详图；
图3是从下往上看的图2叶片的根部的局部透视图；图4是锁销的正视图；图5是沿图4的V向看的视图；及图6是沿图4的VI向看的视图。
具体实施例方式
在这些图中，(图1)可见涡轮机的一部分转子转鼓(飞机喷气发动机的低压压缩机)，常叫做叶轮(或轮盘)11。每个叶轮上携带许多叶片12(图3)。叶片安装在叶轮11外表面沿圆周方向的接纳槽14中。转子是由许多这种带有叶片的轮组成。叶片12的底部构成穿过压缩机的锥形气流边界的一部分的平台15，叶根19叫做“倒梯形紧固件”，它在所述平台下方延伸其几分之一宽度。叶根19啮合并安装在叶轮的所述接纳槽14中。叶根位置如图2中虚线所示。
接纳槽14有上游环形唇形边缘16和下游环形唇形边缘18。这两个唇形边缘分别形成上游环形凹处20和下游的环形凹处21，在其中啮合叶根相应部分，平台15覆盖凹处14一部分。一旦全部叶片安放到位，并肩放置的平台15便构成压缩机流道的环形表面。
为了提高叶片在槽中的牢固性，槽的上游环形凹处20包括较深的环形挖空部分24。在所示例子中，此挖空部分超出槽14的底面26，更深进入叶轮11的壁厚中。该挖空部分26的作用是接受较大容积的上游跟部，从而提高发生事故时叶片的牢固性。
此外，组装叶片需在叶轮11外圆某个位置上至少在槽的一条环形唇形边缘上形成一个插入缺口30(本例是上游唇形边缘)。此缺口用于将叶根19一个接一个地送入槽14内。一旦叶根进入槽中，相应的叶片便沿槽在圆周方向滑动到其最终位置。一旦叶片装配完毕，最接近缺口30的两叶片的根部在圆周方向定位在缺口两侧。
然而，为确保叶片不会以后沿周向运动到有一片叶片的根部正好对位缺口，这样会导致叶片飞逸，应准备在槽14中安装两个键或锁销32，锁销在圆周方向固定在缺口30的两侧，它们的位置与缺口等距离。在图1中，锁销32的位置由分别形成在缺口30两侧的唇形边缘16、18上的定位切口36、38标出。
每个锁销的基干40，其厚度基本上等于接纳槽确定的径向滑动高度。换言之，为使锁销从槽30确定的位置通向其与切口36、38对准的最终位置，槽14的形状和尺寸(在径向剖面中，特别是凹处20、21的形状尺寸)，及基干40的形状和尺寸这样来确定，即所述基干从插入位置(缺口30)到装配位置(切口36、38)可自由滑动但径向间隙尽量小(所需要小间隙)。
基干进一步包括其形状尺寸分别与切口36、38相当的导向凸起46、48。图上可见上游导向凹起46和下游导向凸起48。当锁销处于装配位置时，凸起46、48与切口36、38配合。在此位置上可用螺钉穿过以防止其运动，在切口36、38的引导下基干相对于槽14沿径向伸出，直到基干的上游与下游端顶住唇形边缘16、18的底面。螺钉50拧入锁销本身的螺孔52中并拧入基干40和从所述基干中央伸出的短柱54形成的螺孔。
此外，锁销具有两个形成在基干两侧，从其纵向边开始的减重缺口56。
锁销的形状做成有一个靠在上游唇形边缘16下方的上游斜面57和一个靠在下游唇形边缘18下方的下游斜面58。凸起46、48从这两个斜面上伸出。上游斜面57是平的且在整个基干厚度上倾斜。
根据本发明的一个值得注意的特征，各锁销的基干40包括上游罗纹60，它适合于装配时啮入挖空部分24。上游罗纹在上游平面57的底部伸出，其超过基干40的底面。尽管有罗纹60，锁销在装配时仍能毫无困难地进入槽14中，因为在上游凹处20中有挖空部分24。
一旦锁销定位(图2)，由于有螺纹60上游斜面能更深入到上游唇形边缘下面。因此，即使在施加到相邻叶片之一作用力的作用下槽40有扩大的倾向，锁销仍被保持在槽14内。
位于锁销位置两侧的平台棱边17有切口62，能使短柱54的顶部脱出以便于拧紧螺钉50。
权利要求
1.一种用于涡轮机转子的装有叶片的叶轮，该叶轮包括可接纳与此叶轮相关叶片的根部的接纳槽(14)，所述槽(14)有上游环形唇形边缘和下游环形边缘，这两个唇形边缘在槽的边处分别形成上游环形凹处(20)和下游环形凹处(21)，在这种叶轮中该环形唇形边缘包括可使叶根进入所述接纳槽的插入缺口(30)，且锁销(32)安装在所述缺口两侧的所述接纳槽中，每个锁销包括在上下游环形凹处之间延伸的基干，该叶轮的特征在于，对于包括在槽底以外的挖空部分(24)的所述上游环形凹处，每个锁销的基干包括上游罗纹(60)。
2.根据权利要求1所述的装有叶片的叶轮，其特征在于，按传统方式，所述缺口(30)两侧的所述环形唇形边缘中具有用于锁销的定位切口(36，38)，所述锁销包括引导凸起(46，48)，其形状尺寸和与其相配的切口的形状尺寸一致。
3.根据权利要求1或2所述的装有叶片的叶轮。其特征在于，所述罗纹(60)通过伸出所述基干的倾斜平面(57)确定。
4.根据前述任意一项权利要求所述的装有叶片的叶轮，其特征在于，所述锁销具有形成在所述基干两侧的两个减重缺口(56)。
5.根据权利要求4所述的装有叶片的叶轮，其特征在于，在所述基干中心大致形成螺孔(52)。
全文摘要
装有叶片的转子轮包括可接纳叶根的接纳槽，且具有位于缺口两侧供插入所述叶根用的锁销。根据本发明，叶轮包括用于接纳叶根的接纳槽(14)，其具有用于插叶根的缺口和位于所述缺口两侧的两个锁销(32)；所述槽包括具有挖空部分(24)的上游环形凹处(20)，每个锁销均有上游螺纹(60)。
文档编号F01D5/30GK1932250SQ20061008063
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26日
发明者尼古拉斯·特里考奈特, 马修·考彻特克斯, 克劳德·莱亚斯 申请人:斯奈克玛