用于渦輪引擎壓縮機(jī)、渦輪引擎定子的定子的角區(qū)部以及包括此區(qū)部的渦輪引擎的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于例如飛機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)或渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪引擎中的壓縮機(jī)的定子的通常領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]渦輪引擎中的壓縮機(jī)由多個(gè)壓縮級(jí)組成，每個(gè)壓縮級(jí)包括安裝在引擎的軸上的移動(dòng)葉片的環(huán)形行，和安裝在引擎的外環(huán)形殼體上的定子。
[0003]壓縮機(jī)定子可由環(huán)構(gòu)成，或其可被部分化(即由多個(gè)圍繞壓縮機(jī)的縱軸端對端周向連接的角區(qū)部組成)。貫穿于本發(fā)明，術(shù)語“定子角區(qū)部”(或更簡潔地稱為“定子區(qū)部”)被用來表示定子的任何角區(qū)部，并表示小于或等于360°的角度。
[0004]每個(gè)定子區(qū)部具有同軸設(shè)置的外罩和內(nèi)罩，以及一個(gè)(或多個(gè))在所述罩與之間徑向延伸，并經(jīng)其(它們的)徑向端部連接到所述罩上的葉片。
[0005]在例中，每個(gè)定子角區(qū)部均通過為了與殼體中的對應(yīng)槽相接合而設(shè)置在所述區(qū)部的外罩的各軸向端部處的安裝片而安裝在引擎的外環(huán)形殼體中
[0006]在運(yùn)轉(zhuǎn)中，這樣的定子區(qū)部受到高水平的機(jī)械應(yīng)力，包括靜態(tài)應(yīng)力和振動(dòng)應(yīng)力。
[0007]在現(xiàn)有的定子中，其中葉片的前邊緣和后邊緣連接到外罩的非常厚和非常硬的部分上，這些機(jī)械應(yīng)力基本由連接到定子區(qū)部的外罩的前邊緣和后邊緣區(qū)域承受。由于這些連接區(qū)域較薄，并很結(jié)實(shí)，因此存在前、后邊緣被損壞甚或毀壞的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]文獻(xiàn)EP I 811 131介紹了通過減小定子葉片的連接的硬度而減小定子區(qū)部的葉片的前、后邊緣上的應(yīng)力，以優(yōu)化從葉片向外罩的力的傳遞。為此，葉片的前和/或后邊緣與外罩的比特別連接到安裝片的外罩的區(qū)域剛性小的區(qū)域相連。然而，該方案在葉片的前和后邊緣與外罩相連的連接區(qū)域并不提供葉片的前和后邊緣令人滿意的阻尼器，以有效避免由于振動(dòng)而造成的葉片斷裂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明尋求提出一種定子角區(qū)部，其有效限制在運(yùn)轉(zhuǎn)中定子區(qū)部的各葉片，特別是在葉片的前和/或后邊緣上所受到的機(jī)械應(yīng)力。
[0010]此目的通過用于渦輪引擎壓縮機(jī)的定子角區(qū)部來實(shí)現(xiàn)，所述區(qū)部圍繞一徑向?qū)ΨQ的軸延伸，并包括:同軸套設(shè)的外罩和內(nèi)罩；和在所述罩之間徑向延伸并在其徑向端部連接到所述罩上的至少一個(gè)葉片；其中所述外罩具有用于將定子角區(qū)部安裝到引擎的殼體上的第一和第二安裝工具，所述第一和第二安裝工具沿相對方向平行于所述軸，并通過一中間部分連接到一起；其特征在于，所述外罩具有從所述中間部分延伸的至少一個(gè)軸向端部分，所述軸向端部分具有一自由端，并連接到所述葉片的徑向外端；至少一個(gè)阻尼器-形成插件適于與所述端部分相接觸；在超過一給定的用于所述端部分的振幅的值的情況下，所述阻尼器插件和所述端部分適于相對于彼此移動(dòng)，以改變與所述端部分一起移動(dòng)的總移動(dòng)質(zhì)量，從而改變所述端部分的振動(dòng)行為。
[0011]在本申請中，除非有相反的說明，“上游”和“下游”是相對于穿過引擎的正常氣流方向(從上游到下游)而限定。而且，引擎的軸為引擎的徑向?qū)ΨQ軸。軸向?qū)?yīng)于引擎的軸沿其延伸的方向，而徑向是垂直于所述軸的方向。同樣，“軸向”平面為包含引擎軸的平面，“徑向”平面為垂直于所述軸的平面。除非有相反說明，形容詞和副詞“軸向的”、“徑向的”、“軸向地”、“徑向地”是參照上述軸向和徑向來使用。最后，除非有相反說明，形容詞“內(nèi)”和“外”是相對于徑向來使用，其方式為一元件的內(nèi)部分或面(即徑向內(nèi)部分或面)比該相同元件的外面或部分(即徑向外面或部分)更接近于引擎軸。
[0012]在本申請中，術(shù)語“軸向端部分”用來指外罩的沿定子區(qū)部的軸向延伸的部分。優(yōu)選地，此部分直接地連接到葉片的為減振的振動(dòng)活動(dòng)性所位于的部分。
[0013]在本發(fā)明中，該阻尼器-形成插件用于在運(yùn)行中對抗所述端部分的徑行運(yùn)動(dòng)，以使與所述端部分相連的葉片的振動(dòng)水平可被限制。在阻尼器插件與端部分之間的互相作用將在下文中作詳細(xì)解釋。
[0014]在一運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)例中，該靜止的阻尼器插件壓靠或至少接觸或緊固到所述端部分。
[0015]對于所述端部分的振幅的第一范圍，該阻尼器插件和該端部分保持互相緊固并共同振動(dòng)。緊固到該端部分的總移動(dòng)質(zhì)量因而對應(yīng)于該端部分與該阻尼器插件的質(zhì)量和。
[0016]然而，所述阻尼器插件并不通過一永久連接件而連接到該端部分。因此，當(dāng)該端部分達(dá)到足夠的振動(dòng)活動(dòng)性水平時(shí)(即當(dāng)該端部分的徑向移動(dòng)到達(dá)一限定值時(shí))，于是在慣性的作用下，該阻尼器與該端部分脫離接觸或不再與其緊固。在這種情況下，該阻尼器插件與該端部分分別振動(dòng)，緊固到該端部分上的總移動(dòng)質(zhì)量僅等于該端部分的質(zhì)量。
[0017]通過改變緊固到所述端部分上的總移動(dòng)質(zhì)量，所述阻尼器插件與振動(dòng)模式對抗，并改變振動(dòng)頻率。這防止定子的振動(dòng)模式進(jìn)入共振。該阻尼器插件在不對應(yīng)于其自身共振頻率之一的頻率由一激勵(lì)源所激勵(lì)，因此所述插件不進(jìn)入共振，而是有利于對抗定子的罩的運(yùn)動(dòng)。
[0018]在運(yùn)轉(zhuǎn)的另一實(shí)例中，所述端部分與靜止阻尼器插件之間的接觸是不確定(非永久)的。此脫離接觸可由于例如接觸面磨損而發(fā)生。在這種情況下，對于該端部分的較小水平的振動(dòng)，緊固到所述端部分的總移動(dòng)質(zhì)量小于所述阻尼器插件與所述端部分的質(zhì)量的和。
[0019]當(dāng)所述端部分到達(dá)足夠的振動(dòng)活動(dòng)性水平時(shí)(即當(dāng)其徑向運(yùn)動(dòng)足以克服存在于所述端部分與所述阻尼器插件之間的初始間隙時(shí))，該阻尼器開始?jí)嚎克龆瞬糠?，其質(zhì)量加到該端部分的質(zhì)量上。再一次，所述緊固到端部分的總移動(dòng)質(zhì)量的改變引起振動(dòng)頻率的改變。正由于此頻率的改變，不再產(chǎn)生任何共振。
[0020]在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述端部分與徑向設(shè)置在其外側(cè)上的大致共軸的舌配合，以限定至少一個(gè)向所述外罩的一軸向端敞開的腔。換句話說，該外罩包括，至少在一個(gè)軸向端，一個(gè)向所述軸向端敞開，并在所述端部分與承載第一和第二安裝工具之一的外徑向舌之間延伸的腔。
[0021 ] 在一具體實(shí)施例中，所述外罩包括一向該外罩的上游端敞開的上游腔和一向該外罩的下游端敞開的下游腔，至少一個(gè)阻尼器-形成插件容納于至少一個(gè)所述腔中。在一實(shí)施例中，至少一個(gè)阻尼器-形成插件可在各腔中設(shè)有外罩。應(yīng)當(dāng)理解，在這種情況下，所述外罩具有與所述外罩的上游和下游安裝工具相連的中心中間部分，和兩個(gè)軸向端部分，一個(gè)從所述中間部分向上游延伸，另一個(gè)從所述中間部分向下游延伸。
[0022]在一實(shí)施例中，所述外罩制成為單一件。換句話說，所述安裝工具、所述中間部分和所述軸向端部分全部都包括一單一件。該外罩可通過例如鑄造而直接獲得。在另一變化實(shí)施例中，其形狀可以是機(jī)加工的結(jié)果。
[0023]在另一實(shí)施例中，該整個(gè)定子區(qū)部可制成為一單一件。換句話說，該由外罩構(gòu)成的單元、該內(nèi)罩以及葉片構(gòu)成單一件結(jié)構(gòu)，該單一件結(jié)構(gòu)易于制造，并比相互組裝的一組幾個(gè)零件更結(jié)實(shí)。
[0024]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述阻尼器插件為一環(huán)部分，該環(huán)部分適于無間隙地安裝到所述外罩的軸向端部分上。所述環(huán)部分可例如為環(huán)形或大致圓柱形環(huán)的一部分。
[0025]在一實(shí)施例中，至少一個(gè)與所述阻尼器插件形狀互補(bǔ)的凹部形成于所述軸向端部分上，形成用于該阻尼器插件的軸向保持工具。
[0026]在本發(fā)明的一實(shí)施例中，所述阻尼器插件包括一彈性的彈簧-形成夾，該夾具有套部分和從所述套部分徑向向外朝向所述外罩的敞開軸向端部延伸的鉤部分，所述套部分適于徑向撐靠所述外罩的端部分，所述鉤部分適于徑向撐靠一與所述端部分相對的表面，例如撐靠所述外罩的徑向-外舌或撐靠所述引擎的殼體的表面。貫穿本申請，“夾”限定為一環(huán)部分，其包括套部分和從所述套部分徑向向外朝向其容納于其中的所述腔的敞開端部延伸的鉤部分。
[0027]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述夾的套部分適于撐靠所述外罩的中間部分。更具體說，當(dāng)外罩具有限定在軸向端部分與徑向外舌之間的腔時(shí)，所述夾的套部分適于經(jīng)其朝向腔內(nèi)側(cè)的軸向端部而撐靠所述外罩的將所述端部分與所述徑向外舌連接在一起，并形成所述腔的端壁的中間部分。為此，所述套部分可例如具有一主部分，該主部分大致是一圓柱體的一部分，其可通過一沿徑向向外張開的部分在其軸向端部朝向所述腔的內(nèi)側(cè)延伸。
[0028]該套部分在其徑向-內(nèi)面還可包括至少一個(gè)凹口。此凹口節(jié)省重量，并使得所述夾與所述外罩的端部分之間的接觸更好地定位。
[0029]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，所述外罩的徑向-外舌具有沿徑向朝向所述腔內(nèi)側(cè)的凸起，所述凸起形成用于所述夾的軸向保持止動(dòng)件。以此方式，可避免安裝錯(cuò)誤，因?yàn)樗鰥A是固定在所述外罩的腔內(nèi)。特別是，所述夾被防止在安裝過程中從腔中脫離并丟失。此結(jié)構(gòu)還使得可避免夾與殼體之間的直接接觸，從而保護(hù)殼體。
[0030]在另一實(shí)施例中，所述軸向端部分限定封閉和密封的室或殼的至少一部分，所述室或殼在其中具有重量輕的或阻尼器-形成插件。
[0031]在例中，該阻尼器插件可以是固體、粉末，特別是金屬粉末，或?qū)嶋H上是液體(或在運(yùn)轉(zhuǎn)溫度融化的什么其他材料)。該阻尼器插件優(yōu)選選擇為由密度大的材料制成，例如鋼、銀、媽、貧袖等。
[0032]通常，所述室應(yīng)被幾乎完全填充，以減小阻尼器插件與該室之間的相對運(yùn)動(dòng)。
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