專利名稱：用于葉片/輪盤應力降低的葉片/輪盤榫接切口的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及燃氣渦輪技術，更詳細地講，本發(fā)明涉及一種改進 的葉片和/或輪盤榫接部，該葉片和/或輪盤榫接部設計成轉換安裝了 葉片的輪盤應力集中部件周圍和/或葉片自身應力集中部件周圍的葉 片載荷路徑。
背景技術：
某些燃氣渦輪輪盤(turbine disk)在輪盤外緣周圍包括多個周向隔 開的榫接部，該輪盤在其間限定了榫接槽。其中每個榫接槽沿軸向 接收形成有翼型件部分的葉片以及具有與榫接槽互補形狀的葉片榫接部。
葉片可以通過經(jīng)由輪盤內(nèi)的冷卻槽以及形成在葉片榫接部分的 凹槽或槽進入的空氣進行冷卻。典型地，冷卻槽經(jīng)由交替的榫接部 和摔^妄槽周向360°延伸。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由于突出的葉片載荷和應力集中幾何結構，葉片榫接 部和榫接槽之間的接口位置成為潛在的壽命限制位置。在過去，榫 接切口(backcut)已在某些渦輪發(fā)動機中用于消除應力。然而，這些切 口本質上是次要的且與在此所提議的問題無關。此外，該位置和除 去的材料數(shù)量未能優(yōu)化成提高輪盤上應力降低、葉片上應力降低和 葉片使用壽命之間的平衡。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請描述了一種用于降低渦輪輪盤和渦輪葉片中至少 一個上的應力的方法，其中，多個渦輪葉片可裝接在輪盤上，并且 渦輪葉片中的每個都包括可同輪盤內(nèi)相應形狀的榫接槽接合的葉片 榫接部。該方法可以包括(a)確定棒接切口相對于基準線的起始點， 該起始點沿著榫接部軸線限定了榫接切口的長度；(b)確定榫接切口 的切口角度；和(c)根據(jù)起始點和切口角度從葉片榫接部或輪盤榫接 部的至少 一個中除去材料以便形成榫接切口 。該起始點和切口角度 可以根據(jù)葉片和輪盤幾何機構優(yōu)化成提高輪盤上應力降低、葉片上 應力降低和渦輪葉片有效壽命之間的平衡，并維持或改進渦輪葉片 的空氣動力學特性?；鶞示€可以沿著榫接部軸線的中心線定位成與 葉片榫接部的前向面相距固定3巨離，并且步驟(a)可以實施成使得榫 接切口起始點沿向后方向距基準線至少大約為1.645英寸。
在一些實施例中，其中每個渦輪葉片可以構造成在7FA渦輪的 第一級中運行。步驟(b)可以實施成使得切口角度為大約3°的最大 值。在其它實施例中，步驟(b)可以實施成使得切口角度為大約0.7° 。 基準線距葉片#^矣部的前向面的固定距離大約為2.470英寸。
在一些實施例中，起始點和切口角度的優(yōu)化可以通過對葉片和 輪盤進行有限元分析而實施。步驟(b)可以通過確定多個切口角度用 以在非平面表面上限定榫接切口而實施。步驟(c)可以通過從葉片榫 接部中除去材料而實施。在其它實施例中，步驟(c)可以通過從輪盤 榫接槽中除去材料而實施。步驟(c)也可以通過從葉片榫接部和輪盤 榫接槽中除去材料而實施。步驟(c)還可以實施成使得基于從葉片榫 接部和輪盤榫接槽除去材料而得到的角度不超過切口角度。
本申請還描述了可以包括翼型件(airfoil)和葉片榫接部的渦輪葉 片，該葉片榫接部的形狀對應于渦輪輪盤內(nèi)的榫接槽。葉片榫接部 可以包括榫接切口 ，該榫接切口根據(jù)葉片幾何結構設置并定位成提 高輪盤上應力降低、葉片上應力降低以及渦輪葉片有效壽命之間的 平衡，并且維持或改進渦輪葉片的空氣動力學特性。榫接切口起始 點沿著榫接部軸線限定了榫接切口的長度，該榫接切口起始點可以 相對于基準線進行確定，該基準線定位成沿著榫接部軸線的中心線 與葉片榫接部的前向面相距固定距離。榫接切口起始點可以沿向后
方向距基準線至少大約為1.645英寸。
在一些實施例中，每個渦輪葉片可以構造成在7FA渦輪的第一 級中運行。榫接切口的切口角度可以為大約3°的最大值。在某些實 施例中，榫接切口的切口角度可以為大約0.7° ?；鶞示€距葉片榫接 部前向面的固定距離可以大約為2.470英寸。在一些實施例中，#^矣 切口可以具有非平面表面。
本申請還描述了可以包括翼型件和葉片榫接部的渦輪葉片，該 葉片榫接部的形狀對應于渦輪輪盤內(nèi)的榫接槽。其中每個渦輪葉片 可以構造成在7FA渦輪的第一級中運行，并且葉片#4妄部包括榫接 切口。榫接切口起始點沿著榫4妾部軸線限定了榫接切口的長度，該 榫接切口起始點可以相對于基準線進行確定，該基準線定位成沿著 榫接部軸線的中心線與葉片榫^f妄部的前向面相距固定距離。榫接切 口起始點可以沿向后方向距基準線至少大約為1.645英寸。搏4妄切口 的切口角度可以為大約3。的最大值。
在一些實施例中，榫接切口的切口角度可以為大約0.7° ?；鶞?線距葉片#^妄部前向面的固定距離可以大約為2.470英寸。當結合附 圖和所附權利要求時考慮到下文中優(yōu)選實施例的詳細說明，將會清 楚本申請的這些和其它特征。


圖1為裝接了燃氣渦輪葉片的示范性燃氣渦輪輪盤段的透視圖； 圖2為示范性燃氣渦輪葉片正壓側的透視圖； 圖3為示范性燃氣渦輪葉片負壓側的透視圖； 圖4至圖7圖解說明了將要除去材料的葉片或輪盤榫接區(qū)域的 局部放大圖8和圖9圖解說明了第一類型的第一渦輪類別(6FA渦輪)中級 1葉片或輪盤的材料除去區(qū)域；
圖10和圖11圖解說明了第二類型的第一渦輪類別(6FA+e渦輪)
的級1葉片或輪盤的材料除去區(qū)域；
圖12示出了第二類型的第一渦輪類別(6FA+e渦輪)中級2葉片 或輪盤的材料除去區(qū)域；
圖13和圖14圖解說明了第一類型的第二渦輪類別(7FA+e渦輪) 中級1葉片或輪盤的材料除去區(qū)域；
圖15示出了第一類型的第二渦輪類別(7FA+e渦輪)中級2葉片 或輪盤的正壓側的材料除去區(qū)域；
圖16示出了第一類型的第二渦輪類別(7FA+e渦輪)中級2葉片 或輪盤的負壓側的材料除去區(qū)域；
圖17和圖18圖解說明了第一類型的第三渦輪類別(9FA+e渦輪) 中級1葉片或輪盤的材料除去區(qū)域；
圖19示出了第一類型的第三渦輪類別(9FA+e渦輪)中級2葉片 或輪盤的正壓側的材料除去區(qū)域；
圖20示出了第一類型的第三渦輪類別(9FA+e渦輪)中級2葉片 或輪盤的負壓側的材料除去區(qū)域；
圖21至圖30圖解說明了對于每一渦輪類別和類型的每一葉片 或輪盤的基準線W的確定；
圖31和圖32圖解說明了第二類型的第三渦輪類別(9FA渦輪)中 級1葉片或輪盤的材料除去區(qū)域；
圖33和圖34圖解說明了第二類型的第二渦輪類別(7FA渦輪)中 級1葉片或輪盤的材料除去區(qū)域；以及
圖35和圖36圖解說明了第二類型的第二渦輪類別(7FA渦輪)中 級2葉片或輪盤的材料除去區(qū)域。
元件符號對照表
燃氣渦輪輪盤段 10
渦輪葉片 12
彬妄槽 14 葉片#4妄部 16
翼型件 18
葉片##突部 20
輪盤榫接突部 21
切口 2具體實施例方式
圖1為固定了燃氣渦輪葉片12的示范性燃氣渦輪輪盤段10的 透視圖。燃氣渦輪輪盤10包括榫接槽14,榫、接槽14接收相應形狀 的葉片#4妄部16以便將燃氣渦輪葉片12固定到輪盤10上。圖2和 圖3示出了燃氣渦輪葉片12底部部分的對立側，該燃氣渦輪葉片12 包括翼型件18和葉片#^妄部16。圖2圖解說明了燃氣渦輪葉片12 所謂的正壓側，而圖3圖解說明了燃氣渦輪葉片12所謂的負壓側。
榫接槽14典型地稱為"軸向進入"槽，這是因為葉片12的榫 接部16大致軸向(即對于輪盤10的軸線而言大致平行但有些傾斜)插 入到##槽14內(nèi)。
燃氣渦輪輪盤應力集中部件的一個示例為冷卻槽。葉片和輪盤 10的上游面或下游面可以設有環(huán)狀冷卻槽，該環(huán)狀冷卻槽沿整個360。 周向延伸并經(jīng)過每一#^妄部16和片^4妄槽14的徑向內(nèi)部部分。應當 理解的是，當葉片安裝在轉子輪盤10上時，冷卻空氣(例如壓縮機排 出空氣)供給到冷卻槽，而冷卻槽反過來將冷卻空氣供給到榫接槽14 的徑向內(nèi)部部分以便經(jīng)由凹槽或槽(未示出)進行傳輸，該凹槽或槽經(jīng) 由葉片12的基體部分開口從而冷卻葉片翼型件部分18的內(nèi)部。
燃氣渦輪輪盤應力集中部件的第二示例為葉片保持線槽。葉片12 和輪盤10的上游面或下游面可以設有環(huán)狀保持槽，該環(huán)狀保持槽沿 整個360。周向延伸并經(jīng)過每一4棗接部16和4棗接槽14的徑向內(nèi)部部 分。應當理解的是，當葉片安裝到轉子輪盤10上時，葉片保持線插 入保持線槽內(nèi)，而保持線槽反過來對葉片提供軸向保持。
文中所述部件通?？蓱糜谌魏我硇图洼啽P接口。圖1至圖3 中所述結構僅僅是各種不同類別渦輪的多種不同輪盤和葉片設計的
代表。例如，紐約斯卡奈塔第市的通用電氣公司("GE")制造了包 括不同尺寸和構造的輪盤和葉片的至少三種類別的燃氣渦輪。這些 包括(l)第一渦輪類別，GE的6FA和6FA+e渦輪；(2)第二渦輪類 別，GE的7FA和7FA+e渦輪；以及(3)第三渦輪類別，GE的9FA 和9FA+e渦輪。在具有各種葉片和輪盤幾何結構的渦輪中，每個渦 輪另外包括多個級。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，葉片4隼接部16和輪盤榫接槽14的接口表面經(jīng)受應 力集中，該接口表面為渦輪輪盤10和/或渦輪葉片12潛在的壽命限 制位置。值得期望的是，為了降低該種應力集中以便提高輪盤和/或 葉片的壽命期限而無需對燃氣渦輪葉片的壽命期限或空氣動力學特 性產(chǎn)生不良影響。
參照圖4至圖7,燃氣渦輪葉片榫接部16在榫接正壓側包括許 多壓力面或突部20,和在##負壓側的許多壓力面或突部20。根據(jù) 渦輪類別以及葉片和輪盤級，可以在葉片#^妄突部20或輪盤榫接突 部21(圖1所示)的負壓側后端和正壓側前端之一或兩者上形成切口 22。尤其是參照圖6和圖7，通過從葉片#^妄部16或輪盤榫接槽14 的壓力面20除去材料而形成切口 22。通過使用諸如磨削或銑削工藝 等任一適當?shù)墓に嚳梢猿ゲ牧希@與用于形成葉片榫接部16或輪 盤才冬接槽14的對應工藝相同或類似。
通過首先相對于基準線確定用于榫接切口的起始點，確定了待 除去的材料數(shù)量以及隨后的切口 22的大小，該起始點沿著榫接部軸 線限定了榫接切口長度。也確定了榫接切口的切口角度，圖6和圖7 示出的示范性角度為最大值3°。起始點和切口角度根據(jù)葉片和輪盤 幾何結構優(yōu)化成提高燃氣渦輪輪盤IO上應力降低、燃氣渦輪葉片12 的應力降低以及燃氣渦輪葉片12的使用壽命之間的平衡，并維持或 改進了燃氣渦輪葉片的空氣動力學特性。因此，如果榫接切口 22太
大，則切口將對渦輪葉片12具有不良影響。如果才隼接切口太小，盡 管渦輪葉片的壽命將會增加，但渦輪葉片和輪盤之間接口內(nèi)的應力 集中不會降低，且輪盤不會從增加的壽命期限中獲益。
切口 22可以是平面的或如圖6中虛線所示，切口 22 '可以備選 為非平面的。本文中，切口角度限定為起始切口角度。對于一些渦 輪類別而言，切口角度與起始點相關直至切口 22、 22，足夠深以致 于葉片#^妾部16的葉片載荷面失去同輪盤#4妄槽14的接觸為止。 一旦失去同輪盤槽14的接觸，限定的包絡外的任一深度或形狀的任 一切口都將是可接受的。
如上所述，對于包括許多突部20的葉片沖隼4妾部16和輪盤榫接 槽14而言，用于#4妄切口的起始點和/或切口角度可以分別針對多個 突部中的每一個進行確定。在關聯(lián)上下文中，以及參照上文，榫接 切口可以在渦4侖葉片和/或4侖盤的正壓側和負壓側中的 一個或兩者中 形成。
通過對葉片和輪盤幾何結構實施有限元分析確定了榫接切口起 始點和切口角度的優(yōu)化?；诠こ虜?shù)據(jù)的虛擬熱量和結構載荷應用
于葉片和輪盤有限元網(wǎng)格以便模擬工程運行條件。通過使用有限元 模型，分析了非切口幾何結構和一系列不同切口的幾何結構。從有 限元分析中推斷出切口幾何結構和輪盤應力之間的傳遞函數(shù)。通過 使用專有材料數(shù)據(jù)，因而預知應力與現(xiàn)場數(shù)據(jù)相互關聯(lián)以便預知用 于每一切口幾何結構的葉片和輪盤壽命以及葉片空氣動力學特性。 優(yōu)化的切口幾何結構和可接受的切口幾何結構范圍通過同時對葉片 和輪盤壽命以及葉片空氣動力學特性的考慮而確定。
基準線W也根據(jù)葉片或輪盤的幾何結構而改變。基準線W沿著 榫接部軸線的中心線定位成與葉片或輪盤榫接部的前向面相距固定 距離。圖21至圖30圖解說明了對于上文所參照的其中每一通用電 氣渦輪類別以及對于每一葉片和輪盤級的基準線W定義。例如，圖 21圖解說明了對于第 一類型的第 一 渦輪類別(6FA渦輪)中級1葉片和輪盤的基準線W定義，在此處基準線W沿著棒接部軸線的中心線(基
準線S)與葉片和輪盤榫、接部的前向面相距1.704英寸。圖22圖解說 明了對于第二類型的第一渦輪類別(6FA+e渦輪)中級1葉片和輪盤的 基準線W定義，在此處基準線W沿著榫接部軸線的中心線(基準線 3)與葉片和輪盤##部的前向面相距1.698英寸。圖23圖解說明了 對于第二類型的第一渦輪類別(6FA+e渦輪)中級2葉片和輪盤的基準 線W定義，在此處基準線W沿著榫接部軸線的中心線(基準線S)與 葉片和輪盤#4妄部的前向面相距1.936英寸。
圖24示出了尺寸為2.470英寸的第一類型的第二渦輪類別(7FA+e 渦輪)中級1葉片和輪盤。圖25示出了尺寸為2.817英寸的第二類型 的第二渦輪類別(7FA+e渦輪)中級2葉片和輪盤。
圖26示出了尺寸為2.964英寸的第 一類型的第三渦輪類別(9FA+e 渦輪)中級1葉片和輪盤。圖27示出了尺寸為3.379英寸的第一類型 的第三渦輪類別(9FA+e渦輪)中級2葉片和輪盤。圖28示出了尺寸 為2.964英寸的第二類型的第三渦輪類別(9FA渦4侖)中級1葉片和輪 盤。
圖29示出了尺寸為2.470英寸的第二類型的第二渦輪類別(7FA 渦輪)中級1葉片和輪盤。圖30示出了尺寸為2.817英寸的第二類型 的第二渦輪類別(7FA渦輪)中級2葉片和輪盤?；鶞示€W對于每一 渦輪類別的每一級葉片和輪盤提供了可識別的參考點以便確定已優(yōu) 化摔、接切口起始點的位置。
對于每一渦輪類別的各個葉片和輪盤級而言，將會參照圖8至
圖20以及圖31至圖36描述已優(yōu)化起始點和切口角度的詳細情況。 正如所提及的那樣，通過使用有限元分析確定了每一榫接切口的已 優(yōu)化起始點和切口角度，以便提高燃氣渦輪輪盤上應力降低、燃氣
持和改進了燃氣渦輪葉片的空氣動力學特性。盡管將要描述的是特 定尺寸，但本發(fā)明并非必要地限定于該種特定尺寸。通過與基準線
W所示起始點的標稱距離測量了最大榫接切口。經(jīng)由有限元分析， 確認了較大的榫接切口將會導致燃氣渦輪葉片有效使用壽命的損 失。在描述優(yōu)化尺寸時，各值可用于確定葉片榫接部16和/或輪盤榫
接槽14的突部20的數(shù)目。
圖8和圖9圖解說明了第一類型的第一渦輪類別(6FA渦輪)中級 1葉片和輪盤的值，級1葉片和輪盤包括在此通過突部組之間的大致 寬度進行識別的三組榫接突部，在此處榫接切口起始點對于寬突部 而言沿向后方向距基準線W至少為1.619英寸，對于中間突部而言 沿向后方向距基準線W至少為1.552英寸，以及對于窄突部而言沿 向后方向距基準線W至少為1.419英寸。切口角度為最大值3。。
圖IO和圖11圖解說明了第二類型的第一渦輪類別(6FA+e渦輪) 中級1葉片和輪盤的值，級1葉片和輪盤包括在此通過突部組之間 的大致寬度進行識別的三組榫接突部，在此處榫接切口起始點對于 寬突部而言沿向后方向距基準線W至少為1.549英寸，而對于窄突 部而言沿向后方向距基準線至少為1.466英寸。切口角度為最大值 3。。圖12圖解說明了第二類型的第一渦輪類別(6FA+e渦輪)中級2 葉片和輪盤，級2葉片和輪盤包括在此通過突部組之間的大致寬度 進行識別的三組榫接突部。圖12示出了榫接切口起始點，該榫接切 口起始點對于寬突部而言沿向后方向距基準線W至少為0.923英寸， 而對于中間突部而言沿向后方向距基準線W至少為1.654英寸。切 口角度為最大值5。。
圖13和圖14圖解說明了第一類型的第二渦輪類別(7FA+e渦輪) 中級1葉片和輪盤的值，級1葉片和輪盤包括三組#4妄突部。榫接 切口起始點沿向后方向距基準線至少為1.945英寸，而切口角度為最 大值3。。對于第一類型的第二渦輪類別(7FA+e渦輪)中級2葉片和輪 盤的正壓側而言，級2葉片和輪盤包括在此通過突部組之間的大致 寬度進行識別的三組榫接突部，圖15圖解說明了榫接切口的起始點， 該榫接切口起始點對于寬突部而言沿向前方向距基準線W至少為1.574英寸，對于中間突部而言沿向前方向距基準線W至少為1.400 英寸，而對于窄突部而言沿向前方向距基準線至少為1.226英寸。切 口角度為最大值5°。對于第一類型的第二渦輪類別(7FA+e渦輪)中級 2葉片和輪盤的負壓側而言，級2葉片和輪盤包括三組#4妾突部，如 圖16所示，##切口起始點沿向后方向距基準線至少為1.725英寸。 切口角度為最大值5。。圖17和圖18圖解說明了第一類型的第三渦 輪類別(9FA+e渦輪)中級1葉片和輪盤，級1葉片和輪盤包括三組榫 接突部，其中榑4妾切口起始點沿向后方向距基準線W至少為1.839 英寸。切口角度為最大值3。。在圖19中圖解說明了第一類型的第三 渦輪類別(9FA+e渦輪)中級2葉片和輪盤的正壓側，該級2葉片和輪 盤包括三組棒接突部。榫4妾切口起始點沿向前方向距基準線W至少 為1.848英寸。切口角度為最大值5。。在圖20中圖解說明了第一類 型的第三渦輪類別(9FA+e渦輪)中級2葉片和輪盤的負壓側，該級2 葉片和輪盤包括三組榫接突部。榫接切口起始點沿向后方向距基準 線W至少為2.153英寸，而切口角度為最大值5。。
根據(jù)本申請的示范性實施例，圖31和圖32圖解說明了用于第 三渦輪類別(9FA)的第二類型的級1葉片和輪盤。圖31示出了切口的 除去區(qū)域，如圖解說明的那樣，該除去區(qū)域位于榫接部后端的負壓 側。對于三個4^^妾壓力面(即突部)中的每個而言，切口可以沿向后方 向距基準線W至少大約為1.539英寸。切口角度可以在大約0。和3° 之間變化。在某些實施例中，如圖32所示，切口角度可以大約為0.7。。 因此，例如在一些實施例中，切口可以以0.7。的角度進入上文所述位 置處的每一壓力面，隨后繼續(xù)以0.7。的角度通過榫接部的剩余部分。
根據(jù)本申請的示范性實施例，圖33和圖34圖解說明了用于第 二渦輪類別(7FA)的第二類型的級1葉片和輪盤。圖33示出了切口的 除去區(qū)域，如圖解說明的那樣，該除去區(qū)域位于榫接部后端的負壓 側。對于三個纟隼接壓力面(即突部)中的每個而言，切口可以沿向后方 向距基準線W至少大約為1.645英寸。切口角度可以在大約0°和3。
之間變化。在某些實施例中，如圖34所示，切口角度可以大約為0.7°。 因此，例如在一些實施例中，切口可以以0.7。的角度進入上文所述位 置處的每一壓力面，隨后繼續(xù)以0.7。的角度通過棒接部的剩余部分。
根據(jù)本申請的示范性實施例，圖35和圖36圖解說明了用于第 二渦輪類別(7FA)的第二類型的級2葉片和輪盤。圖35示出了切口的 除去區(qū)域，如圖解說明的那樣，該除去區(qū)域位于榫接部后端的負壓 側。對于三個一冬接壓力面(即突部)中的每個而言，切口可以沿向后方 向距基準線W至少大約為1.215英寸開始。切口角度可以在大約0° 和3。之間變化。在某些實施例中，如圖36所示，切口角度可以大約 為0.7°。因此，例如在一些實施例中，切口可以以2.0。的角度進入上 文所述位置處的每一壓力面，隨后繼續(xù)以2.0。的角度通過棒接部的剩 余部分。
可以預料的是，榫接切口可以在正常的熱氣體檢驗工藝期間形 成一單元。通過這種配置，葉片載荷路徑將在輪盤和/或葉片應力集 中部件內(nèi)的高應力區(qū)周圍轉向。包括相對于基準線的優(yōu)化起始點和 優(yōu)化切口角度的卸荷切口參數(shù)限定了榫接切口 ，該榫接切口提高了 燃氣渦輪輪盤中應力降低、燃氣渦輪葉片中應力降低以及燃氣渦輪 葉片有效壽命之間的平衡，并維持或改進了燃氣渦輪葉片的空氣動 力學特性。降低的應力集中用以降低燃氣渦輪輪盤的損壞，從而實 現(xiàn)了整個輪盤的重要的疲勞壽命益處。
盡管本發(fā)明聯(lián)結了目前認為是最實用和最優(yōu)選的實施例進行了 說明，但應當理解的是，本發(fā)明并不限于已公開的實施例，而恰好 相反，本發(fā)明試圖覆蓋包括在所附權利要求精神和范圍內(nèi)的各種修 改和等效配置。
權利要求
1.一種用于降低渦輪輪盤(10)和渦輪葉片(12)中至少一個上的應力的方法，其中，多個渦輪葉片(12)可裝接在所述輪盤(10)上，并且所述渦輪葉片(12)中的每一個都包括可同所述輪盤(10)內(nèi)相應形狀的榫接槽(14)接合的葉片榫接部(16)，所述方法包括(a)確定相對于基準線的榫接切口(22)的起始點，所述起始點沿著榫接部軸線限定了所述榫接切口(22)的長度；(b)確定所述榫接切口(22)的切口角度；以及(c)根據(jù)所述起始點和所述切口角度從所述葉片榫接部(16)或輪盤榫接槽(14)的至少一個中除去材料，以便形成所述榫接切口(22)；其中，所述起始點和所述切口角度根據(jù)葉片(12)和輪盤(10)的幾何結構優(yōu)化成提高所述輪盤(10)上應力降低、所述葉片(12)上應力降低以及所述渦輪葉片(12)有效壽命之間的平衡，并且維持或改進所述渦輪葉片(12)的空氣動力學特性；其中，所述基準線定位成沿著所述榫接部軸線的中心線與所述葉片榫接部(16)的前向面相距固定距離，并且步驟(a)實施成使得所述榫接切口(22)的所述起始點沿著向后方向距所述基準線至少大約為1.645英寸。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述渦輪葉片中 的每一個都構造成在7FA渦輪的第一級中運行。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)實施 成使得所述切口角度為大約3。的最大值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟(b)實施 成使得所述切口角度為大約0.7°。
5. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基準線距所 述葉片#^妄部(16)的所述前向面的所述固定距離大約為2.470英寸。
6. 一種渦輪葉片(12)，其包括翼型件(18)和葉片榫接部(16)，所 述葉片#4妄部(16)的形狀對應于渦輪輪盤(10)內(nèi)的#4妄槽(14);其中，所述葉片##槽(16)包括##切口(22)，所述對料妾切口(22) 根據(jù)葉片幾何機構設置并定位成提高所述輪盤(10)上應力降低、所述 葉片(12)上應力降低以及所述渦輪葉片(12)有效壽命之間的平衡，并 且維持或改進所述渦輪葉片(12)的空氣動力學特性；其中，所述榫接切口 (22)的起始點沿著榫接部軸線限定了所述榫 接切口 (22)的長度，所述榫接切口 (22)的起始點相對于基準線進行確 定，所述基準線沿著所述榫接部軸線的中心線定位成與所述葉片榫 接部(16)的前向面相距固定距離；以及其中，所述榫接切口(22)的所述起始點沿向后方向距所述基準線 至少大約為1.645英寸。
7. 根據(jù)權利要求6所述的渦輪葉片(12)，其特征在于，所述渦 輪葉片(12)中的每一個都構造成在7FA渦輪的第一級中運行。
8. 根據(jù)權利要求6所述的渦輪葉片(12),其特征在于，所述榫 接切口(22)的切口角度為大約3。的最大值。
9. 根據(jù)權利要求16所述的渦輪葉片(12),其特征在于，所述榫 接切口(22)的切口角度為大約0.7°。
10. 根據(jù)權利要求6所述的渦輪葉片(12),其特征在于，所述基 準線距所述葉片榫接部(16)的所述前向面的所述固定距離大約為 2.470英寸。
全文摘要
一種渦輪葉片(12)，其可以包括翼型件(18)和葉片榫接部(16)，葉片榫接部(16)的形狀對應于渦輪輪盤(10)中的榫接槽(14)。葉片榫接部(16)可以包括榫接切口(22)，該榫接切口(22)根據(jù)葉片幾何機構設置并定位成提高輪盤(10)上應力降低、葉片(12)上應力降低以及渦輪葉片(12)有效壽命之間的平衡，并維持或改進渦輪葉片(12)的空氣動力學特性。榫接切口(22)的起始點沿著榫接部軸線限定了榫接切口(22)的長度，該榫接切口(22)的起始點可以相對于基準線進行確定，該基準線定位成沿著榫接部軸線的中心線與葉片榫接部(16)的前向面相距固定距離。榫接切口(22)的起始點可以沿著向后方向與基準線至少大約為1.645英寸。
文檔編號F01D5/30GK101169049SQ20071016709
公開日2008年4月30日 申請日期2007年10月25日 優(yōu)先權日2006年10月26日
發(fā)明者C·約翰遜, D·斯努克, W·澤米蒂斯 申請人:通用電氣公司