渦輪機的渦輪環的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于渦輪發動機，特別是用于直升機的的渦輪環。
[0002]這種環可在任何類型的渦輪發動機中使用，用于減少能夠出現在這種環內的振動行為。
【背景技術】
[0003]在傳統的直升飛機渦輪發動機中，一種高壓渦輪環通常包括被緊固到環支撐件的一圈扇區。如在圖2中能夠看到的，為此該扇區設置有適用于與該支撐件的鉤配合的鉤。
[0004]與空氣流接觸，該環扇區遭受來自空氣動力流的壓力，該壓力具體由從上游和下游級的尾流所導致，并且這可能導致振動行為。特別是，在發動機的運行范圍中，該扇區能夠進入共振，一種能夠導致由于振動疲勞的開裂的現象或導致過早磨損的現象。
[0005]現在，為了達到對這種振動行為的更好控制，一種改進的技術包括修改該扇區的特定形狀。然而，在給定所施加的機械和氣動壓力的情況下，設計特定形狀很復雜。
[0006]另一種很容易實施的已知解決方案包括在組裝環時減少間隙。然而，在該扇區和該支撐件之間的徑向夾持導致在緊固件鉤上的額外機械應力，因此它們能夠承受高水平的塑性變形，并且可能也開裂。此外，這種操作使安裝環的過程更復雜，從而增加了生產和維護成本。
[0007]因此存在對渦輪機環、以及對渦輪發動機的真正需求，至少在某種程度上避免了對于上述已知結構固有的缺點。
【發明內容】
[0008]本發明提供了一種渦輪環，包括基本圓柱形的支撐件，以及形成一個圓圈的一個或多個扇區，所述圓圈被配置成限定一段空氣通道，每個扇區通過附接裝置被緊固到所述支撐件，其中所述附接裝置包括一個屬于所述支撐件并朝所述扇區突出的鉤部，以及一個屬于所述扇區并朝所述支撐件突出的鉤部，所述支撐件的和所述扇區的鉤部被配置成配合以將所述扇區緊固到所述支撐件；所述環進一步包括阻尼器裝置，所述阻尼器裝置設置在所述附接裝置中并被徑向地擠壓在所述扇區的一部分以及所述支撐件的一部分之間，以阻尼在所述扇區和所述支撐件之間的相對運動；所述阻尼器裝置在圓周方向中與所述支撐件的內表面以及與所述扇區的鉤部的外表面交替地接觸。
[0009]通過使用所述阻尼器裝置，所述阻尼器裝置保持在所述扇區的所述部分上的至少一個壓力區域以及在所述支撐件的所述部分上的至少一個壓力區域，在所述扇區和所述支撐件之間的相對運動被約束并且因此很小。此外，它們由所述扇區和/或所述支撐件在阻尼器裝置上的摩擦被徑向地阻尼。所述摩擦消散了所述扇區的能量，因此它不再積累，從而減少了所述扇區在運行范圍上變得諧振的風險，從而大大地限制了由于振動疲勞的破壞。
[0010]此外，由于所述阻尼器裝置彈性地約束在所述扇區和所述支撐件之間的相對運動，可以保持在所述扇區和所述支撐件之間的徑向間隙，所述徑向間隙對于限制作用于所述扇區和所述支撐件上的單循環疲勞類型的機械壓力是足夠的，從而增加它們的壽命。
[0011]所述阻尼器裝置也可從其限制振動的次級對象釋放所述扇區。在這種情況下，其形狀可被更自由地選擇:其形狀從而能夠被簡化，從而導致成本降低，或者它相對于所述扇區的其他功能可被更有效地優化。
[0012]此外，所述阻尼器裝置通過用作徑向尺寸的引導件促進了在所述支撐件上組裝，該引導件基本對應于在所述扇區和所述支撐件之間留下的間隙:所述扇區因此能夠被擠壓在所述阻尼器裝置上，以確保它被準確地定位。這提高了定位精度和可重復性，從而導致在所述葉片末端的間隙上更好的控制，以及減少加工的不兼容。
[0013]這種結構，其中所述阻尼器裝置在圓周方向中與所述支撐件的內表面和與所述扇區的鉤部的外表面交替接觸，確保了所述阻尼器裝置能夠簡單地成形，由于它沒有提供與所述支撐件的內表面和所述扇區的鉤部的外表面連續和同時接觸的任何需求。
[0014]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置也被配置成在所述支撐件的一部分上擠壓所述扇區的一部分。在這種情況下，所述扇區的和所述支撐件的相對運動也可以被所述扇區在所述支撐件上的摩擦所阻尼。
[0015]在特定的實施例中，所述支撐件也通過類似于第一附接裝置的第二附接裝置被緊固；它設置有第二阻尼器裝置，所述第二阻尼器裝置設置在所述第二附接裝置中并類似于第一阻尼器裝置。
[0016]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置包括一個柔性葉片。該柔性葉片優選地為一種由金屬板制成的元件。該柔性金屬板很便宜，很容易成形，并且呈現適合于這種阻尼的剛度。
[0017]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置在所述扇區的所述部分和所述支撐件的所述部分之間在其整個長度上被徑向地擠壓。在這種情況下，在所述扇區上和在所述支撐件上施加的壓力分布在所述扇區的整個長度上，并且此外阻尼在整個扇區上是均勻的。
[0018]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置在其整個長度上基本平滑，局部壓痕的截面沿其長度分布。這些可特別地由球形凸出構成，例如通過沖壓。
[0019]在其他實施例中，所述裝置包括一個由波紋金屬板制成的元件。
[0020]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置設置在所述扇區的鉤部的外表面和所述支撐件的內表面之間。這種結構很容易組裝，此外，在該結構中，這兩個鉤部彼此擠壓，從而加強了所述扇區的緊固并改進其阻尼。
[0021 ] 在其他實施例中，所述阻尼器裝置設置在所述支撐件的鉤部的內表面和所述扇區的外表面。
[0022]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置被至少局部地接收在一個在所述扇區的一部分中形成的凹槽中。通過該凹槽，可以在將其裝配在所述支撐件上之前將所述阻尼器裝置安裝在所述扇區上，從而促進裝配的過程。此外，這可以減少在所述扇區和所述支撐件之間的徑向間隙。
[0023]在其他實施例中，所述阻尼器裝置被至少局部地接收在一個在所述支撐件的一部分中形成的凹槽中。
[0024]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置包進所述支撐件的鉤部的至少遠端部分。所述阻尼器裝置因此很容易被放置在適當位置并且即使沒有扇區也保持在適當位置。
[0025]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置被配置以永久地保持，首先在所述支撐件的鉤部的外表面上的至少一個壓力區域和在其內表面上的壓力區域，并且其次在所述扇區的鉤部的內表面上的至少一個壓力區域和/或在所述扇區的外表面上的壓力區域。所述阻尼器裝置從而被夾持在所述鉤的端部周圍，從而確保它被放置在適當位置并保持固定。
[0026]在其他實施例中，所述阻尼器裝置包進所述扇區的鉤部的至少遠端部分。
[0027]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置為都沿著由所述扇區形成的環的圓周連續地延伸的單件。然而，它可被一個被布置在所述裝置的方位角平面中的間隙所中斷。
[0028]在其他實施例中，所述阻尼器裝置被劃分為都沿著由所述扇區形成的圓圈的圓周彼此跟隨的多個截面。
[0029]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置的一個截面與每個扇區相關聯。
[0030]在其他實施例中，所述阻尼器裝置的每個截面與多個扇區相關聯。
[0031]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置也被配置成在所述支撐件和所述扇區之間提供密封。例如，它可以是編織墊。
[0032]在特定的實施例中，所述阻尼器裝置被固定到所述扇區或到所述支撐件。該固定優選地由焊接執行。
[0033]本說明書還提供了一種渦輪發動機，包括根據任一上述實施例的至少一個環。
[0034]在特定的實施例中，所述渦輪發動機是直升機渦輪軸發動機。所述環被裝配到所連接的渦輪和/或到所述自由渦輪。
[0035]在特定的實施例中，所述渦輪發動機是飛機渦輪噴氣發動機。
[0036]在閱讀對所提出的環和渦輪發動機的實施例的以下詳細描述后，上述特征和優點以及其他顯而易見。該詳細描述參考附圖。
【附圖說明】
[0037]附圖是圖解性的并首先尋求說明本發明的原理。
[0038]在附圖中，在圖與圖之間，使用相同的附圖符號標記相同的元件(或元件部分)。此外，屬于不同實施例但具有類似功能的元件(或元件部分)通過增加100、200等……的數字符號標記。
[0039]圖1是直升機渦輪軸發動機的一種示例的整體視圖。
[0040]圖2是渦輪環的第一示例的截面透視圖。
[0041]圖3是圖2環的軸向截面視圖。
[0042]圖4示出了圖2環的一種變型。
[0043]圖5是圖2環的另一變型的截面透視圖。
[0044]圖6A示出了阻尼器裝置的一種變型。
[0045]圖6B是設置有圖6A的阻尼器裝置的圖2環的徑向截面視圖。
[0046]圖7A示出了阻尼器裝置的另一變型。
[0047]圖7B是設置有圖7A的阻尼器裝置的圖2環的徑向截面視圖。
[0048]圖8A是該環的第二實施例的軸向截面視圖。
[0049]圖8B和8C是圖8A環的變型的軸向截面視圖。
[0050]圖9是該環的第三實施例的軸向截面視圖。
【具體實施方式】
[0051]為了使本發明更具體，以下參考附圖詳細地描述渦輪環的示例。應該記住的是，本發明并不局限于這些實施例。
[0052]圖1示出了一種渦輪發動機10，具體為直升機渦輪軸發動機。以傳統的方式，渦輪軸發動機10包括壓縮機11、氣體發生器12，以及二者相連和自由的渦輪13和14，二者也被稱為由離開燃燒室12的燃燒氣體流驅動旋轉的高壓渦輪和低壓渦輪。自由渦輪14包括被緊固到軸15的一端的渦輪機葉輪14a。軸15的另一端具有一個與中間齒輪17嚙合的主齒輪16。該中間齒輪17與輸出齒輪18嚙合。中間齒輪17和輸出齒輪18為形成渦輪發動機10的減速齒輪箱的部分的齒輪。輸出齒輪18被連接到輸出軸19，用于連接到直升機的主齒輪箱(未示出)。所連接的渦輪13具有一個經由傳動軸20被連接到壓縮機11的渦輪輪13a。所連接的渦輪13也裝配有一個限定空氣流通道并且面對渦輪輪13a的葉片的渦輪環30 ο
[0053]圖2示出了這種渦輪環30的第一實施例。它通常包括一個形成該渦輪13的殼體的整體部分的大致圓柱形的環支撐件31，以及被緊固到該環支撐件31上的一圈環扇區32，以限定通過該渦輪13的氣流通道。
[0054]如在圖3中可更清楚地看到的那