專利名稱：安裝在轉(zhuǎn)子外圍的元件及其質(zhì)量校準方法和渦輪機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在轉(zhuǎn)子外圍的同樣的或可互換的元件的質(zhì)量校準方法，尤其是在如渦輪噴氣飛機或渦輪螺旋槳飛機這樣的渦輪機中的風扇。
背景技術(shù)：
通過布置在風扇葉片根部之間并固定到風扇轉(zhuǎn)子上的細長平臺，氣流通道被內(nèi)部地限定在風扇入口處。
這些平臺是同樣的和可互換的元件，所述元件必須具有相等的質(zhì)量，具有非常小的公差，例如，小于一克。
制造這些平臺會產(chǎn)生相對寬的質(zhì)量分布，因此，有必要校準質(zhì)量以彌補這種分布。
在實踐中，一種解決方法是秤每個平臺的重量，在平臺的內(nèi)表面的縱長腔內(nèi)粘性粘接至少一塊樹脂配重或彈性配重以彌補相對于預(yù)定值的質(zhì)量虧缺。
平臺的形狀是復雜的，粘性粘接配重的工作是手工完成的。一塊或多塊配重的加入調(diào)節(jié)平臺重心的位置，這可能會導致平臺在工作中關(guān)于其被固定在轉(zhuǎn)子上的點傾斜，導致氣流分流，降低了發(fā)動機的性能。
使用配重還需要獲取和存放這些元件，還需要使用粘合劑來小心固定它們。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述所有缺陷，并提出一種簡單、有效和經(jīng)濟的校準此類元件的質(zhì)量的解決方案。
為了達到這個目的，它提出一種安裝在轉(zhuǎn)子外圍的元件的質(zhì)量校準方法，其中，已知元件慣性軸的位置，對于每個元件，該方法通過機加工在位于它的一條慣性軸的元件的區(qū)域上去除一定體積的材料，使得元件的質(zhì)量在預(yù)定公差內(nèi)達到預(yù)定值。
不管什么形狀的元件都包括三條彼此垂直并且穿過元件重心的慣性軸。這些慣性軸的位置通過計算來確定，例如，在元件尺寸、形狀和質(zhì)量分布的基礎(chǔ)上通過建模軟件來計算。
在位于元件的一條慣性軸上的區(qū)域去除材料使元件關(guān)于該軸保持靜態(tài)平衡，因此防止了在工作中元件關(guān)于該軸傾斜。
該發(fā)明具有許多優(yōu)點。它避免了使用配重，配重增加了元件的質(zhì)量，因而也就增加了渦輪機的質(zhì)量，降低了發(fā)動機的工作性能，而且與本發(fā)明的機加工方法相比，配重的使用成本很高。它同時避免了獲取和保存配重和粘合劑。
材料的去除最好在位于元件縱向慣性軸線的元件區(qū)域進行，例如材料是從元件的徑向端面上去除。元件的縱向慣性軸線是指沿元件最大尺寸延伸的慣性軸線。
材料的去除最好是通過锪、銑或鉆來完成，最好結(jié)合在元件的制造過程中。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，將要去除的材料的體積轉(zhuǎn)換成在元件上要加工的孔的直徑和深度，該孔最好是平底圓柱形。
要加工的孔的直徑和深度不是由操作者自由選擇的；它們最好是處于預(yù)定最大值和預(yù)定最小值之間，要考慮與完成材料去除的元件區(qū)域相關(guān)的多種因素。
依照本發(fā)明的方法尤其，但不是僅僅，適于校準要裝在渦輪機風扇葉片間的復雜形狀的細長平臺的質(zhì)量，以內(nèi)部地限定進入風扇的氣流的通道。在這些平臺上，要去除的材料的部分是從每個平臺的端部凸緣上且以平臺的縱向慣性軸線為中心的區(qū)域中機加工。
本發(fā)明還涉及一種要裝在轉(zhuǎn)子外圍的元件，其包括以它的一條慣性軸為中心(最好是元件縱向慣性軸)的質(zhì)量校準孔。例如，該元件是平臺，該平臺內(nèi)部地限定在渦輪機風扇葉片的螺旋槳之間流通的氣流的通道。
此外，本發(fā)明還涉及一種渦輪機，例如渦輪噴氣飛機或渦輪螺旋槳飛機，其包括轉(zhuǎn)子，在轉(zhuǎn)子的外圍安裝有元件，每個元件均包含形成于元件慣性軸線上的質(zhì)量校準孔，這些質(zhì)量校準孔最好以元件的縱向慣性軸為中心。


本發(fā)明的其他細節(jié)、特征和優(yōu)點將通過閱讀下面的參照附圖、以非限定方式作出的描述變得清楚。
圖1是從下游方向看的渦輪機組風扇的透視圖；圖2是從下游方向看的圖1所示的風扇的盤的放大比例尺的透視圖；圖3是已使用現(xiàn)有技術(shù)將其質(zhì)量校準過的風扇平臺的透視圖；圖4是使用依照本發(fā)明的方法將其質(zhì)量校準的風扇平臺的透視示意圖。
具體實施例方式
圖1描述了在如渦輪噴氣飛機或渦輪螺旋槳飛機這樣的渦輪機中的風扇轉(zhuǎn)子10，其包括裝在盤16上且繞風扇的軸線14徑向地延伸的許多葉片12。
盤16包括用于固定到渦輪機軸上的下游環(huán)形凸緣18。
在它們的徑向內(nèi)端部，每個葉片12具有能夠被裝在盤16(圖2)的外圍的槽20的根部(未示出)。
在渦輪機工作過程中，在葉片的有螺紋的螺旋槳22之間流通的氣流的通道外部地被殼體的內(nèi)壁所限定，內(nèi)部地被在風扇葉片12根部之間延伸的平臺23所限定。
每個平臺23包括在內(nèi)部地限定兩個相鄰葉片之間的氣流通道的壁24，固定凸緣26、28、30，該實例中是三個，凸緣主要朝著旋轉(zhuǎn)軸方向延伸，且位于相對于氣流方向(圖3)壁24的上游部分、下游部分和中間部分。
壁24的縱長緣32和34是彎的，一個是凸的，另一個是凹的，以便跟隨葉片12的壓力側(cè)和吸入側(cè)，葉片12之間安裝有平臺23。
壁24的徑向內(nèi)表面還具有從壁24向內(nèi)延伸的加固肋36，且與固定凸緣26、28、30相互連接，因此，在壁24的下面，在凸緣26、28和30之間分別定界形成兩個腔38和40。
在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，這些腔38、40容納質(zhì)量校準配重，如圖3中標號42處所示，配重通過粘性粘結(jié)方式固定。
平臺的縱向慣性軸線，在圖4中用44標記，部分地穿過這些腔38、40的外部，位于該軸線44上的平臺重心G在平臺23的外部。
依照現(xiàn)有技術(shù)被粘性粘結(jié)在平臺的腔38、40內(nèi)的配重42確實能夠校準平臺的質(zhì)量，但同時改變了平臺的靜平衡，由于高轉(zhuǎn)速和由此導致的大離心力，在工作中會導致平臺變形，平臺一端向外翹起，改變了繞盤16的螺旋槳之間的氣流條件。
如早已說明的那樣，本發(fā)明通過用在下游凸緣26的區(qū)域內(nèi)加工孔46且其以平臺的縱向慣性軸線44為中心，來代替現(xiàn)有技術(shù)的配重42，來避免了這些不利。
依照本發(fā)明的方法的預(yù)備步驟在于要為每個平臺23秤重，以確定其超過預(yù)定值的多少，預(yù)定值是所有平臺中的最小值。
將質(zhì)量差轉(zhuǎn)換成要除去的材料的體積，也就是說轉(zhuǎn)換成在凸緣26的下游面上加工的且以平臺的縱向慣性軸線44為中心的孔46的直徑和深度。
在所描述的實例中，加工孔46最好為平底圓柱形。
基于涉及平臺23的數(shù)據(jù)，例如它的尺寸、質(zhì)量、形狀以及其質(zhì)量的幾何分布，借助適宜的軟件確定了縱向慣性軸線44的位置，。
縱向慣性軸線44穿過中心凸緣28和下游凸緣26，在下游凸緣實施的材料的去除改變了沿著平臺的縱向慣性軸線44的平臺23的重心，卻沒有改變繞著這個軸線的平臺的靜平衡。
在實際中，基于被除去的材料的質(zhì)量，有要加工的孔46的直徑和深度的直接信息的數(shù)值表。該數(shù)值表預(yù)先建立，給出處于預(yù)定的最大值和最小值之間的深度和直徑的數(shù)值，以避免造成直徑太大但深度太淺或者相反的孔46。
材料的去除可使用適當?shù)墓ぞ咄ㄟ^锪、銑或鉆來完成。
然后，依照本發(fā)明的方法為秤平臺23的重做準備，以核查相對于預(yù)定值的期望公差。
材料的去除可以在用于固定元件的裝置上進行，如實例中所描述的，或者是中心在元件的慣性軸線上且機加工工具可以到達的元件的任何其他部分。
材料的去除通常是在元件的一個慣性軸上執(zhí)行完成，在工作中元件關(guān)于該慣性軸需要保持靜平衡。例如，如果相對于旋轉(zhuǎn)軸線元件的最大尺寸是圓周的，材料的去除就應(yīng)該在延伸進該圓周尺寸的元件的慣性軸上進行。
依照本發(fā)明的質(zhì)量校準方法可應(yīng)用于任何要安裝在轉(zhuǎn)動部件的元件。它既可以用于形狀簡單的元件，也可以用于形狀復雜的元件。
權(quán)利要求
1.一種安裝在轉(zhuǎn)子外圍的元件的質(zhì)量校準方法，其特征在于，已知所述元件慣性軸的位置，對于每個所述元件，該方法在于通過機加工在位于其中一條慣性軸上的所述元件的區(qū)域去除一定體積的材料，以使所述元件的質(zhì)量在預(yù)定公差內(nèi)達到預(yù)定值。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在位于縱向慣性軸線上的所述元件的區(qū)域內(nèi)去除一定體積的材料。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中從所述元件的大致徑向端面上去除一定體積的材料且所述材料的中心位于所述元件的縱向慣性軸上。
4.如前述權(quán)利要求所述的任意一種方法，其中材料的去除通過锪、銑或鉆來完成。
5.如前述權(quán)利要求所述的任意一種方法，其中所去除的材料的體積為圓柱形的。
6.如前述權(quán)利要求所述的任意一種方法，其中要去除的材料的體積通過所述元件在去除前的質(zhì)量與所述預(yù)定值的差決定，且轉(zhuǎn)換成要在所述元件上加工的孔的直徑和深度。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中每個要加工的孔的直徑和深度都在預(yù)定的最大值和最小值之間。
8.如前述權(quán)利要求所述的任意一種方法，其中所述元件是要裝在渦輪機風扇葉片間的復雜形狀的細長平臺，以內(nèi)部地限定在葉片的螺旋槳之間流通的氣流的通道，其中，該方法在于從每個平臺的端部凸緣上且中心在平臺縱向慣性軸線上的區(qū)域中去除材料。
9.一種要安裝在轉(zhuǎn)子外圍的元件，該元件包括以其一條慣性軸為中心的質(zhì)量校準孔。
10.如權(quán)利要求9所述的元件，其中質(zhì)量校準孔以所述元件的縱向慣性軸線為中心。
11.如權(quán)利要求9或10所述的元件，該元件組成一個平臺，該平臺內(nèi)部地限定在渦輪機風扇的葉片的螺旋槳之間流通的氣流的通道。
12.一種如渦輪噴氣飛機或渦輪螺旋槳飛機的渦輪機，包括轉(zhuǎn)子，在該轉(zhuǎn)子的外圍安裝有元件，每個該元件包含形成在所述元件的一條慣性軸上的質(zhì)量校準孔。
13.如權(quán)利要求12所述的渦輪機，其中所述元件的質(zhì)量校準孔以所述元件的縱向慣性軸線為中心。
全文摘要
一種安裝在轉(zhuǎn)子外圍的元件的質(zhì)量校準方法，對于每個所述元件，該方法通過機加工在位于它的一條慣性軸的元件的區(qū)域去除一定體積的材料，使得所述元件的質(zhì)量達到預(yù)定值。
文檔編號F16F15/32GK1932305SQ20061008063
公開日2007年3月21日 申請日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月23日
發(fā)明者斯坦弗尼·奧迪克, 埃里克·萊弗博赫, 蒂埃里·尼特赫 申請人:斯奈克瑪