整體葉盤邊緣面截槽的制作方法
【專利說明】整體葉盤邊緣面截槽
[0001 ] 政府利益
[0002]本發(fā)明在由國防部編號N0.W911W6-07-2-0002的政府合同下的政府支持下進行。政府對本發(fā)明具有一定權利。
技術領域
[0003]本發(fā)明大體涉及燃氣渦輪發(fā)動機渦輪轉子支撐葉片，并且更具體地，涉及在這樣的葉片下的截槽。
【背景技術】
[0004]若干類型的燃氣渦輪發(fā)動機包括高壓轉子，該高壓轉子具有軸向高壓壓縮機(HPC)，其結合到高壓渦輪(HPT)以形成高壓轉子。HPC典型地包括一個或更多個連接級。每個HPC級包括一組壓縮機葉片或翼形件，其從壓縮機盤、整體葉盤、或BLUM的環(huán)形外邊緣徑向向外延伸。單個連接螺栓或連桿穿過高壓轉子的高壓轉子孔通過用來夾緊到一起的鎖定螺母緊固和固定，并且使高壓轉子置于受壓縮。轉子孔與連桿分開并界定連接桿。這樣的轉子是公知的且為在1996年7月23日提交的，標題為“用于燃氣渦輪發(fā)動機的高壓氣體發(fā)生器轉子連桿系統(tǒng)”，且轉讓至本受讓人、通用電氣公司的美國專利編號N0.5，537，814中公開的轉子的實例，并且通過引用將其并入于此。
[0005]—個特定的HPC轉子設計包括多個壓縮機和稱為一體葉片轉子的渦輪轉子部件。一體葉片轉子的實例包括通常被稱為整體葉盤的一體葉片盤和被稱為BLUM的一體葉片鼓筒。這樣的轉子部件通常連接至相鄰的轉子部件，通過典型地被稱為彎曲聯(lián)接件的徑向面花鍵、或其它非螺栓連接(例如槽口接合)以旋轉驅動接合連接。整體葉盤可為串聯(lián)的整體葉盤，其具有兩個或更多個軸向相鄰組的葉片或翼形件，其從整體葉盤的環(huán)形外邊緣徑向向外延伸。
[0006]單個轉子可單獨地在壓縮機或渦輪轉子或備選地整個氣體發(fā)生器轉子組件上跨越，從而穿過其施加壓縮負載來防止壓縮機和渦輪部件以及相關硬件的分離。
[0007]高連桿負載可通過高壓壓縮機(HPC)的一體葉片盤賦予，其與HPC的流路的形狀一起，引起高壓縮應力被傳遞出轉子一體葉片盤的邊緣且進入轉子一體葉片盤的翼形件的后緣根部。這樣，需要減小傳遞出轉子一體葉片盤的邊緣且進入轉子一體葉片盤的翼形件的后緣根部的高壓縮應力。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]—種燃氣渦輪發(fā)動機高壓轉子整體葉盤，包括至少一個圓形組的翼形件，其繞與整體葉盤成一體的環(huán)形邊緣周向布置、與其成一體、且從與整體葉盤成一體的環(huán)形邊緣徑向向外延伸。腹板從轂徑向延伸至邊緣，并且邊緣包括環(huán)形平坦面朝后面，其具有共面的徑向外和內(nèi)環(huán)形面部分，它們通過從平坦面朝后面向上游或軸向向前延伸入邊緣的環(huán)形截槽徑向地分離。
[0009]翼形件可從在邊緣上的根部徑向向外延伸至翼頂并且包括徑向延伸的壓力和吸弓丨側，它們在軸向分離的前緣和后緣之間軸向地或弦向地延伸。翼形件根部包括根部圓角，其繞翼形件在邊緣與壓力和吸引側之間從前緣延伸至后緣。
[0010]邊緣的軸向向后延伸環(huán)形圓柱形區(qū)段可從面朝后面向后延伸。環(huán)形應力消除圓角可徑向地和軸向地延伸入在環(huán)形區(qū)段的外圓柱表面和面朝后面之間的邊緣環(huán)形轉角。
[0011]燃氣渦輪發(fā)動機高壓轉子組件包括軸向相鄰的第一和第二轉子區(qū)段;至少一個圓形組的翼形件，其繞與第一轉子區(qū)段成一體的環(huán)形第一邊緣周向地布置，與該環(huán)形第一邊緣成一體且由其徑向向外延伸;轂和從轂徑向向外延伸至第一邊緣的腹板;和第一邊緣，其包括環(huán)形平坦面朝后面，該面朝后面具有由環(huán)形截槽徑向地分離的共面徑向外和內(nèi)環(huán)形面部分，該環(huán)形截槽從平坦面朝后面向上游延伸或軸向向前延伸入第一邊緣。
[0012]燃氣渦輪發(fā)動機高壓轉子也可包括:翼形件，從在第一邊緣上的根部徑向向外延伸至翼形件頂部;翼形件，包括徑向延伸的壓力和吸引側，其在軸向分開的前緣和后緣之間軸向或弦向地延伸；以及翼形件根部，包括根部圓角，其繞翼形件在第一邊緣和壓力與吸引側之間從前緣延伸至后緣。
[0013]第一邊緣還可包括:軸向向后延伸的環(huán)形圓柱形區(qū)段，其從面朝后面向后延伸;槽口接合，其連接第一和第二轉子區(qū)段，第二轉子區(qū)段的環(huán)形向前延伸部或臂，其從第二轉子區(qū)段的環(huán)形第二邊緣軸向向前延伸；以及槽口接合，其將第一邊緣的圓柱形區(qū)段接合且部分結合到第二轉子區(qū)段的前臂的環(huán)形前端。
[0014]前臂的環(huán)形前端可包括:徑向相鄰的環(huán)形和平坦徑向內(nèi)和外面朝前環(huán)形面，外面朝前環(huán)形面與環(huán)形截槽徑向向外的面朝后面稍微軸向分開;和環(huán)形間隙，其在外面朝前環(huán)形面和面朝后面之間。
[0015]第一邊緣，其可包括環(huán)形應力消除圓角，其徑向地且軸向地延伸入在環(huán)形區(qū)段的外圓柱形表面和面朝后面之間的邊緣環(huán)形轉角。環(huán)形區(qū)段可包括徑向外圓柱表面，其與第二轉子區(qū)段的前臂的前端的徑向內(nèi)圓柱表面相配。前臂的前端可包括在內(nèi)圓柱表面和環(huán)形前端的平坦徑向內(nèi)面朝前環(huán)形面之間的倒角。
[0016]本發(fā)明的第一技術方案提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機高壓轉子整體葉盤，包括:至少一個圓形組的翼形件，其繞與整體葉盤成一體的環(huán)形邊緣周向地布置，與環(huán)形邊緣成一體且從環(huán)形邊緣徑向向外延伸;轂和從轂徑向向外延伸至邊緣的腹板；以及邊緣，包括環(huán)形平坦面朝后面，面朝后面具有共面的徑向外和內(nèi)環(huán)形面部分，其通過環(huán)形截槽徑向地分離，環(huán)形截槽從平坦面朝后面向上游或軸向向前延伸入邊緣。
[0017]本發(fā)明的第二技術方案為在第一技術方案中，還包括:翼形件，從在邊緣上的根部徑向向外延伸至翼形件頂部，翼形件，包括徑向延伸的壓力和吸引側，其在軸向分開的前緣和后緣之間軸向或弦向地延伸，以及翼形件根部，其包括根部圓角，根部圓角繞翼形件在邊緣和壓力與吸引側之間從前緣延伸至后緣。
[0018]本發(fā)明的第三技術方案為在第二技術方案中，還包括:從面朝后面向下游或向后延伸的邊緣的下游或軸向向后延伸的環(huán)形圓柱區(qū)段。
[0019]本發(fā)明的第四技術方案為在第三技術方案中，還包括:環(huán)形應力消除圓角，其徑向地且軸向地延伸入在環(huán)形區(qū)段的外圓柱表面和面朝后面之間的邊緣環(huán)形轉角。
[0020]本發(fā)明的第五技術方案提供了一種燃氣渦輪發(fā)動機高壓轉子組件，其包括:軸向相鄰的上游和下游或第一和第二轉子區(qū)段，至少一個圓形組的翼形件，其繞與第一轉子區(qū)段成一體的環(huán)形第一邊緣周向地布置、與環(huán)形第一邊緣成一體、并且從環(huán)形第一邊緣徑向向外延伸，轂和從轂徑向向外延伸至第一邊緣的腹板；以及第一邊緣，其包括環(huán)形平坦面朝后面，面朝后面具有由環(huán)形截槽徑向地分離的共面徑向外和內(nèi)環(huán)形面部分，環(huán)形截槽從平坦面朝后面向上游或軸向向前延伸入第一邊緣。
[0021 ]本發(fā)明的第六技術方案為在第五技術方案中，還包括:翼形件，從在第一邊緣上的根部徑向向外延伸至翼形件頂部，翼形件，包括徑向延伸的壓力和吸引側，其在軸向分開的前緣和后緣之間軸向或弦向地延伸，以及翼形件根部，包括根部圓角，其繞翼形件在第一邊緣與壓力和吸引側之間從前緣延伸到后緣。
[0022]本發(fā)明的第七技術方案為在第六技術方案中，還包括:第一邊緣的下游或軸向向后延伸環(huán)形圓柱區(qū)段，第一邊緣從面朝后面向下游或向后延伸，槽口接合，其連接第一和第二轉子區(qū)段，第二轉子區(qū)段的環(huán)形向前延伸部或臂，其從第二轉子區(qū)段的環(huán)形第二邊緣軸向向前延伸，以及槽口接合，其將第一邊緣的圓柱區(qū)段接合且部分地結合至第二轉子區(qū)段的前臂的環(huán)形前端。
[0023]本發(fā)明的第八技術方案為在第七技術方案中，還包括:前臂的環(huán)形前端，其包括徑向相鄰的環(huán)形和平坦徑向內(nèi)和外面朝前環(huán)形面，外面朝前環(huán)形面，其與面朝后面稍微軸向地分開，面朝后面在環(huán)形截槽的徑向向外，以及環(huán)形間隙，其在外面朝前環(huán)形面和面朝后面之間。
[0024]本發(fā)明的第九技術方案為在第八技術方案中，還包括:環(huán)形應力消除圓角，其徑向地且軸向地延伸入在環(huán)形區(qū)段的外圓柱表面和面朝后面之間的邊緣環(huán)形轉角，環(huán)形區(qū)段，包括徑向外圓柱表面，其與第二轉子區(qū)段的前臂的前端的徑向內(nèi)圓柱表面配合，以及倒角，其在內(nèi)圓柱表面和環(huán)形前端的平坦徑向內(nèi)面朝前環(huán)形面之間。
[0025]本發(fā)明的第十技術方案為在第五技術方案中，還包括:翼形件，從在第一邊緣上的根部徑向向外延伸至翼形件頂部，翼形件，包括徑向延伸的壓力和吸引側，其在軸向分開的前緣和后緣之間軸向地或弦向地延伸，以及翼形件根部，包括根部圓角，其繞翼形件在第一邊緣與壓力和吸引側之間從前緣延伸至后緣。
[0026]本發(fā)明的第十一技術方案是在第五技術方案中，還包括:轉子孔，其布置在第一和第二轉子區(qū)段中且由轂部分地限制;連桿，其布置穿過轉子孔；以及鎖定螺母，其螺紋連接于在連桿上的螺紋，從而將連桿置于張緊且將第一和第二轉子區(qū)段夾緊在一起。
[0027]本發(fā)明的第十二技術方案是在第^^一技術方案中，還包括:從面朝后面向下游或向后延伸的第