渦輪機(jī)的渦輪環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是用于直升機(jī)的的渦輪環(huán)。
[0002]這種環(huán)可在任何類型的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用，用于減少能夠出現(xiàn)在這種環(huán)內(nèi)的振動(dòng)行為。
【背景技術(shù)】
[0003]在傳統(tǒng)的直升飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，一種高壓渦輪環(huán)通常包括被緊固到環(huán)支撐件的一圈扇區(qū)。如在圖2中能夠看到的，為此該扇區(qū)設(shè)置有適用于與該支撐件的鉤配合的鉤。
[0004]與空氣流接觸，該環(huán)扇區(qū)遭受來(lái)自空氣動(dòng)力流的壓力，該壓力具體由從上游和下游級(jí)的尾流所導(dǎo)致，并且這可能導(dǎo)致振動(dòng)行為。特別是，在發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行范圍中，該扇區(qū)能夠進(jìn)入共振，一種能夠?qū)е掠捎谡駝?dòng)疲勞的開裂的現(xiàn)象或?qū)е逻^(guò)早磨損的現(xiàn)象。
[0005]現(xiàn)在，為了達(dá)到對(duì)這種振動(dòng)行為的更好控制，一種改進(jìn)的技術(shù)包括修改該扇區(qū)的特定形狀。然而，在給定所施加的機(jī)械和氣動(dòng)壓力的情況下，設(shè)計(jì)特定形狀很復(fù)雜。
[0006]另一種很容易實(shí)施的已知解決方案包括在組裝環(huán)時(shí)減少間隙。然而，在該扇區(qū)和該支撐件之間的徑向夾持導(dǎo)致在緊固件鉤上的額外機(jī)械應(yīng)力，因此它們能夠承受高水平的塑性變形，并且可能也開裂。此外，這種操作使安裝環(huán)的過(guò)程更復(fù)雜，從而增加了生產(chǎn)和維護(hù)成本。
[0007]因此存在對(duì)渦輪機(jī)環(huán)、以及對(duì)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的真正需求，至少在某種程度上避免了對(duì)于上述已知結(jié)構(gòu)固有的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種渦輪環(huán)，包括基本圓柱形的支撐件，以及形成一個(gè)圓圈的一個(gè)或多個(gè)扇區(qū)，所述圓圈被配置成限定一段空氣通道，每個(gè)扇區(qū)通過(guò)附接裝置被緊固到所述支撐件，其中所述附接裝置包括一個(gè)屬于所述支撐件并朝所述扇區(qū)突出的鉤部，以及一個(gè)屬于所述扇區(qū)并朝所述支撐件突出的鉤部，所述支撐件的和所述扇區(qū)的鉤部被配置成配合以將所述扇區(qū)緊固到所述支撐件；所述環(huán)進(jìn)一步包括阻尼器裝置，所述阻尼器裝置設(shè)置在所述附接裝置中并被徑向地?cái)D壓在所述扇區(qū)的一部分以及所述支撐件的一部分之間，以阻尼在所述扇區(qū)和所述支撐件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)；所述阻尼器裝置在圓周方向中與所述支撐件的內(nèi)表面以及與所述扇區(qū)的鉤部的外表面交替地接觸。
[0009]通過(guò)使用所述阻尼器裝置，所述阻尼器裝置保持在所述扇區(qū)的所述部分上的至少一個(gè)壓力區(qū)域以及在所述支撐件的所述部分上的至少一個(gè)壓力區(qū)域，在所述扇區(qū)和所述支撐件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)被約束并且因此很小。此外，它們由所述扇區(qū)和/或所述支撐件在阻尼器裝置上的摩擦被徑向地阻尼。所述摩擦消散了所述扇區(qū)的能量，因此它不再積累，從而減少了所述扇區(qū)在運(yùn)行范圍上變得諧振的風(fēng)險(xiǎn)，從而大大地限制了由于振動(dòng)疲勞的破壞。
[0010]此外，由于所述阻尼器裝置彈性地約束在所述扇區(qū)和所述支撐件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，可以保持在所述扇區(qū)和所述支撐件之間的徑向間隙，所述徑向間隙對(duì)于限制作用于所述扇區(qū)和所述支撐件上的單循環(huán)疲勞類型的機(jī)械壓力是足夠的，從而增加它們的壽命。
[0011]所述阻尼器裝置也可從其限制振動(dòng)的次級(jí)對(duì)象釋放所述扇區(qū)。在這種情況下，其形狀可被更自由地選擇:其形狀從而能夠被簡(jiǎn)化，從而導(dǎo)致成本降低，或者它相對(duì)于所述扇區(qū)的其他功能可被更有效地優(yōu)化。
[0012]此外，所述阻尼器裝置通過(guò)用作徑向尺寸的引導(dǎo)件促進(jìn)了在所述支撐件上組裝，該引導(dǎo)件基本對(duì)應(yīng)于在所述扇區(qū)和所述支撐件之間留下的間隙:所述扇區(qū)因此能夠被擠壓在所述阻尼器裝置上，以確保它被準(zhǔn)確地定位。這提高了定位精度和可重復(fù)性，從而導(dǎo)致在所述葉片末端的間隙上更好的控制，以及減少加工的不兼容。
[0013]這種結(jié)構(gòu)，其中所述阻尼器裝置在圓周方向中與所述支撐件的內(nèi)表面和與所述扇區(qū)的鉤部的外表面交替接觸，確保了所述阻尼器裝置能夠簡(jiǎn)單地成形，由于它沒(méi)有提供與所述支撐件的內(nèi)表面和所述扇區(qū)的鉤部的外表面連續(xù)和同時(shí)接觸的任何需求。
[0014]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置也被配置成在所述支撐件的一部分上擠壓所述扇區(qū)的一部分。在這種情況下，所述扇區(qū)的和所述支撐件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也可以被所述扇區(qū)在所述支撐件上的摩擦所阻尼。
[0015]在特定的實(shí)施例中，所述支撐件也通過(guò)類似于第一附接裝置的第二附接裝置被緊固；它設(shè)置有第二阻尼器裝置，所述第二阻尼器裝置設(shè)置在所述第二附接裝置中并類似于第一阻尼器裝置。
[0016]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置包括一個(gè)柔性葉片。該柔性葉片優(yōu)選地為一種由金屬板制成的元件。該柔性金屬板很便宜，很容易成形，并且呈現(xiàn)適合于這種阻尼的剛度。
[0017]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置在所述扇區(qū)的所述部分和所述支撐件的所述部分之間在其整個(gè)長(zhǎng)度上被徑向地?cái)D壓。在這種情況下，在所述扇區(qū)上和在所述支撐件上施加的壓力分布在所述扇區(qū)的整個(gè)長(zhǎng)度上，并且此外阻尼在整個(gè)扇區(qū)上是均勻的。
[0018]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置在其整個(gè)長(zhǎng)度上基本平滑，局部壓痕的截面沿其長(zhǎng)度分布。這些可特別地由球形凸出構(gòu)成，例如通過(guò)沖壓。
[0019]在其他實(shí)施例中，所述裝置包括一個(gè)由波紋金屬板制成的元件。
[0020]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置設(shè)置在所述扇區(qū)的鉤部的外表面和所述支撐件的內(nèi)表面之間。這種結(jié)構(gòu)很容易組裝，此外，在該結(jié)構(gòu)中，這兩個(gè)鉤部彼此擠壓，從而加強(qiáng)了所述扇區(qū)的緊固并改進(jìn)其阻尼。
[0021 ] 在其他實(shí)施例中，所述阻尼器裝置設(shè)置在所述支撐件的鉤部的內(nèi)表面和所述扇區(qū)的外表面。
[0022]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置被至少局部地接收在一個(gè)在所述扇區(qū)的一部分中形成的凹槽中。通過(guò)該凹槽，可以在將其裝配在所述支撐件上之前將所述阻尼器裝置安裝在所述扇區(qū)上，從而促進(jìn)裝配的過(guò)程。此外，這可以減少在所述扇區(qū)和所述支撐件之間的徑向間隙。
[0023]在其他實(shí)施例中，所述阻尼器裝置被至少局部地接收在一個(gè)在所述支撐件的一部分中形成的凹槽中。
[0024]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置包進(jìn)所述支撐件的鉤部的至少遠(yuǎn)端部分。所述阻尼器裝置因此很容易被放置在適當(dāng)位置并且即使沒(méi)有扇區(qū)也保持在適當(dāng)位置。
[0025]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置被配置以永久地保持，首先在所述支撐件的鉤部的外表面上的至少一個(gè)壓力區(qū)域和在其內(nèi)表面上的壓力區(qū)域，并且其次在所述扇區(qū)的鉤部的內(nèi)表面上的至少一個(gè)壓力區(qū)域和/或在所述扇區(qū)的外表面上的壓力區(qū)域。所述阻尼器裝置從而被夾持在所述鉤的端部周圍，從而確保它被放置在適當(dāng)位置并保持固定。
[0026]在其他實(shí)施例中，所述阻尼器裝置包進(jìn)所述扇區(qū)的鉤部的至少遠(yuǎn)端部分。
[0027]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置為都沿著由所述扇區(qū)形成的環(huán)的圓周連續(xù)地延伸的單件。然而，它可被一個(gè)被布置在所述裝置的方位角平面中的間隙所中斷。
[0028]在其他實(shí)施例中，所述阻尼器裝置被劃分為都沿著由所述扇區(qū)形成的圓圈的圓周彼此跟隨的多個(gè)截面。
[0029]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置的一個(gè)截面與每個(gè)扇區(qū)相關(guān)聯(lián)。
[0030]在其他實(shí)施例中，所述阻尼器裝置的每個(gè)截面與多個(gè)扇區(qū)相關(guān)聯(lián)。
[0031]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置也被配置成在所述支撐件和所述扇區(qū)之間提供密封。例如，它可以是編織墊。
[0032]在特定的實(shí)施例中，所述阻尼器裝置被固定到所述扇區(qū)或到所述支撐件。該固定優(yōu)選地由焊接執(zhí)行。
[0033]本說(shuō)明書還提供了一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，包括根據(jù)任一上述實(shí)施例的至少一個(gè)環(huán)。
[0034]在特定的實(shí)施例中，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是直升機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。所述環(huán)被裝配到所連接的渦輪和/或到所述自由渦輪。
[0035]在特定的實(shí)施例中，所述渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0036]在閱讀對(duì)所提出的環(huán)和渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)施例的以下詳細(xì)描述后，上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其他顯而易見。該詳細(xì)描述參考附圖。
【附圖說(shuō)明】
[0037]附圖是圖解性的并首先尋求說(shuō)明本發(fā)明的原理。
[0038]在附圖中，在圖與圖之間，使用相同的附圖符號(hào)標(biāo)記相同的元件(或元件部分)。此外，屬于不同實(shí)施例但具有類似功能的元件(或元件部分)通過(guò)增加100、200等……的數(shù)字符號(hào)標(biāo)記。
[0039]圖1是直升機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的一種示例的整體視圖。
[0040]圖2是渦輪環(huán)的第一示例的截面透視圖。
[0041]圖3是圖2環(huán)的軸向截面視圖。
[0042]圖4示出了圖2環(huán)的一種變型。
[0043]圖5是圖2環(huán)的另一變型的截面透視圖。
[0044]圖6A示出了阻尼器裝置的一種變型。
[0045]圖6B是設(shè)置有圖6A的阻尼器裝置的圖2環(huán)的徑向截面視圖。
[0046]圖7A示出了阻尼器裝置的另一變型。
[0047]圖7B是設(shè)置有圖7A的阻尼器裝置的圖2環(huán)的徑向截面視圖。
[0048]圖8A是該環(huán)的第二實(shí)施例的軸向截面視圖。
[0049]圖8B和8C是圖8A環(huán)的變型的軸向截面視圖。
[0050]圖9是該環(huán)的第三實(shí)施例的軸向截面視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051]為了使本發(fā)明更具體，以下參考附圖詳細(xì)地描述渦輪環(huán)的示例。應(yīng)該記住的是，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。
[0052]圖1示出了一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10，具體為直升機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。以傳統(tǒng)的方式，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)10包括壓縮機(jī)11、氣體發(fā)生器12，以及二者相連和自由的渦輪13和14，二者也被稱為由離開燃燒室12的燃燒氣體流驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)的高壓渦輪和低壓渦輪。自由渦輪14包括被緊固到軸15的一端的渦輪機(jī)葉輪14a。軸15的另一端具有一個(gè)與中間齒輪17嚙合的主齒輪16。該中間齒輪17與輸出齒輪18嚙合。中間齒輪17和輸出齒輪18為形成渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)10的減速齒輪箱的部分的齒輪。輸出齒輪18被連接到輸出軸19，用于連接到直升機(jī)的主齒輪箱(未示出)。所連接的渦輪13具有一個(gè)經(jīng)由傳動(dòng)軸20被連接到壓縮機(jī)11的渦輪輪13a。所連接的渦輪13也裝配有一個(gè)限定空氣流通道并且面對(duì)渦輪輪13a的葉片的渦輪環(huán)30 ο
[0053]圖2示出了這種渦輪環(huán)30的第一實(shí)施例。它通常包括一個(gè)形成該渦輪13的殼體的整體部分的大致圓柱形的環(huán)支撐件31，以及被緊固到該環(huán)支撐件31上的一圈環(huán)扇區(qū)32，以限定通過(guò)該渦輪13的氣流通道。
[0054]如在圖3中可更清楚地看到的那