專利名稱：渦輪葉片的錐形末梢覆環(huán)內(nèi)圓角的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在渦輪葉片的翼面末梢與葉片末梢覆板之間的可變錐形內(nèi)圓角，尤其涉及在形狀和尺寸上可提高渦輪葉片的零件壽命、性能和制造工藝的錐形內(nèi)圓角。
背景技術(shù)：
渦輪葉片通常具有翼面、座、柄部和沿該葉片徑向內(nèi)端的榫頭，并且常常具有位于翼面末梢與相鄰葉片的末梢覆板成機(jī)械接合的末梢覆板。普通渦輪葉片的末梢覆板和翼面一般具有預(yù)定尺寸的簡單內(nèi)圓角形狀，該內(nèi)圓角通常在末梢覆板和翼面末梢的交叉點(diǎn)附近具有恒定的半徑，就是說，由于在翼面末梢與末梢覆板交叉點(diǎn)附近采用了內(nèi)圓角，該覆板內(nèi)圓角具有大致均勻的半徑。上述內(nèi)圓角可減小翼面與末梢覆板之間的應(yīng)力集中。
雖然采用恒定半徑的內(nèi)圓角可減小應(yīng)力，但是發(fā)現(xiàn)，在翼面與末梢覆板之間的內(nèi)圓角區(qū)內(nèi)及其附近的各個部位或點(diǎn)上局部存在高的應(yīng)力，并且發(fā)現(xiàn)，這種局部高應(yīng)力會使葉片壽命顯著縮短。因此，雖然采用恒定半徑的內(nèi)圓角降低了應(yīng)力，但是在重要區(qū)域的局部高應(yīng)力依然存在。這類應(yīng)力可縮短末梢覆板的蠕變壽命而導(dǎo)致葉片的過早破壞。雖然，單個葉片破壞便要使渦輪脫離主機(jī)以便進(jìn)行修理。這是一種耗費(fèi)工時且費(fèi)錢的停機(jī)作業(yè)，要使用戶以及渦輪生產(chǎn)廠承擔(dān)由于非生產(chǎn)性的勞動力開支、零件修理費(fèi)用、停機(jī)工時損失以及渦輪復(fù)位所造成的更高的成本。因此，必需按規(guī)格改制葉片翼面末梢與末梢覆板之間的內(nèi)圓角以使包括沿內(nèi)圓角的高的局部應(yīng)力在內(nèi)的應(yīng)力更加均勻地分布，并減小內(nèi)圓角區(qū)的質(zhì)量以延長末梢覆板的蠕變壽命。
發(fā)明概述按照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提出一種翼面末梢與末梢覆板之間的變化的錐形內(nèi)圓角，通過改變與該內(nèi)圓角的與翼面末梢和末梢覆板的交叉點(diǎn)附近高的局部應(yīng)力有關(guān)的尺寸和形狀使上述內(nèi)圓角的蠕變以及質(zhì)量最小化。上述的變化的錐形內(nèi)圓角的形狀與翼面末梢和末梢覆板交叉點(diǎn)附近的偏移值1、偏移值2、Rho和不連續(xù)的X、Y頂點(diǎn)位置有關(guān)。偏移值1是每個沿翼面表面投影的頂點(diǎn)位置上垂直于翼面表面的距離，偏移值2是在每個沿末梢覆板下表面投影的頂點(diǎn)位置上垂直于末梢覆板下表面延伸的距離。從偏移值1和2對翼面表面和末梢覆板下表面上投影的法線可確定邊緣點(diǎn)，當(dāng)沿相應(yīng)的末梢覆板和翼面相連接時，上述邊緣點(diǎn)便形成內(nèi)圓角的邊緣。上述的偏移值是通過有限之應(yīng)力分析以使應(yīng)力最小化而確定的。Rho是一個界定每個頂點(diǎn)位置上內(nèi)圓角形狀的形狀參數(shù)。在沿翼面末梢與末梢覆板的交叉線上的各種X和Y位置上利用上述各參數(shù)可以使內(nèi)圓角在每個位置上是有不同的形狀，以使應(yīng)力沿內(nèi)圓角均勻分布，同時又使葉片內(nèi)圓角處的質(zhì)量最小化。因此，內(nèi)圓角的形狀被偏壓向末梢覆板或偏壓向翼面，如同在所考慮的具體位置進(jìn)行應(yīng)力分析所確定的那樣，從而可適應(yīng)高的局部應(yīng)力，并可使內(nèi)圓角的質(zhì)量最小化。
具體地說，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，由沿末梢覆板與翼面末梢的交叉線上的15個點(diǎn)或者說15個位置來界定最佳的錐形末梢覆板內(nèi)圓角，每個上述位置具有3個界定該位置上內(nèi)圓角的大小和形狀的參數(shù)即偏移值1、偏移值2和Rho。按照這些參數(shù)沿上述的交叉線改變內(nèi)圓角可使末梢覆板獲得最長的蠕變壽命，并使葉片在內(nèi)圓角的質(zhì)量最小化。下文的表I列出用于三級渦輪中具有92片渦輪葉片的第二級渦輪的葉片的末梢覆板/翼面末梢內(nèi)圓角的具體位置和參數(shù)?？梢钥闯觯瑧?yīng)用上述參數(shù)的位置的數(shù)值是可變化的，但同時又可使內(nèi)圓角形狀保持在一個足以達(dá)到蠕變壽命最長且葉片質(zhì)量最小的目的的固定的包絡(luò)面內(nèi)。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，提出一種渦輪葉片，該葉片具有翼面、翼面末梢、末梢覆板和在上述覆面末梢與末梢覆板的交叉點(diǎn)附近的內(nèi)圓角，該內(nèi)圓角的輪廓可隨上述交叉點(diǎn)附近的局部應(yīng)力而在該交叉點(diǎn)附近改變。
在本發(fā)明的又一個優(yōu)選實(shí)施例中，提出一種渦輪葉片，該葉片具有翼面、翼面末梢、末梢覆板和上述翼面未梢與末梢覆板的交叉點(diǎn)附近的內(nèi)圓角，該內(nèi)圓角具有一個大致按表I列出的X和Y坐標(biāo)值、偏移值1、偏移值2和Rho的名義輪廓，其中，X和Y(英寸)確定了翼面末梢與末梢覆板的交叉點(diǎn)附近的不連續(xù)的頂點(diǎn)位置，偏移值1和偏移值2分別是在每個沿翼面表面和末梢覆板下表面投影的相應(yīng)的X和Y位置上垂直于翼面表面和末梢覆板下表面的距離，上述兩個偏移值彼此相交，其交點(diǎn)分別在末梢覆板下表面和翼面表面上的法向投影便界定了邊緣點(diǎn)，當(dāng)該邊緣點(diǎn)沿相應(yīng)的末梢覆板和翼面被連接時便界定了內(nèi)圓角的邊緣。Rho是每個頂點(diǎn)位置上的無量綱形狀參數(shù)比 其中D1是沿內(nèi)圓角邊緣點(diǎn)之間的弦線中點(diǎn)與內(nèi)圓角表面上的突肩點(diǎn)之間的距離，D2是突肩點(diǎn)與頂點(diǎn)位置之間的距離，內(nèi)圓角在每個X、Y位置上的末梢覆板和翼面上的邊緣點(diǎn)由一條按形狀參數(shù)Rho穿過突肩點(diǎn)的平滑連續(xù)弧線連接之而界定每個頂點(diǎn)位置上的輪廓區(qū)段，將每個頂點(diǎn)位置上的輪廓區(qū)段彼此平滑地相連接便形成名義的內(nèi)圓角輪廓。
附圖簡述

圖1簡單示出通過一種多級燃?xì)鉁u輪的熱燃?xì)馔ǖ溃⑹境鼍哂邪幢景l(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的末梢覆板錐形內(nèi)圓角的第二級渦輪葉片翼面；圖2和3是圖1的第二級渦輪葉片的沿大致的圓周方向看去的相反的側(cè)向正視圖；圖4是圖3所示渦輪葉片的局部放大的前視圖；圖5是大致沿圖3的5-5線切取的翼面和末梢覆板的剖視圖；圖6是渦輪葉片末梢的末梢覆板錐形內(nèi)圓角的放大側(cè)視圖；圖7和8是大致沿圖5的7-7線切取的通過翼面和末梢覆板的剖視圖；和圖9是沿徑向向內(nèi)看去的末梢覆板端視圖，示出下文的表I中所列的X、Y和Z坐標(biāo)的位置。
發(fā)明詳述下面參看附圖尤其是圖1，圖中示出一種多級燃?xì)鉁u輪(圖中示出3級)12的熱燃?xì)馔ǖ?，總的以?biāo)號10表示，例如，第一級渦輪具有多個沿圓周隔開安裝的導(dǎo)向葉片14和渦輪葉片16，導(dǎo)向葉片14彼此沿圓周隔開并圍繞轉(zhuǎn)子軸線而安裝固定。當(dāng)然，第一級渦輪葉片16通過轉(zhuǎn)子輪盤19安裝在渦輪轉(zhuǎn)子17上。圖1中示出第二級渦輪12，它具有多個沿圓周隔開的導(dǎo)向葉片18和多個沿圓周隔開并通過轉(zhuǎn)子輪盤21安裝在渦輪轉(zhuǎn)子17上的渦輪葉片20。圖中示出的第三級渦輪也具有多個沿圓周隔開的導(dǎo)向葉片22和通過轉(zhuǎn)子輪盤23安裝在渦輪轉(zhuǎn)子17上的渦輪葉片24。從圖1可以看出，上述的導(dǎo)向葉片和渦輪葉片都處于熱燃?xì)馔ǖ?0內(nèi)。箭頭26示出熱燃?xì)饬鬟^熱燃?xì)馔ǖ?0的流動方向。
第二級渦輪的每個渦輪葉片20具有一個座20、一個柄部32和一個大致地或者說接近于沿軸向引入的用于與轉(zhuǎn)子輪盤上形狀互補(bǔ)匹配的燕尾榫槽(未示出)相連接的燕尾槽頭21。還可以看出每個渦輪葉片20具有一個葉片翼面36(例如圖2所示)。因此，每個渦輪葉片20按翼面形狀而言從翼面根部31至葉片末梢33的任何橫截面上都有一個翼面輪廓。
下面參看圖2～6，渦輪葉片20具有一個位于翼面末梢33與末梢覆板42之間的內(nèi)圓角40。如圖2、3和8所示，末梢覆板42具有一個沿圓周方向延伸并帶有用于與固定護(hù)罩形成密封的切齒44的末梢覆板密封件44。上述內(nèi)圓角40沿翼面末梢與末梢覆板之間的交叉線延伸。按照本發(fā)明，上述內(nèi)圓角40在末梢覆板與翼面末梢之間的交叉點(diǎn)附近的尺寸和形狀設(shè)計(jì)要使該內(nèi)圓角的蠕變量最小，并且使與交叉點(diǎn)附近的局部應(yīng)力部位有關(guān)的內(nèi)圓角質(zhì)量也最小。這就是說，按照交叉點(diǎn)附近的每個部位的應(yīng)力分析上述內(nèi)圓角的形狀向著末梢覆板或翼面偏壓，以便適應(yīng)高的局部應(yīng)力，并使每個上述部位的內(nèi)圓角質(zhì)量減至最小。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實(shí)施例中，末梢覆板內(nèi)圓角40由X、Y坐標(biāo)系統(tǒng)中在末梢覆板與翼面末梢的交叉點(diǎn)附近的15個點(diǎn)P1～P15(見圖9)界定。在每個X、Y位置中，內(nèi)圓角的形狀由3個參數(shù)即偏移值1(O1)、偏移值2(O2)和Rho來確定。用這3個參數(shù)確定變化的錐形內(nèi)圓角40，可使末梢覆板具有最長的蠕變壽命，同時又保持葉片的質(zhì)量最小化。
具體地，參看圖9，圖中示出X、Y坐標(biāo)系統(tǒng)，在圖9中，X軸在Y＝0沿水平方向延伸，Y軸在X＝0沿垂直方向延伸，X、Y軸在原點(diǎn)48相交。該原點(diǎn)48沿翼面的層疊軸線沿徑向方向延伸。上述的X、Y坐標(biāo)系統(tǒng)和原點(diǎn)采用與2003年6月13日提出的未決專利申請No.10/460205(代理人文件，No.839-1460)；(GE文件.134755)(其內(nèi)容納入本文作為參考)中所規(guī)定的相同的X、Y坐標(biāo)系統(tǒng)。圖9還示出多個在翼面36與末梢覆板42下表面的交叉點(diǎn)附近的位置，并以字母P加上所規(guī)定位置的編號來標(biāo)注，在圖7中，標(biāo)號52標(biāo)出交叉點(diǎn)的頂點(diǎn)位置。在下面的表I中，由表中列出的X、Y坐標(biāo)確定P1～P15位置。
錐形內(nèi)圓角40在每個X、Y位置上的形狀取決于3個參數(shù)偏移值1、偏移值2和Rho。圖7所示的和以O(shè)1標(biāo)注的偏移值1是在標(biāo)以P的并沿翼面表面投影的每個X、Y位置上從翼面36沿法線方向延伸的距離(英寸)。偏移值O2是在標(biāo)以P并沿末梢覆板下表面投影的每個X、Y位置上沿法線方向延伸的距離(英寸)。上述的偏移值O1和O2通過在末梢覆板與翼面末梢的交叉點(diǎn)附近每個位置上按迭代法的有限之應(yīng)力分析來確定，從而使應(yīng)力沿內(nèi)圓角的分布更均勻，并使葉片內(nèi)圓角區(qū)的質(zhì)量最小。如圖7所示，偏移值O1和O2在點(diǎn)54處相交。從交點(diǎn)54在末梢覆板和翼面上的法向投影分別得出邊緣點(diǎn)56和58，在相應(yīng)的末梢覆板和翼面相連接時上述邊緣點(diǎn)56和58界定了上述內(nèi)圓角的邊緣。
Rho是每個位置P上的無量綱形狀參數(shù)比。Rho=D1D1+D2,]]>式中D1是邊緣點(diǎn)56與58之間的弦線60的中點(diǎn)59與內(nèi)圓角40表面上的突肩點(diǎn)61之間的距離(見圖8)，D2是突肩點(diǎn)62與頂點(diǎn)位置52之間的距離。因此，使用通過按形狀參數(shù)Rho決定的突肩點(diǎn)62的光滑連續(xù)弧線連接由偏移值1和2界定的邊緣點(diǎn)56和58，就可以確定應(yīng)力最小的每個頂點(diǎn)位置P上的內(nèi)圓角輪廓區(qū)段?？梢钥闯?，內(nèi)圓角的表面形狀，即在每個位置P上的內(nèi)圓角輪廓區(qū)段64彼此圓滑地連接而形成在末梢覆板與翼面末梢的交叉點(diǎn)附近的名義內(nèi)圓角輪廓。從圖8可以看出，內(nèi)圓角表面64的形狀可根據(jù)Rho值而變化。例如，Rho值小時，其錐形表面便很平坦，Rho值大時其錐形很尖削。當(dāng)Rho值為0.5時，得出具有拋物線形狀的錐形內(nèi)圓角，Rho值為0～0.5時，具有橢圓形狀，Rho值為0.5～1.0時，具有雙曲線形狀。
表I列出X、Y坐標(biāo)值以及偏移值1(O1)、偏移值2(O2)、D1、D2和Rho等參數(shù)。
表I

表I中的A和B值是邊緣點(diǎn)至偏移O1與偏移O2的交點(diǎn)的距離。表I中的Z值是翼面的高度。Z′是轉(zhuǎn)動軸線與翼面末梢之間的距離。垂直于X-Y平面延伸的徑向X軸的位置相對于葉片的柄部34上預(yù)定的基準(zhǔn)面來確定。具體參看圖3和4，Z軸位于距前葉根68的前側(cè)面66(圖3)的沿X軸上1.866英寸處，并且距密封銷72的外側(cè)70(圖4)沿垂直于柄部的方向0.517英寸處。請注意，兩相應(yīng)的密封銷72、73的外側(cè)之間的距離為1.153英寸(圖4)，因此，Z軸的位置也確定坐標(biāo)X＝0，Y＝0。在Z軸上Z＝0的位置(圖3)位于距渦輪葉片安裝在輪盤上時的轉(zhuǎn)子中心線24.1英寸處。上述密封銷72和73的直徑為0.224英寸。
還要明白，表I給出的確定內(nèi)圓角40的表面形狀的值是用于名義內(nèi)圓角的，因此，應(yīng)當(dāng)在從表I確定的內(nèi)圓角表面形狀64上添加上±通常的制造公差即包括任何涂層厚度的±值。所以，沿內(nèi)圓角40的沿垂直于任何表面位置的方向的±0.160英寸的距離便界定這個具體的內(nèi)圓角40的內(nèi)圓角形狀包絡(luò)面，就是說，界定了上述表I給出的內(nèi)圓角的理想輪廓與通常冷態(tài)或者說室溫下的內(nèi)圓角輪廓之間的變化范圍。內(nèi)圓角的輪廓符合上述變化范圍而不削弱其力學(xué)的和氣動學(xué)的功能，同時又保持沿內(nèi)圓角區(qū)所需的均勻應(yīng)力分布。
另外，表I界定了翼面末梢與末梢覆板的交叉點(diǎn)附近的內(nèi)圓角輪廓。可用任何數(shù)值的X、Y位置來界定這個輪廓，因此，由表I的值所界定的內(nèi)圓角輪廓包括居于給定的X、Y位置中間的內(nèi)圓角輪廓，也包括當(dāng)表I界定的輪廓被在表I的給定位置之間延伸的平滑曲線連接時用較少X、Y位置界定的內(nèi)圓角形狀。
另外，還要明白，按上述表I所確定的內(nèi)圓角可以在幾何上按比例放大或按比例縮小用于其他渦輪的其他類似的內(nèi)圓角設(shè)計(jì)。例如，偏移值O1和O2以及X、Y坐標(biāo)值可以通過由一個常數(shù)乘以或除以這些值而按比例放大或按比例縮小而產(chǎn)生一個按比例放大或按比例縮小的內(nèi)圓角40的改型。由于Rho值是無量綱的值，故不能乘以或除以上述的常數(shù)。
還應(yīng)當(dāng)明白，內(nèi)圓角還可以相對于翼面來界定，因?yàn)橛糜诮缍▋?nèi)圓角的笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)與界定上述翼面的坐標(biāo)系統(tǒng)是通用的。因此，內(nèi)圓角可相對于每個第二級渦輪葉片翼面36的剛好在內(nèi)圓角徑向向內(nèi)的92％翼展上的翼面輪廓來界定。笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)X、Y、Z值(其中X、Y值由表II給出)界定渦輪葉片翼面在92％翼展上的輪廓。在92％翼展上的Z坐標(biāo)值最好為10.410英寸，Z＝0值最好在距轉(zhuǎn)子中心線沿徑向Z軸24.1英寸處。表II列出X、Y坐標(biāo)軸的坐標(biāo)值，但若將該值適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)換，也可用其他的尺寸單位。笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)中，X、Y和Z軸是呈正交關(guān)系的，X軸平行于渦輪轉(zhuǎn)子軸線即其轉(zhuǎn)動軸線，正的X坐標(biāo)值沿軸向向后亦即向渦輪排氣端延伸，正的Y坐標(biāo)值沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向切向向后延伸，正的Z坐標(biāo)值沿徑向向個朝著葉片末梢。
以平滑而連續(xù)的弧線連接X值和Y值，便可固定92％翼展上的輪廓截面39。采用用于內(nèi)圓角各點(diǎn)的X、Y坐標(biāo)系統(tǒng)的通用Z軸原點(diǎn)和限定92％翼展上的翼面輪廓的點(diǎn)，就可根據(jù)92％翼展上的翼面輪廓來界定內(nèi)圓角的表面形狀。上述采用的92％翼展僅僅是示例性的，也可以用其他百分?jǐn)?shù)的翼展來界定上述關(guān)系。上述的值是代表內(nèi)圓角的，而92％翼展上的翼面輪廓是在常溫下的非工作的或者說非熱狀態(tài)下的，并且是對未涂層的表面的。
與內(nèi)圓角一樣，翼面的真實(shí)輪廓必須考慮通常的制造公差以及表面涂層。因此，表II給出的92％翼展上的輪廓的值是對名義翼面而言的。所以顯然要對下面表II給出的X和Y值加上±通常的制造公差即包括任何涂層厚度的±值。因此，沿92％翼展上的翼面輪廓的垂直于任何表面位置的方向的±0.160英寸的距離便界定了翼面輪廓包絡(luò)面，即在正常冷態(tài)或者說室溫下對真實(shí)翼面表面的測量點(diǎn)與同一溫度下由表II給出的各點(diǎn)的理想位置之間的變化范圍。92％翼展上的葉片翼面符合上述變化范圍而不會降低力學(xué)的和氣動學(xué)的功能。
因此，通過使用與界定內(nèi)圓角40所用的相同笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)界定92％翼展上的翼面輪廓便可確定內(nèi)圓角與翼面之間的關(guān)系。
表II


雖然上面已結(jié)合目前認(rèn)為是最實(shí)用的和優(yōu)選的實(shí)施例說明了本發(fā)明，但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所述的實(shí)施例，而是相反，本發(fā)明要包括符合所附權(quán)利要求的精神和范圍的各種改型和等同的結(jié)構(gòu)方案。
零部件一覽表10熱燃?xì)馔ǖ?44切齒12燃?xì)鉁u輪 P1～P5翼面末梢與末梢覆板交叉線上的點(diǎn)14、18、22導(dǎo)向葉片 48原點(diǎn)16、20、24渦輪葉片 54交叉點(diǎn)17渦輪轉(zhuǎn)子 56、58邊緣點(diǎn)19轉(zhuǎn)子輪盤 59弦線中點(diǎn)21、23轉(zhuǎn)子輪盤 60弦線26氣流方向 62突肩點(diǎn)30座 52頂點(diǎn)位置32柄部 64內(nèi)圓角表面33葉片末梢 66前側(cè)面34燕尾榫頭 68前葉根31翼面根部 70外側(cè)36葉片的翼面 72、73密封銷39翼面輪廓截面40內(nèi)圓角42末梢覆板44密封件
權(quán)利要求
1.一種渦輪葉片(20)，它具有翼面(36)、一個翼面末梢(33)、一個末梢覆板(42)和一個在上述翼面末梢與上述末梢覆板的交叉點(diǎn)附近的內(nèi)圓角(40)，該內(nèi)圓角的輪廓隨著在上述交叉點(diǎn)附近的局部應(yīng)力而變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的渦輪葉片，其特征在于，在交叉線的一個點(diǎn)上的內(nèi)圓角輪廓是拋物線、橢圓和雙曲線中的一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的渦輪葉片，其特征在于，在交叉線的另一個點(diǎn)上的內(nèi)圓角輪廓是不同于交叉線上的上述的一個點(diǎn)上的上述拋物線、橢圓和雙曲線之一的曲線。
4.一種渦輪葉片(20)，它具有一個翼面(36)、一個翼面末梢(33)、一個末梢覆板(42)和一個在上述翼面末梢與上述末梢覆板的交叉線附近的內(nèi)圓角，該內(nèi)圓角的名義輪廓基本上符合表I列出的X和Y坐標(biāo)值、偏移值1、偏移值2和Rho值來，其特征在于，以英寸表示的X和Y值界定在翼面末梢與末梢覆板的交叉線附近的不連續(xù)的頂點(diǎn)位置，偏移值1和2分別是在每個沿翼面表面和末梢覆板下表面投影的相應(yīng)X、Y位置上垂直于翼面表面和末梢覆板下表面的以英寸表示的距離，上述兩偏移線彼此相交(54)，使得從上述的兩偏移線的交點(diǎn)分別在該末梢覆板下表面和翼面表面上的法向投影界定了邊緣點(diǎn)(56、58)，當(dāng)在相應(yīng)的末梢覆板和翼面附近相連接時，上述邊緣點(diǎn)便界定了該內(nèi)圓角的邊緣，上述的Rho是在每個頂點(diǎn)位置(52)上的無量綱形狀參數(shù)比 其中D1是沿上述內(nèi)圓角邊緣點(diǎn)(56、58)之間的弦線(60)的中點(diǎn)(59)與上述內(nèi)圓角的表面上的突肩點(diǎn)(62)之間的距離，D2是上述突肩點(diǎn)與頂點(diǎn)位置之間的距離，上述的在每個X、Y位置上的上述末梢覆板和上述翼面上的上述內(nèi)圓角邊緣點(diǎn)由一條按照該形狀參數(shù)Rho穿過上述突肩點(diǎn)的平滑連續(xù)弧線來連接，以便在每個頂點(diǎn)位置上界定一個輪廓區(qū)段，每個頂點(diǎn)位置上的上述輪廓區(qū)段互相平滑連接，以構(gòu)成名義的內(nèi)圓角輪廓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的渦輪葉片，其特征在于，上述的內(nèi)圓角(40)包含有表I所給出的從每個相應(yīng)的頂點(diǎn)位置(52)分別至沿末梢覆板和翼面的上述邊緣點(diǎn)(56、58)的以英寸表示的線性距離A和B。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的一種渦輪葉片，其特征在于構(gòu)成第二級渦輪的一部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的渦輪葉片，其特征在于，上述的內(nèi)圓角輪廓處于沿垂直于任何內(nèi)圓角表面位置的方向上±0.160英寸的包絡(luò)面內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的渦輪葉片，其特征在于，上述的X和Y距離和偏移值1和2可作為同一常數(shù)或數(shù)值的函數(shù)而按比例改變以形成按比例放大或縮小的內(nèi)圓角輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的渦輪葉片，其特征在于，上述內(nèi)圓角包含表I所給出的從每個相應(yīng)的頂點(diǎn)位置分別至沿末梢覆板和翼面的上述邊緣點(diǎn)的以英寸表示的線性距離A和B，上述的內(nèi)圓角輪廓處于沿垂直于任何內(nèi)圓角表面位置的方向上±0.160英寸的包絡(luò)面內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的渦輪葉片，其特征在于，上述的X和Y值組成具有Z軸的笛卡兒坐標(biāo)系統(tǒng)，上述的葉片翼面具有一個翼面形狀，該翼面具有大致符合表II所給出的笛卡兒坐標(biāo)X、Y和Z值的名義輪廓，其中Z值位于翼面的92％翼展上，并且其中，表II中的X和Y值是當(dāng)用平滑而連續(xù)的弧線連接時是以英寸表示的距離，它界定在92％翼展處的翼面輪廓區(qū)段(39)，內(nèi)圓角和翼面輪廓的X、Y和Z笛卡兒坐標(biāo)是一致的。
全文摘要
一種渦輪葉片(20)具有一個沿按照表I所示坐標(biāo)值X和Y、偏移值1、偏移值2和Rho的名義輪廓的翼面末梢(33)和末梢覆板(42)的交叉線的錐形內(nèi)圓角(40)。形狀參數(shù)即偏移值1、偏移值2和Rho用于確定內(nèi)圓角的在其特定X和Y位置上的形狀以形成適應(yīng)高的局部應(yīng)力的內(nèi)圓角形狀。內(nèi)圓角形狀可以是與每個X、Y位置上的形狀參數(shù)比D1/D1+D2的值有關(guān)的拋物線、橢圓或雙曲線，上述的D1是由偏移值O1和O2確定的邊緣點(diǎn)(56，58)之間的弦線(60)的中點(diǎn)(59)與內(nèi)圓角表面上的突肩點(diǎn)(62)之間的距離，而D2是突肩點(diǎn)(62)與翼面末梢與末梢覆板的交叉線上的頂點(diǎn)位置(52)之間的距離。
文檔編號F01D5/16GK1580496SQ20041005667
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者S·E·湯伯格, M·L·尼利 申請人:通用電氣公司