具有葉片的軸向保持裝置的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，例如多流渦輪噴氣引擎風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，其包括具有邊緣上的鴿尾形截面的大致軸向的狹槽的盤（4），和單獨(dú)安裝在所述狹槽中的葉片（6），一軸向楔（143）設(shè)置在葉片根部與狹槽底部之間，一橫向鎖（144）沿葉片的上游方向在它們的狹槽中提供葉片的軸向障礙，所述鎖被引導(dǎo)到形成在狹槽的側(cè)壁中的徑向凹口中，并沿徑向撐靠所述楔。該轉(zhuǎn)子的特征在于，所述軸向楔（143）通過接靠一固定到所述盤（4）上的橫向環(huán)形部件（145）而沿上游方向被固定。
【專利說明】具有葉片的軸向保持裝置的渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪機(jī)領(lǐng)域，更具體說是涉及多流渦輪風(fēng)扇引擎領(lǐng)域，其在前部具有風(fēng)扇；并涉及裝容在轉(zhuǎn)子盤邊緣上的軸向狹槽或槽中的葉片的軸向鎖定。其主要涉及風(fēng)扇葉片在風(fēng)扇盤上它們的容器中的鎖定。
【背景技術(shù)】
[0002]多流渦輪噴氣發(fā)動機(jī)引擎包括氣體渦輪引擎，其驅(qū)動通常位于該引擎前部的風(fēng)扇。風(fēng)扇通常包括轉(zhuǎn)子盤，該轉(zhuǎn)子盤具有多個(gè)徑向風(fēng)扇葉片，所述風(fēng)扇葉片沿周向相互間隔開，并固定于一形成在其邊緣上的單獨(dú)的狹槽中。所述狹槽大致沿軸向取向，并具有鴿尾形的截面。它們的形狀與葉片根部的形狀互補(bǔ)，以在葉片受到由于盤旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力時(shí)將葉片根部固定就位。所述葉片通過將它們軸向引入狹槽中而單獨(dú)安裝。它們利用一軸向楔而沿徑向楔入，所述軸向楔滑入到所述狹槽的底部與葉片根部之間。它們通過基本由低壓鼓或推進(jìn)轉(zhuǎn)子形成的一支座而沿下游方向軸向固定，所述推進(jìn)轉(zhuǎn)子固定到下游風(fēng)扇盤上，并通過一鎖向上游方向沿軸向固定。上游和下游是參照氣流穿過引擎的方向而限定的。
[0003]當(dāng)受到空氣動力時(shí)，已提出將葉片軸向保持在其容器內(nèi)的方案，其包括一軸向部件，該部件因此趨向于使其相對于所述狹槽滑動。例如，在以 申請人:公司名義的文獻(xiàn)FR2345605中，所述鎖由一位于一垂直于所述軸向楔的徑向平面中的U形部件形成，其自身固定在形成在葉片根部中和所述狹槽的側(cè)壁中的徑向凹口中。
[0004]在文獻(xiàn)FR2690947中，軸向葉片保持裝置由軸向楔和鎖形成，所述軸向楔位于狹槽底部中的葉片根部下方，所述鎖垂直于該軸向楔，葉片根部抵靠該鎖而進(jìn)入上游軸向支座。該鎖設(shè)置在徑向凹口中，所述凹口形成在所述盤的齒的側(cè)壁中一兩相鄰狹槽之間的盤的邊緣的部分稱為一個(gè)齒。所述鎖和楔通過沿徑向穿過一第一突緣和一第二突緣的螺釘連接在一起，所述第一突緣沿上游方向延伸所述軸向楔，所述第二突緣與所述鎖成直角而固定于該鎖上。應(yīng)注意到，根據(jù)該文獻(xiàn)，一隔離件插設(shè)在鎖與葉片根部之間，以阻尼由風(fēng)扇葉片沖擊損壞所引起的軸向載荷，其中風(fēng)扇葉片沖擊損壞由例如外來物體的吸入所導(dǎo)致。該隔離件由可變形材料，例如蜂窩結(jié)構(gòu)制成，以吸收沖擊能。
[0005]在風(fēng)扇轉(zhuǎn)子中，葉片包括翼面和根部，用于安裝到盤上，但無內(nèi)嵌平臺。葉片間平臺添加到葉片中間，以確保穿過轉(zhuǎn)子的氣流通路的徑向內(nèi)表面的連續(xù)性。這些葉片間平臺，在由金屬制成時(shí)，通過穿過兩個(gè)軸向孔眼的軸向栓固定到盤邊緣的齒上，所述孔眼將它們中的一個(gè)固定到齒上，將它們中的另一個(gè)固定到葉片間平臺上。
[0006]一般引擎所配備的風(fēng)扇葉片，具有較長的弦，并由復(fù)合材料制成，通過設(shè)置在它們的球形根部下的軸向楔而固定，所述軸向楔同樣由復(fù)合材料制成。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，對于此種實(shí)例，所述軸向楔通過沿上游方向螺紋連接到用于軸向保持葉片的鎖而固定。此連接占據(jù)所述盤的齒的上游邊緣之間的較大空間，如圖1中所示。在楔與鎖之間的該螺紋連接的大體積因此意味著轉(zhuǎn)子鼻罩的后殼環(huán)必須避免該區(qū)域。該鼻罩為流線形的件，其形成該風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的上游外表面。[0007]如圖1所示，所述楔的相對于鎖的上游面的突出部無特別的問題，是可接受的，因?yàn)樵谟烧趾髿きh(huán)形成的下游體積中存在其空間。
[0008]然而，此方案具有一定缺點(diǎn):
[0009]當(dāng)葉片間平臺為復(fù)合的盒截面類型時(shí)，有必要使用前殼環(huán)將它們固定就位，所述前殼環(huán)與上述罩分離開。這是因?yàn)榇苏值暮蟛坎痪哂心軌蚵男写吮３止δ艿臋C(jī)械強(qiáng)度。這樣的殼環(huán)因此必須具有圓齒的并充分打開，使其不與軸向楔干涉，并使它們可穿過。
[0010]因?yàn)檩S向楔如同風(fēng)扇葉片那樣由復(fù)合材料制成，所以由輕合金制成的金屬頭部必須粘結(jié)到其上，以提供與鎖的螺紋連接。所述楔因此更難于制造。
[0011]楔/鎖組件的制造成本昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]本發(fā)明的目的是創(chuàng)造一種風(fēng)扇轉(zhuǎn)子，其不具有上述方案的缺點(diǎn)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明，渦輪風(fēng)扇轉(zhuǎn)子包括具有邊緣和所述邊緣上的鴿尾截面的大致軸向狹槽的盤，以及單獨(dú)安裝在狹槽中的葉片，一軸向楔設(shè)置在葉片根部與狹槽底部之間，一橫向鎖沿葉片的上游方向在它們的狹槽中提供軸向障礙，該橫向鎖被弓I導(dǎo)到形成在狹槽的側(cè)壁中的徑向凹口中，并沿徑向抵靠所述楔，其特征在于，所述軸向楔通過鄰接一固定到所述盤上的橫向環(huán)形部件而沿上游方向被固定。
[0014]本發(fā)明的方案因此在于去除軸向楔與鎖之間的螺釘-螺母型連接。
[0015]此方案具有簡化結(jié)構(gòu)，同時(shí)又滿足軸向楔和鎖的技術(shù)規(guī)范的優(yōu)點(diǎn)，即:
[0016]-軸向楔可被替代。
[0017]-其有利于安裝操作。該軸向楔可使用錘安裝，并使用慣性工具拔出。
[0018]-該軸向楔的位于葉片的球狀物下的部分與之前的方案中的軸向楔相比較無變化，其幾何形狀與葉片的球狀物相連。
[0019]-軸向楔如同在現(xiàn)有技術(shù)方案中那樣定位葉片。
[0020]-軸向楔在引擎停止時(shí)沿徑向定位鎖。
[0021]-楔的軸向鄰接部沿下游方向由鎖或由低壓壓縮機(jī)的鼓確保，如同在現(xiàn)有技術(shù)方案中那樣。
[0022]-如果轉(zhuǎn)子包括復(fù)合盒截面葉片間平臺，則該方案適于具有由鈦制成的上游殼環(huán)，以將它們固定就位。
[0023]這樣，根據(jù)地實(shí)施例，當(dāng)轉(zhuǎn)子包括利用用于保持葉片間平臺的上游殼環(huán)而固定就位的葉片間平臺時(shí)，此殼環(huán)形成所述軸向楔可接靠于其上的橫向環(huán)形部件。
[0024]優(yōu)選地，所述軸向楔包括一形成軸向鄰接部接靠所述上游殼環(huán)的徑向片；更特別地，所述鎖包括一形成所述軸向楔的軸向鄰接部的軸向突緣。
[0025]根據(jù)另一特征，所述鎖包括一隔離件，其由可通過在鎖與葉片根部之間加壓而變形的材料制成。
[0026]根據(jù)另一實(shí)施例，在轉(zhuǎn)子包括通過葉片間平臺保持殼環(huán)固定就位的葉片間平臺的情況下，所述用于固定軸向楔的環(huán)形部件形成沿上游方向用于轉(zhuǎn)子的保護(hù)錐。在此實(shí)施例中，該平臺保持殼環(huán)包括用于固定到轉(zhuǎn)子盤上的徑向法蘭，該法蘭具有圓齒以形成開口，通過所述開口軸向楔沿軸向擠靠所述橫向環(huán)形部件。[0027]根據(jù)一個(gè)特征，所述軸向楔包括一軸向突緣，該突緣具有徑向孔，利用該孔，所述軸向楔可從它們的狹槽中拔出。
[0028]本發(fā)明還涉及包括如此限定的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的前-風(fēng)扇渦輪風(fēng)扇引擎。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]通過對參照附圖而進(jìn)行的一些非限定性實(shí)施例的詳細(xì)描述，更多的特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，其中:
[0030]圖1為一雙流(旁路)渦輪噴氣引擎的軸向截面圖。
[0031]圖2為根據(jù)本發(fā)明的軸向楔與風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的葉片保持鎖之間的連接的透視圖。
[0032]圖3為顯示圖2中鎖與軸向楔之間的連接的通過一狹槽的軸向截面圖。
[0033]圖4為顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的軸向楔與鎖之間的連接的通過一狹槽的軸向截面圖。
[0034]圖5顯示從上游端無葉片間平臺保持殼環(huán)的等軸3/4透視圖中圖4中的連接，這些平臺自身并未表示。
[0035]圖6為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的連接的透視側(cè)視圖。
[0036]圖7為根據(jù)第二實(shí)施例的轉(zhuǎn)子的3/4前透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1中的渦輪噴氣引擎為具有前風(fēng)扇2的雙流(旁路)引擎，所述前風(fēng)扇包括風(fēng)扇盤4，在風(fēng)扇盤4上，風(fēng)扇葉片6通過它們的根部保持在形成于邊緣中的狹槽內(nèi)。此盤通過懸突安裝在低壓軸上，該低壓軸同樣支撐緊鄰所述盤下游的它緊固于其上的低壓或升壓壓縮機(jī)的鼓7。一圓錐形總體形狀的部件5固定在風(fēng)扇盤的上游側(cè)；此部件具有朝引擎的入口引導(dǎo)氣流的基本空氣動力學(xué)功能。
[0038]圖2和3顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的，風(fēng)扇葉片6在風(fēng)扇盤的狹槽41中的安裝。一軸向楔43滑動到葉片的根部下，以將葉片徑向保持在其狹槽中，一垂直于楔43的鎖44滑入形成在所述盤的上游側(cè)上的狹槽的側(cè)壁中的凹口中。所述軸向楔包括零件43a和上游端突緣43b，其中零件43a容納于該狹槽中，上游端突緣43b突伸過盤4，并用于將其與鎖44相連。該連接由穿過突緣43b和與鎖相連的突緣44a的螺釘45提供。此安裝使軸向楔43和鎖44固定不動，所有這些將葉片固定于其狹槽中；而且該葉片在下游端軸向接靠所述升壓鼓。
[0039]如圖3中所示，此連接方法占據(jù)一定量的空間，并妨礙罩5的安裝。罩5包括具有徑向法蘭的肋51，肋51通過所述法蘭固定到盤4上。后外邊緣52將葉片間平臺8沿軸向阻擋在盤上，這些葉片間平臺以另一種方式沿徑向保持。
[0040]現(xiàn)在介紹楔-鎖組件的一實(shí)施例，其使得可節(jié)省空間，并且在葉片間平臺不由金屬制成，并且無法使用現(xiàn)有技術(shù)的工具固定就位時(shí)可更容易地安裝所需要的葉片間平臺保持殼環(huán)。
[0041]圖4和5圖示第一實(shí)施例。盤4和葉片未變。一軸向楔143滑動到葉片6的根部下，進(jìn)入葉片根部與狹槽底部之間可利用的空間內(nèi)。該楔包括葉片下的軸向部分143a，以及向上游方向延伸的突緣143b，一徑向突片143c在上游端終止該突緣，并形成一軸向鄰接部。[0042]在此例中，一垂直于該軸向楔的橫向鎖144，滑入形成在狹槽側(cè)壁中的凹口中。與鎖成直角的突緣144a沿上游方向延伸，直到其接靠軸向楔143的徑向突片143c。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中已知的方案，一蜂窩隔離件144b插在鎖44與葉片根部之間。
[0043]葉片間平臺8，被固定就位，通過殼環(huán)145而保持抵抗離心力，殼環(huán)145包括環(huán)形部分145b，該環(huán)形部分撐靠形成在葉片間平臺8’上的對應(yīng)楔突緣8’a。殼環(huán)145的環(huán)形部分145b的外表面形成一空氣動力學(xué)表面,該空氣動力學(xué)表面與葉片間平臺8’的表面連續(xù)。一徑向法蘭145a穿有未示出的孔，殼環(huán)通過所述孔栓接到齒42的前表面上。此徑向法蘭還形成突片143c的軸向端止動部。
[0044]在殼環(huán)145的上游側(cè)，錐體5’撐靠此環(huán)的上游面；其通過任何適當(dāng)方法固定到盤4上。
[0045]將該組件安置到一起包括安裝葉片，使用滑入徑向凹口中的鎖將它們鎖住，將軸向楔143引到葉片下，由于要求緊密配合，因而可使用一木槌。突片143b接靠突片144a。鎖144包括與凹口配合的齒刃，以其壓在楔143上時(shí)徑向楔入。環(huán)形殼環(huán)145的安裝通過撐靠突片143b的上游面而鎖住該組件。
[0046]圖6和7顯示本發(fā)明的另一種形式。
[0047]軸向楔243包括軸向部分243a和上游突片243b，該軸向部分243a定位在葉片根部與狹槽底部之間，該上游突片243b在此例中是直的，無徑向返回。一鎖244如同之前的鎖144那樣軸向保持所述葉片；一用于葉片間平臺的離心保持的環(huán)形殼環(huán)245包括用于支撐在形成于葉片間平臺上的上游突片上的環(huán)形部分。一徑向法蘭245a栓接到盤4的邊緣的齒上，并將殼環(huán)固定在盤上。此殼環(huán)與之前的殼環(huán)的區(qū)別在于，它不執(zhí)行沿軸向楔入楔243的功能。這些楔軸向壓靠一軸向肋，該軸向肋通過形成在徑向法蘭245a中的開口 245a’而固定到罩5"上。該固定到罩上的軸向支撐肋5" a可以與其形成單一件或可以加到其上。
[0048]在組裝時(shí)，葉片6使用對應(yīng)的軸向保持鎖244而被放入它們各自的狹槽中，隨后，軸向楔243在葉片根部與狹槽底部之間滑入。該殼環(huán)245被栓接46到邊緣的齒上。開口245a’保持突緣243b的端部，如圖7中清楚地所示。在安裝罩5"時(shí)，肋5" a撐靠突緣243b，該突緣243b因此在引擎工作時(shí)沿上游保持抵抗任何移動。
[0049]在拆卸時(shí)，一形成在突緣中的一孔使得可以已知方式使用拔除工具。
[0050]這兩個(gè)實(shí)施例中的任一個(gè)均可使得軸向楔由復(fù)合材料制成。
【權(quán)利要求】
1.一種渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子，例如渦輪噴氣發(fā)動機(jī)風(fēng)扇，其包括盤(4)，所述盤(4)在邊緣上具有大致軸向的并具有鴿尾形截面的狹槽(41);單獨(dú)安裝在所述狹槽中的葉片(6);以及安裝在所述狹槽之間的葉片間平臺(8’)，一軸向楔(143 ；243)設(shè)置在所述葉片的根部與所述狹槽的底部之間，一橫向鎖(144 ;244)提供所述葉片在它們的狹槽中的上游軸向封鎖，所述鎖被引導(dǎo)到形成在所述狹槽的側(cè)壁中的徑向凹口中，并沿徑向撐靠所述楔，其特征在于，所述軸向楔(143 ;243)通過接靠一固定到所述盤(4)上的橫向環(huán)形部件(145 ;5" a)而沿上游方向被固定，所述葉片間平臺(8’)利用一環(huán)形殼環(huán)固定就位，所述殼環(huán)包括部分(145b，245b)，一形成在所述葉片間平臺(8’ )上的突緣(8’ a)可抵靠該部分(145b，245b)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，將所述葉片間平臺固定就位的所述環(huán)形殼環(huán)還形成所述橫向環(huán)形部件，所述軸向楔(143)接靠所述橫向環(huán)形部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述軸向楔(143)包括一形成所述殼環(huán)(145)的軸向止動部的徑向突片(143b)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述橫向鎖(144)包括一形成所述軸向楔(143)的軸向鄰接部的軸向突緣(144a)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，包括一隔離件(144b)，該隔離件由可通過在鎖與葉片根部之間加壓而變形的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述平臺利用一殼環(huán)(245)固定就位，所述用于軸向固定所述楔的環(huán)形部件(5" a)形成保護(hù)所述轉(zhuǎn)子的上游側(cè)的錐體(5")的部分。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，固定所述平臺的所述殼環(huán)(245)包括用于固定到所述盤上的徑向法蘭(245a)，所述徑向法蘭(245a)具有圓齒，以形成開口(245a’)，所述軸向楔(243)通過所述開口(245a’ )沿軸向撐靠所述橫向環(huán)形部件(5" a)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任何一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述軸向楔(243)包括一具有徑向孔的軸向突緣(243b)，所述楔利用所述徑向孔可從它們的狹槽中拔出。
9.一種渦輪風(fēng)扇引擎，其包括根據(jù)權(quán)利要求1-8中任何一項(xiàng)所述的風(fēng)扇轉(zhuǎn)子。
【文檔編號】F01D11/00GK103502653SQ201280021662
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月4日
【發(fā)明者】弗朗索瓦·瑪麗·保羅·馬林, 弗雷德里克·伊莫格, 迪迪爾·夸恩特 申請人:斯奈克瑪