具有帶槽道的銷的渦輪葉片阻尼系統(tǒng)的制作方法

本公開涉及具有帶槽道的阻尼銷的阻尼系統(tǒng)，該阻尼系統(tǒng)用于配置在渦輪動葉平臺的相鄰斜面(slash face)之間，以用于阻尼其動葉振動以滿足零件壽命要求。

背景技術(shù)：

工業(yè)渦輪(諸如燃?xì)鉁u輪)已趨向于朝向增大的進(jìn)口焚燒溫度和增大的功率輸出。在輸出增大時，氣體路徑溫度和操作振動增大。因此，動葉平面斜面逐漸地呈現(xiàn)包括氧化、蠕變和低周疲勞破裂的困境。動葉平臺斜面的困境可損傷該平臺，且導(dǎo)致阻尼的損失，從而導(dǎo)致?lián)p傷，諸如壓縮機(jī)排出流泄漏，從而導(dǎo)致降低的發(fā)動機(jī)效率。

現(xiàn)有的渦輪布置在斜面之間采用阻尼銷以阻尼振動。大部分現(xiàn)有的銷具有一致的外部表面，其沿線接合渦輪平臺的斜面。提供冷卻和一些阻尼的一種途徑使用大體圓柱形的銷，其具有沿其形成的多個通道，以用于通過該通道連通冷卻介質(zhì)。通道沿銷的相反側(cè)延伸且交錯。盡管在現(xiàn)有途徑中的通道的布局提供冷卻，但它可能不提供適當(dāng)?shù)淖枘峄蜃枘岫ㄖ啤?/p>

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的第一方面提供用于渦輪的阻尼系統(tǒng)，該渦輪具有相鄰的渦輪動葉平臺，相鄰的渦輪動葉平臺包括具有相對溝槽的相對斜面，該系統(tǒng)包括：銷，其具有基本上圓柱形的主體，該基本上圓柱形的主體構(gòu)造成用于在相對溝槽中定位；和一組槽道，其在該銷的外表面中且在沿其間隔的軸向部位處，該組槽道沿相對于渦輪動葉平臺徑向朝外的方向面對。

本公開的第二方面提供用于阻尼系統(tǒng)的阻尼銷，該阻尼系統(tǒng)用于渦輪，該渦輪具有相鄰的渦輪動葉平臺，相鄰的渦輪動葉平臺具有相對斜面，相對斜面具有相對溝槽，該阻尼銷包括：基本上圓柱形的主體，其構(gòu)造成用于在相對溝槽中定位；和一組槽道，其在主體的外表面中在沿其間隔的軸向部位處，該組槽道沿相對于渦輪動葉平臺徑向朝外的方向面對。

準(zhǔn)備本公開的例示方面以解決在本文中描述的問題和/或未論述的其他問題。

附圖說明

根據(jù)結(jié)合附圖作出的本公開的各種方面的下列詳細(xì)描述，本公開的這些和其他特征將更容易理解，附圖繪出本公開的各種實(shí)施例，在附圖中：

圖1是渦輪動葉的透視圖，該渦輪動葉包括翼型件、平臺和根部、以及根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的阻尼系統(tǒng)。

圖2是例示沿渦輪動葉平臺的斜面的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的阻尼銷的局部透視圖。

圖3是例示在相鄰斜面之間的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的阻尼銷的部位的軸向端部視圖。

圖4是例示鄰接斜面之間的阻尼銷的沿圖1中的4-4線的截面圖。

圖5是例示根據(jù)一個實(shí)施例的用于阻尼振動的阻尼銷中的槽道的放大截面圖。

圖6是例示根據(jù)另一實(shí)施例的用于阻尼振動的阻尼銷中的槽道的側(cè)視圖。

圖7是例示根據(jù)另一實(shí)施例的用于阻尼振動的阻尼銷中的槽道的放大截面圖。

圖8和9分別為例示阻尼銷的一個實(shí)施例的側(cè)視圖和截面圖。

圖10和11分別為例示阻尼銷的另一實(shí)施例的仰視圖和截面圖。

圖12和13分別為例示阻尼銷的另一實(shí)施例的側(cè)視圖和截面圖。

圖14和15分別為例示阻尼銷的另一實(shí)施例的側(cè)視圖和截面圖。

圖16-17是例示阻尼銷的其他實(shí)施例的側(cè)截面圖。

應(yīng)注意的是，本公開的附圖不按照比例。附圖意圖僅繪出本公開的典型方面，并因此不應(yīng)認(rèn)為限制本公開的范圍。在附圖中，類似的標(biāo)號代表附圖之間的類似元件。

部件列表

104 動葉平臺

106 根部部分

108 柄

120 燕尾件

122 斜面

124 間隙

126 溝槽

128 阻尼銷

128 阻尼銷

127 成形區(qū)段

114 平臺

129 圓柱形的主體

130, 230槽道

132 外表面

140,240朝外面對的表面

150 無槽道的其余部分

152 內(nèi)表面

154 軸向地彎曲的底表面。

具體實(shí)施方式

如上面指出的，本公開提供一種阻尼系統(tǒng)，其具有帶有槽道的阻尼銷，該阻尼系統(tǒng)用于配置在渦輪動葉平臺的相鄰斜面之間，以用于阻尼所需的渦輪動葉平臺的動葉振動，以滿足零件壽命要求。槽道沿相對于渦輪動葉平臺徑向朝外的方向面對，且可定制以提供期望的阻尼。

現(xiàn)在參照圖1，例示用于渦輪的阻尼系統(tǒng)90，該渦輪具有相鄰的渦輪動葉平臺，該相鄰的渦輪動葉平臺包括具有相對溝槽的相對斜面。更具體而言，阻尼系統(tǒng)90示為具有渦輪動葉，該渦輪動葉大體上標(biāo)為100，包括翼型件102、動葉平臺104、包括柄108和燕尾件120的根部部分106。將理解的是，當(dāng)放置在渦輪葉輪(未示出)中時，渦輪動葉100為圍繞渦輪葉輪的外圍固連的渦輪動葉的環(huán)形陣列中的一個。盡管公開了軸向進(jìn)口動葉，但將理解的是，此阻尼系統(tǒng)可應(yīng)用于切向進(jìn)口動葉。如在圖4中最好地例示的，相鄰的渦輪動葉平臺114包括斜面122之間的間隙124(圖2)。如在圖1和2中示出的，各斜面122還包括溝槽126的用于接收阻尼銷128的一部分(圖1和4)。

阻尼銷128定位在相鄰平臺114的溝槽126中，以阻尼相鄰平臺之間的振動。如圖1、16和17中所例示的，銷128的相反端部可具有成形區(qū)段127(為了清晰性而從其他附圖中省略)，以用于沿斜面122與對應(yīng)的成形區(qū)段協(xié)作以維持在溝槽126中的定向。盡管成形區(qū)段127例示為具有平面的半圓柱形區(qū)段，但可使用各種匹配形狀中的任一種。為了實(shí)現(xiàn)阻尼，阻尼銷128與平臺114的限定溝槽126的表面協(xié)作，以提供溝槽126與阻尼銷128之間的各種接觸構(gòu)造。本發(fā)明的實(shí)施例提供各種阻尼銷128構(gòu)造，以允許阻尼銷的振動阻尼功能的定制。

在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，如本文所描述的，阻尼銷128包括銷，該銷具有構(gòu)造成用于定位在相對溝槽126(圖4)中的基本上圓柱形的主體129(圖1)。如在圖5-6中所示，除了常規(guī)阻尼銷以外且與常規(guī)阻尼銷不同，阻尼銷128包括一組槽道130，該組槽道130在銷的外表面132中且在沿其間隔的軸向部位處。如圖5所示，該組槽道130沿相對于渦輪動葉平臺114徑向朝外的方向面對(在所有圖中的頁面上向上，除了圖10)。如由圖4中的箭頭所示的，徑向朝外方向遠(yuǎn)離平臺114經(jīng)過翼型件102。以此方式，該組槽道130以以下方式接合溝槽126：使得槽道130的定制作用為定制振動的阻尼。如將論述的，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，槽道130的各種布置是可能的。

在圖5-6和8-17中示出的一些實(shí)施例中，各槽道130可包括朝外面對的表面140。在圖5-6和8-17中示出的一些實(shí)施例中，朝外面對的表面是平坦的，使得朝外面對的表面140相對于基本上圓柱形銷作為弦(chord)延伸。備選地，如圖7中所示，朝外面對表面的240可朝內(nèi)凹入，即，以弦的方式朝內(nèi)中凹或彎曲。盡管示為分開地使用朝外面對的表面140、240，但它們還可一起用在單個銷128上。

在例如在圖6和10中示出一些實(shí)施例中，槽道130可沿銷128一致地間隔。即，各相鄰的銷之間的空間是基本上相同的，例如，+/-0.1mm。然而，在例如在圖8、12和14中示出的其他實(shí)施例中，槽道130可沿銷128不一致地間隔。即，各相鄰的槽道之間的空間沿銷128的縱向長度不同。在任何情況下，間隔可由用戶限定，以解決阻尼擔(dān)憂。此外，在一些實(shí)施例中，槽道130可具有到銷128中的一致的深度。在圖5-13、16和17的實(shí)施例中示出了具有一致深度的槽道。在圖14和15中示出的備選實(shí)施例中，至少兩個槽道230可具有到銷128中的不同深度?？商峁┚哂胁煌疃鹊娜魏螖?shù)量的槽道230且它們可以以任何方式軸向地布置，例如，兩種深度交替、依次、全部不同的深度等。

進(jìn)一步關(guān)于槽道的深度，槽道130、230的組的平均深度與銷的直徑之比(圖6中d/D)的范圍可從接近40%至接近80%，例如+/-1%。盡管該范圍內(nèi)的任何百分比都是可能的，但作為示例，圖5-6示出大約45%，圖8-9示出大約20%，圖11示出大約80%(注意與圖12和14中的側(cè)視圖不同，圖10示出仰視圖)，圖12-13示出大約60%且圖14-15示出具有在所聲明的范圍內(nèi)變化的深度的槽道。槽道130還可描述為以不同角度在圍繞銷128的外表面132處延伸。例如，槽道130可延伸接近90°(圖9)到接近320°(圖11)，例如+/-2°。例如，如圖7所示，各槽道130可圍繞銷128的外表面132延伸接近150°。在圖10和11中，各槽道130圍繞銷128的外表面132延伸接近320°。關(guān)于后一情形，圖11示出銷128，銷128將在操作期間定位(見圖5和7)為槽道130沿相對于渦輪動葉平臺114(圖5)徑向朝外的方向(向頁面上方)面對。在此，銷128的無槽道的其余部分150面對相對于渦輪動葉平臺114徑向朝內(nèi)的方向(向圖11中的頁面下方)。(在圖10中，無槽道的其余部分150面對讀者。)

在圖16中所示其他實(shí)施例中，槽道130不需要具有與銷128的軸線垂直地延伸的側(cè)面。例如，如圖16所示，各槽道330可具有內(nèi)表面152，該內(nèi)表面152相對于銷的軸線以非垂直的角度成角度。該角度可由用戶限定，例如45°到60°。在圖17中示出的另一實(shí)施例中，各槽道430可具有軸向地彎曲的底表面154。

盡管已以具體方式示出了各種實(shí)施例，但應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，可一起使用上述版本中的任何一個。即，用戶可根據(jù)需要選擇實(shí)施例中的任一個的任何部分且將它們結(jié)合，以定制由阻尼系統(tǒng)100和阻尼銷128提供的阻尼。在任何情況下，系統(tǒng)100和銷128與一致平面的銷相比允許更大的接觸面積，這又允許來自銷128的非常好的阻尼。已發(fā)現(xiàn)阻尼銷128對無遮蓋的動葉是尤其有效的，其中阻尼銷可為用于阻尼的唯一來源。槽道130可加工到新的或之前用過的銷128中。因此，可通過從現(xiàn)有的阻尼銷移除材料以制造槽道130而容易地改進(jìn)槽道130。

本文中使用的用語僅用于描述特定實(shí)施例，且不意圖限制本公開。如在本文中使用的，單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”意圖也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還應(yīng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用時，用語“包括”、和/或“包括…的”規(guī)定所聲明的特征、整體、步驟、操作、元件、和/或構(gòu)件的存在，但不排除一個或更多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、構(gòu)件、和/或它們的組的存在。

以下權(quán)利要求中的所有裝置或步驟加功能要素的對應(yīng)結(jié)構(gòu)、材料、動作和等同物意圖包括用于與具體要求保護(hù)的其他要求保護(hù)的要素結(jié)合地執(zhí)行功能的任意結(jié)構(gòu)、材料或動作。已為了例示和描述提出了本公開的描述，但不意圖為窮舉的，或者限于處于所公開形式的公開。許多更改和變更對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，而不脫離本公開的范圍和精神。選擇和描述實(shí)施例，以便最好地解釋本公開的原理和實(shí)際應(yīng)用，且使其他本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)具有適于所構(gòu)想的特定用途的各種修改的各種實(shí)施例來理解本公開。