專利名稱：渦輪噴嘴段的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種渦輪噴嘴段，它包括安裝在飛機發(fā)動機渦輪殼背面的一部分渦輪噴嘴。
背景技術(shù)：
在飛機發(fā)動機技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，廣泛采用將渦輪噴嘴分成許多渦輪噴嘴段的方法，因為這樣可增加渦輪噴嘴的高溫強度等。一般說，渦輪噴嘴段包括一些定子葉片，一個整體模壓在定子葉片內(nèi)端上的弧形內(nèi)圈，一個整體模壓在定子葉片外端上的弧形外圈。
內(nèi)圈的具體構(gòu)造如下。在一些定子葉片的內(nèi)端(在輪轂一側(cè))有一個內(nèi)平臺，內(nèi)平臺有一個向內(nèi)突向其后端的法蘭，且在內(nèi)支臂的內(nèi)端有一個支撐拱。
在多個定子葉片的外端(在頂側(cè))有一個外平臺，后者在其內(nèi)側(cè)有一個外流程面。在外平臺的外側(cè)有一個前外支臂，支臂的前端有一個前箍圈，它可壓入渦輪殼的噴嘴支撐箍圈內(nèi)。在外平臺的外側(cè)，在前外支臂的背面有一個后外支臂。
當把由上述結(jié)構(gòu)的許多渦輪噴嘴段組成的渦輪噴嘴組件安裝到渦輪殼的背面時，將利用一個裝配卡具進行如下操作。裝配卡具包括與渦輪噴嘴段同樣數(shù)量的內(nèi)鎖緊件和外鎖緊件。也就是說，許多渦輪噴嘴段安置在一個圓上而構(gòu)成渦輪噴嘴組件。
將裝配卡具的每個內(nèi)鎖緊件插到與之相應(yīng)的渦輪噴嘴段的內(nèi)平臺和支撐拱之間并旋轉(zhuǎn)，使每個內(nèi)鎖緊件緊箍在與渦輪噴嘴段相應(yīng)的法蘭上。同樣將裝配卡具的每個外鎖緊件插到與之相應(yīng)的渦輪噴段的外平臺和后外支臂之間并旋轉(zhuǎn)，使每個外鎖緊件緊箍在與渦輪噴嘴段相應(yīng)的外平臺的后端附近。這樣，就可以把渦輪噴嘴組件暫時裝在該裝配卡具上。
然后，讓裝配卡具接近渦輪殼的背面，使每個渦輪噴嘴段的前外支臂的前箍圈壓入渦輪殼的噴嘴支撐箍圈內(nèi)。接下來，通過分別松開每個內(nèi)鎖緊件的箍緊狀態(tài)和每個外鎖緊件的箍緊狀態(tài)，使裝配卡具與渦輪殼分開。

發(fā)明內(nèi)容
內(nèi)平臺在其后端有一個法蘭部分，以使渦輪噴嘴組件裝入裝配卡具上時內(nèi)鎖緊件的箍緊狀態(tài)保持穩(wěn)定，但在渦輪噴嘴也裝入裝配卡具上時，若外平臺結(jié)構(gòu)是近似平行于發(fā)動機的中心線(發(fā)動機軸線)，外鎖緊件的箍緊狀態(tài)可能變得極其不穩(wěn)定。因此在這種情況下，渦輪噴嘴端很容易從裝配卡具移位，這將產(chǎn)生一個問題，即將渦輪噴嘴段的前箍圈壓入渦輪殼的噴嘴支撐圈是如此之難，以致固定操作變得很麻煩。
按照本發(fā)明的一種技術(shù)形式，將要安裝到飛機發(fā)動機渦輪殼背面上的渦輪噴嘴組件的一個渦輪噴嘴段包括許多定子葉片；一個整體模壓在定子葉片內(nèi)端的弧形內(nèi)圈；一個整體模壓在定子葉片外端的弧形外圈；一個做在內(nèi)圈中的內(nèi)平臺，此圈有一個法蘭向內(nèi)突向其后端，且在其外側(cè)有一個內(nèi)流程面；一個做在內(nèi)圈內(nèi)平臺內(nèi)側(cè)上的內(nèi)支臂，此內(nèi)圈的內(nèi)端有一個弧形密封支撐；一個做在外圈內(nèi)的外平臺，此外圈的內(nèi)側(cè)有一個外流程面；一個做在外圈外平臺的外側(cè)上的前外支臂，外圈的內(nèi)端有一個前箍圈，它能壓入渦輪殼的噴嘴支撐箍圈內(nèi)；一個做在外平臺外側(cè)上的前外支臂背面的后外支臂；以及一個做在外平臺后端圓周中心部分的箍圈，其中將渦輪噴嘴安裝到渦輪殼上的裝配卡具的外鎖緊件可以箍緊在該箍圈上。
按照本發(fā)明的另一種形式，后外支臂(23s)后面的結(jié)構(gòu)做成這樣，使得它的拱半徑朝后逐漸增加，而箍圈的前面做成與后外支臂的后面相對。
按照本發(fā)明的還有一種形式，箍圈的前面近似平行于后外支臂的后面。


圖1是按本發(fā)明一個實施例的渦輪噴嘴段的側(cè)視圖；圖2是圖6中部分A的放大圖；圖3是本發(fā)明的該實施例的渦輪噴嘴段的后視圖；圖4是圖1中部分B的放大圖；圖5是本發(fā)明此實施例的渦輪噴嘴段已裝到裝配卡具上的一種狀態(tài)示意圖；圖6是按本發(fā)明該實施例的渦輪噴嘴段的安裝工序示意圖。
具體實施例方式
下面參照圖1-5描述本發(fā)明的一個實施例。圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的渦輪噴嘴段的側(cè)視圖，表示該渦輪噴嘴段已安裝到飛機發(fā)動機渦輪殼上。圖2是圖6中部分A的放大圖，圖3是按本發(fā)明該實施例的渦輪噴嘴段的后視圖，圖4是圖1中部分B的放大圖，圖5是表示本發(fā)明的該實施例的渦輪噴嘴段已裝到裝配卡具上的狀態(tài)示意圖，圖6是按本發(fā)明該實施例的渦輪噴嘴段安裝工序示意圖。
所謂“前”和“后”是指分別朝著圖1和4中左側(cè)(+Z方向)和右側(cè)(-Z方向)，在圖2和6中是分別朝下(+Z方向)和朝上(-Z方向)，在圖3和5中是朝著紙平面向外(+Z方向)和向內(nèi)(-Z方向)。所謂“內(nèi)”在圖1、3、5中是指朝下(-r方向)，在圖2中是朝右側(cè)(+r方向)。“外”在圖1、3、4中是指朝上(+r方向)，在圖2中是指左側(cè)(+r方向)。
如圖1、3、5所示，按照本發(fā)明的一個實施例，渦輪噴嘴段1是安裝到渦輪殼3背部的渦輪噴嘴組件5的一部分，它包括一些定子葉片7，一個整體模壓在定子葉片內(nèi)端(-r方向)的弧形內(nèi)圈9，一個整體模壓在定子葉片外端(+r方向)的弧形外圈11，和一個銅焊在內(nèi)圈9內(nèi)端上的蜂窩狀結(jié)構(gòu)的密封件13。應(yīng)該指出，圖5所示的組成渦輪噴嘴組件5的渦輪噴嘴段1的數(shù)量僅僅是作為一個示例，一般都要比該圖所示的多。
內(nèi)圈9的具體構(gòu)造如下。如圖1和3所示，內(nèi)平臺15形成在定子葉片7內(nèi)端，在此內(nèi)平臺15的外側(cè)有一個內(nèi)流程面15s，且內(nèi)平臺還有一個向內(nèi)突向后端的法蘭15a。同時，內(nèi)平臺15做成沿發(fā)動機的軸線向內(nèi)(-r方向)伸向后側(cè)(-Z方向)。換句話說，發(fā)動機的軸線是沿定子葉片發(fā)動機輪軸的方向，而且是沿圖1中的左右方向(Z-軸方向)，沿圖2中的上下方向(Z-軸方向)。內(nèi)支臂17形成在內(nèi)平臺15內(nèi)側(cè)，且內(nèi)支臂17的內(nèi)端有一個密封支座17a。
如圖1至4所示，外平臺19形成在定子葉片7的外端，且在外平臺19的內(nèi)側(cè)有一個外流程面19s。此外平臺19的外流程面19s在結(jié)構(gòu)上做成基本與發(fā)動機軸線平行(在Z-軸方向)。
前外支臂21形成在外平臺19的外側(cè)上，且在其前端有一個前箍圈21a，可以壓入渦輪殼3的噴嘴支撐箍圈3a中。后外支臂23形成在外平臺19外側(cè)的前外支臂21的后面(-Z方向)，且后外支臂有一個后箍圈23a，在其前(+r方向)端部由一個后罩段25支托。可與防旋轉(zhuǎn)銷27相連的防旋轉(zhuǎn)槽23b是后外支臂23的后箍圈23a的一部分，且噴嘴段1支撐得不會被防旋轉(zhuǎn)銷27轉(zhuǎn)動和移動。后外支臂23的背面23s做成使其弧半徑向后(-Z方向)逐漸增加。
箍圈29形成在外平臺19的后端及圓周(θ方向)的中央部分。用來將渦輪噴嘴組件5裝到渦輪殼3上的裝配卡具31的外鎖緊件33可以緊箍在箍圈29上，箍圈29的前表面29s做成近似平行于后外支臂23的背面23s且與其相對。前表面29s做成沿發(fā)動機軸線(沿Z方向)朝外(+r方向)伸至它的背面(-Z方向)。也就是說，箍圈29的前表面29s的弧半徑朝后(-Z方向)逐漸增加。例如在圖4中，后外支臂23的前表面23s和箍圈29的前表面29s是彼此平行的斜面。
箍圈29在圓周方向的長度m做成大于或等于外平臺19在圓周方向(θ方向)長度M的0.15倍，且小于或等于它的0.3倍，即0.15M≤m≤0.3M。
箍圈29的高度h的范圍做成大于或等于外平臺19與后外支臂23后箍圈23a之間高度H的o.1倍，且小于或等于它的0.25倍，即0.1H≤m≤0.25H。
如圖5和6所示，裝配卡具31包括一個卡具底座35和一些外鎖緊件33(鎖緊件的數(shù)量和渦輪噴嘴段1的數(shù)量相同)，它們沿卡具底座35的外圓周處在按圓周(θ方向)方向相等的距離上；以及一些內(nèi)鎖緊件37(其數(shù)量與渦輪噴嘴段1的數(shù)量相同)，它們沿卡具底座內(nèi)圓周處在按圓周方向(θ方向)相等的距離上。每個外鎖緊件可通過操作外杠桿39鉸接，每個內(nèi)鎖緊件37也可以通過操作內(nèi)杠桿41鉸接。
當把包含具有上述結(jié)構(gòu)的渦輪噴嘴段1的渦輪噴嘴組件5安裝到渦輪殼3的背面時，將利用裝配卡具31作如下的操作。首先，用定位卡具(圖中未示出)將各渦輪噴嘴段1安置在一個圓上。這樣就可以用這些渦輪噴嘴段1組裝成渦輪噴嘴組件5。
接著如圖2和5所示，把裝配卡具31的內(nèi)鎖緊件37插到相應(yīng)的渦輪噴嘴段1的內(nèi)平臺15和密封支撐17a之間，并通過操作鉤在相應(yīng)渦輪噴嘴段1法蘭15a上的內(nèi)杠桿41鉸接每個內(nèi)鎖緊件37。按同樣的方法，將裝配卡具31的每個外鎖緊件33(33a)插到相應(yīng)的渦輪噴嘴段1的外平臺19和后外支臂23之間，并通過操作鉤在相應(yīng)渦輪噴嘴段1的箍圈29上的外杠桿39鉸接每個外鎖緊件33(33b)。這樣就可以把渦輪噴嘴組件5暫時裝在裝配卡具31上。
由于渦輪噴嘴段1在其內(nèi)平臺15上有法蘭，在外平臺19上有箍圈，故通過外鎖緊件33和內(nèi)鎖緊件37可將渦輪噴嘴組件穩(wěn)定地裝到噴嘴裝配卡具31上。
因為箍圈29的前表面29s做成基本平行于后外支臂23的背面23s且與它相對，通過將外鎖緊件33插到外平臺19和后外支臂23之間并轉(zhuǎn)動，至少可以把后外支臂23后表面23s的一部分P2和箍圈29的前表面29s的一部分P1局部壓成幾乎相反的方向。因此，即使箍圈29在圓周方向的長度不那么長，高度不那么高，外鎖緊件33的箍緊狀態(tài)仍然可以很穩(wěn)定。另外，通過限制渦輪噴嘴段1在徑向(r-軸方向)的位移可以使渦輪噴嘴段1的位置和方向穩(wěn)定。
此外，由于箍圈29在圓周方向的長度m做得大于或等于0.15M并小于或等于0.3M，且h做得大于或等于0.1H并小于或等于0.25H，故通過進一步限制箍圈29的圓周方向長度和高度，可以使外鎖緊件33的箍緊狀態(tài)更加穩(wěn)定。
然后，如圖1和6所示，讓裝配卡具31從后面(-Z方向)伸入渦輪殼3而將每個渦輪噴嘴段1的前外支臂21的前箍圈21a壓入渦輪殼3的噴嘴支撐箍圈3a內(nèi)。接著通過將每個渦輪噴嘴段1后外支臂23的后箍圈23a的防轉(zhuǎn)動槽23b連至防轉(zhuǎn)動銷27后，分別松開每個內(nèi)鎖緊件37的箍緊狀態(tài)和外鎖緊件33的箍緊狀態(tài)，將裝配卡具31與渦輪殼3分開。最后，外支臂23的后箍圈23a是由后遮板段25和渦輪殼3支托的。
按照本發(fā)明的上述實施例，由于內(nèi)鎖緊件37的箍緊狀態(tài)和外鎖緊件33的箍緊狀態(tài)在渦輪噴嘴組件5裝到裝配卡具31上時可以很穩(wěn)定，所以即使在外平臺19做成近似平行于發(fā)動機軸線(Z軸方向)的情況下，也可以通過限制渦輪噴嘴段1相對于裝配卡具31的位移，來提高安裝渦輪噴嘴組件5的工作效率。
由于即使箍圈29在圓周方向的長度不是很長，高度不是很高，外鎖緊件33的箍緊狀態(tài)在渦輪噴嘴組件5裝到裝配卡具31上時也可以很穩(wěn)定，故渦輪噴嘴段1的重量可以減小，因為不需要增加箍圈29在圓周方向的長度或增加箍圈在向上方向的長度。
特別由于箍圈29的圓周長度或高度受到限制，在渦輪噴嘴組件5裝到裝配卡具31上時外鎖緊件33的箍緊狀態(tài)可以更穩(wěn)定，因此在減輕渦輪噴嘴段1的重量的同時，仍可提高安裝渦輪噴嘴組件5的工作效率。
本發(fā)明不只是限于對上面實施例的說明，在經(jīng)過適當?shù)淖兓笏梢赃m用于各種各樣的模式。
本發(fā)明的效果按照本發(fā)明，由于內(nèi)鎖緊件的箍緊狀態(tài)和外鎖緊件的箍緊狀態(tài)在裝到裝配卡具上時可以很穩(wěn)定，所以，即使外平臺19是做成近似平行葉片寬度的方向，仍可通過限制渦輪噴嘴段1相對于裝配卡具31連接處的不牢狀態(tài)來提高安裝渦輪噴嘴的工作效率。
另外，按照本發(fā)明的一種技術(shù)形式，即使箍圈的圓周長度不是很長，箍圈的高度不是很高，外鎖緊件的箍緊狀態(tài)也可以做得很穩(wěn)定，故有利于減輕渦輪噴嘴段1的重量，因為不需要增加箍圈的圓周長度和增加箍圈在向上方向的長度。
根據(jù)本發(fā)明的另一個技術(shù)形式，因為通過進一步限制箍圈的圓周長度和高度，可使外鎖緊件的箍緊狀態(tài)更加穩(wěn)定，故在減輕渦輪噴嘴段1重量的同時，仍可進一步提高安裝渦輪噴嘴的工作效率。
雖然上面是參照某些實施例對本發(fā)明進行說明，但本發(fā)明并不僅限于上述實施例，本專業(yè)技術(shù)人員在實踐過程中可以對上述實施例進行修改和改變。本發(fā)明的范圍將參照下面的權(quán)利要求書界定。
權(quán)利要求
1.一個安裝在飛機發(fā)動機渦輪殼背面的渦輪噴嘴組件的渦輪噴嘴段，包括一些定子葉片；一個整體模壓在定子葉片內(nèi)端的弧形內(nèi)圈；一個整體模壓在定子葉片外端的弧形外圈；一個形成于內(nèi)圈內(nèi)的內(nèi)平臺，該內(nèi)平臺有一個向內(nèi)突向其后端的法蘭部分和一個在其外側(cè)的流程面；一個形成于內(nèi)圈的內(nèi)平臺內(nèi)側(cè)的內(nèi)支臂，該內(nèi)支臂在其內(nèi)端有一個弧形密封支撐；一個形成于外圈內(nèi)的外平臺，該外平臺在其內(nèi)側(cè)有一個外流程面；一個形成于外圈的外平臺外側(cè)的前外支臂，該前外支臂有一個前箍圈，能在前外支臂的內(nèi)端壓入渦輪殼的噴嘴支撐箍圈；一個形成于外平臺外側(cè)的前外支臂背面上的后外支臂；和一個形成于外平臺后端的圓周中心部分的箍圈部件，其中用來把渦輪噴嘴組件安裝到渦輪殼的裝配卡具的外鎖緊件可以箍緊在箍圈部件上。
2.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴嘴段，其中后外支臂的后表面做成使其弧的半徑逐漸朝后增加；及箍圈部件的前表面做成與后外支臂的后表面相對。
3.如權(quán)利要求2所述的渦輪噴嘴段，其中箍圈部件的前表面基本平行于后外支臂的后表面。
4.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴嘴段，其中后外支臂的后表面做成使從底端部分伸向前端部分的一個區(qū)域能逐漸向后增加其弧半徑；箍圈部件的前表面做成與后外支臂的后表面相對；箍圈部件的前表面基本平行于后外支臂的后表面。
5.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴嘴段，其中箍圈部件在圓周方向的長度處在大于或等于0.15倍和小于或等于0.30倍外平臺在圓周方向長度的范圍。
6.如權(quán)利要求1所述的渦輪噴嘴段，其中箍圈部件的高度大于或等于外平臺和后外支臂前端部分之間高度之差的0.1倍，而小于或等于此高度差的0.25倍。
7.如權(quán)利要求2所述的渦輪噴嘴段，其中箍圈部件在圓周方向的長度處在大于或等于0.15倍和小于或等于0.30倍外平臺在圓周方向長度的范圍。
8.如權(quán)利要求2所述的渦輪噴嘴段，其中箍圈部件的高度范圍為大于或等于0.1倍和小于或等于0.25倍的外平臺和后外支臂前端部分之間的高度差。
全文摘要
渦輪噴嘴組件的渦輪噴嘴段1包括一些定子葉片7，一個整體模壓在定子葉片7內(nèi)段的弧形內(nèi)圈9，一個整體模壓在定子葉片7外段的弧形外圈11，外圈11包括一個外平臺19，一個前外支臂21，一個后外支臂23，和一個形成在后端及外平臺19圓周方向中心部分的箍圈29。
文檔編號F01D9/02GK1780972SQ20048001149
公開日2006年5月31日 申請日期2004年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月28日
發(fā)明者都留敦, 西村圭司 申請人:石川島播磨重工業(yè)株式會社