專利名稱：渦輪葉片的阻尼器銷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及渦輪葉片的阻尼器銷，更具體地涉及通過(guò)在葉片阻尼器銷中設(shè)置扇形凹部來(lái)消除或減輕高C凹陷(Hi-C undercut)。
背景技術(shù)：
在渦輪葉片中的給定截面上，氣流在翼型凸面上倒轉(zhuǎn)其方向的點(diǎn)稱為翼型的高C點(diǎn)。尤其令人關(guān)注的是，高C點(diǎn)通常位于根部截面上，其通常稱為根部高C點(diǎn)，這是因?yàn)檫@一位置處的應(yīng)力通常大于其周圍位置處的應(yīng)力。參見圖1，對(duì)于因?qū)嶋H情況的約束而具有較窄的葉片間距的葉片來(lái)說(shuō)，高C點(diǎn)的位置會(huì)使得在加工棒形阻尼器銷的槽時(shí)，在緊接葉根緣板之下的高C位置處不可避免會(huì)存在凹陷2(見圖2中的虛線)。高C位置通常是高應(yīng)力的位置，并且凹陷2會(huì)通過(guò)Kt效應(yīng)和壁厚的減小而進(jìn)一步增大這一位置處的應(yīng)力。例如，分析已經(jīng)指出，對(duì)于特定的葉片/阻尼器的幾何形狀，Kt可以高達(dá)5.0。
因此，需要構(gòu)造一種可避免凹陷并能提供易于安裝的裝配幾何形狀的渦輪葉片的阻尼器銷。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一個(gè)代表性實(shí)施例中，提供了一種用于渦輪機(jī)中的葉片阻尼器槽的阻尼器銷。該阻尼器銷包括成形為可裝到葉片阻尼器槽中的槽插入端；以及至少一個(gè)在槽插入端之間形成或加工出來(lái)的第一扇形凹部，其成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。還可在槽插入端之間相對(duì)于第一扇形凹部在直徑上相對(duì)且反對(duì)稱地形成或加工出第二扇形凹部。
在本發(fā)明的另一代表性實(shí)施例中，構(gòu)造用于渦輪機(jī)中的葉片阻尼器槽的阻尼器銷的方法包括步驟(a)形成可裝到葉片阻尼器槽中的槽插入端；以及(b)在槽插入端之間加工出第一扇形凹部。該第一扇形凹部成形為容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。


圖1是顯示了高C凹陷的渦輪葉片的正視圖；圖2是沿圖1中線2-2的截面圖；圖3是本發(fā)明的具有扇形凹部的阻尼器銷的平面圖；圖4是沿圖3中線4-4的截面圖；圖5是圖3所示阻尼器銷的側(cè)視圖；圖6是沿圖5中箭頭6的端視圖；圖7和8是具有扇形凹部的阻尼器銷的陰影平面圖和側(cè)視圖；圖9是沿圖3中線4-4的圖4截面的放大視圖；圖10顯示了安裝在葉片阻尼器槽中的阻尼器銷；和圖11是在阻尼器處于其工作狀態(tài)時(shí)通過(guò)高C點(diǎn)的截面圖。
在圖中的各標(biāo)號(hào)含義如下10阻尼器銷；12槽插入端；14第一扇形凹部；16第二扇形凹部；18槽面。
具體實(shí)施例方式
參見圖3-8，阻尼器銷10包括槽插入端12和至少一個(gè)形成于槽插入端12之間的第一扇形凹部14。第二扇形凹部16優(yōu)選在槽插入端12之間相對(duì)于第一扇形凹部14在直徑上相對(duì)且反對(duì)稱地形成。如所示，例如在圖3和7中，通過(guò)以反對(duì)稱的結(jié)構(gòu)設(shè)置第一扇形凹部14和第二扇形凹部16，就可將阻尼器銷10以任何方向插入到葉片阻尼器槽中。這例如可見圖10。
為了方便扇形凹部14，16的加工，扇形凹部14，16最好在兩端為馬蹄形或U形，并在中心處過(guò)渡成基本上平坦的平面。圖4和9顯示了阻尼器銷10的通過(guò)扇形凹部14，16的截面的詳細(xì)情況。各扇形凹部14，16的槽面18被加工成在制造和裝配誤差內(nèi)與高C位置處的葉柄腔的徑向輪廓基本上平行。作為示例，對(duì)于一個(gè)具體的設(shè)計(jì)而言，扇形凹部的槽面角度相對(duì)于圖9所示平面X成約12度。當(dāng)然，這個(gè)值只是說(shuō)明性的，本發(fā)明并不意味著局限于所示例子。
圖10和11顯示了安裝在葉片阻尼器槽中的阻尼器銷10。在裝配狀態(tài)下，阻尼器10在葉柄內(nèi)的徑向間隙c應(yīng)當(dāng)使其在考慮了制造和裝配誤差的情況下不會(huì)產(chǎn)生熱粘接和熱生長(zhǎng)。當(dāng)將兩個(gè)相鄰葉片裝配到葉輪中時(shí)就形成了葉片阻尼器槽。阻尼器銷10的插入端12支撐于葉片阻尼器槽內(nèi)。阻尼器端部12的形狀和槽最好設(shè)計(jì)成能在工作過(guò)程中保證密封和摩擦阻尼。
利用本發(fā)明的具有扇形凹部的葉片阻尼器銷就可以避免渦輪葉片的翼型根部高C點(diǎn)處的凹陷。因此，可以避免在關(guān)鍵應(yīng)力位置處因高C凹陷而引起的Kt應(yīng)力。另外，通過(guò)設(shè)置第二扇形凹部，可以方便將阻尼器放置在葉輪的葉片組件中。
雖然在上文中已經(jīng)參考被認(rèn)為是最實(shí)際且最優(yōu)選的實(shí)施例來(lái)介紹了本發(fā)明，然而應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不局限于所公開的實(shí)施例，相反，本發(fā)明期望覆蓋包含在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種修改和等效設(shè)置。
權(quán)利要求
1.一種用于渦輪機(jī)中的葉片阻尼器槽的阻尼器銷，包括成形為可裝到所述葉片阻尼器槽中的槽插入端(12)；以及形成于所述槽插入端之間的第一扇形凹部(14)，其成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器銷，其特征在于，所述阻尼器銷還包括第二扇形凹部(16)，其在所述槽插入端(12)之間相對(duì)于所述第一扇形凹部(14)在直徑上相對(duì)且反對(duì)稱地形成，所述第二扇形凹部(16)成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的阻尼器銷，其特征在于，所述第一和第二扇形凹部(14，16)為基本上U形的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的阻尼器銷，其特征在于，所述第一扇形凹部(14)的中心和所述第二扇形凹部(16)的中心為基本上平坦的表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的阻尼器銷，其特征在于，所述第一扇形凹部(14)的槽面(18)和所述第二扇形凹部(16)的槽面(18)在制造及裝配誤差內(nèi)與所述葉柄腔的徑向輪廓基本上平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器銷，其特征在于，所述第一扇形凹部(14)為基本上U形的。
7.一種構(gòu)造用于渦輪機(jī)中的葉片阻尼器槽的阻尼器銷的方法，包括(a)形成可裝到所述葉片阻尼器槽中的槽插入端(12)；以及(b)在所述槽插入端之間加工出第一扇形凹部(14)，所述第一扇形凹部成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括(c)在所述槽插入端(12)之間相對(duì)于所述第一扇形凹部(14)在直徑上相對(duì)且反對(duì)稱地加工出第二扇形凹部(16)，所述第二扇形凹部(16)成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)是通過(guò)將所述第一扇形凹部(14)加工成基本上U形來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
10.一種用于渦輪機(jī)中的葉片阻尼器槽的阻尼器銷，所述阻尼器銷包括成形為可裝到所述葉片阻尼器槽中的槽插入端(12)；在所述槽插入端之間加工出的第一扇形凹部(14)；以及第二扇形凹部(16)，其在所述槽插入端之間相對(duì)于所述第一扇形凹部在直徑上相對(duì)且反對(duì)稱地加工出來(lái)，所述第一和第二扇形凹部成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。
全文摘要
一種用于渦輪機(jī)中的葉片阻尼器槽的阻尼器銷，其包括成形為可裝到葉片阻尼器槽中的槽插入端(12)；以及至少一個(gè)在槽插入端之間形成或加工出的第一扇形凹部(14)，其成形為可容納葉片高C點(diǎn)處的葉柄腔的徑向輪廓。還可在槽插入端之間相對(duì)于第一扇形凹部在直徑上相對(duì)且反對(duì)稱地形成或加工出第二扇形凹部(16)。
文檔編號(hào)F02C7/00GK1525047SQ200410008240
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2004年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月27日
發(fā)明者J·Z·王, J Z 王, J·C·謝菲爾, 謝菲爾, I·R·克羅克, 克羅克, C·L·辛斯, 辛斯 申請(qǐng)人:通用電氣公司