[发明专利]用于制造燃气轮机部件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造燃气轮机部件的方法。具体地，本发明涉及一种涉及组装预制造的零件的方法。本发明还涉及一种包括这样的部件的燃气轮机。

背景技术

轴向燃气轮机，比如飞机“喷气式发动机”，通常包括空气入口、压缩器部分、燃料燃烧室、涡轮部分、连接相应的压缩机和涡轮的一个或多个可旋转的驱动轴、排气出口和用于支撑驱动轴并用于将发动机安装到例如飞机的结构。

通常，支撑结构是包括内壳体或环和外壳体或环的静态零件，内壳体或环用于连接到轴承和居中地定位的驱动轴，外壳体或环用于连接到例如发动机外罩，并且周向地分布的支柱在内壳体/环和外壳体/环之间延伸并连接内壳体/环和外壳体/环。支撑结构设计成能够在驱动轴和发动机外罩之间传递负载。通过发动机的轴向气流被允许在通常被空气动力学地设计的支柱之间流动。此处论述类型的支撑结构受到相当极端的平衡负载和热致负载。

传统上，支撑结构已经被制造成一个大的铸造部件。为了降低成本，最近几年通过组装预制零件，诸如较小的铸造的、锻造的和板金属零件来制造支撑结构变得更常见。典型地，零件被焊接到一起。这种技术涉及到的问题是在焊接过程中热被引入到部件中。该热导致最终产品变形和各个零件的几何形状不准确。结果是，必须花费时间进行测量和手动调节。因此，组装预制零件通常很难以有效方法自动化。

需要一种是成本有效的且允许有效的自动化的制造上述类型的支撑结构的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造燃气轮机部件的方法，其涉及组装预制零件，但是仍旧是有成本效益的且适合于自动化。该目的通过由独立权利要求1中包含的技术特征限定的方法来实现。从属权利要求包含本发明的有利实施例、另外的发展以及变型。

本发明涉及一种制造燃气轮机部件的方法，所述燃气轮机部件包括：外环结构、内环结构以及在所述内环结构和所述外环结构之间延伸的多个周向间隔的元件，其中，在所述元件之间限定用于轴向气流的主燃气通道，并且其中，所述部件具有供燃气进入的入口侧和供燃气流出的出口侧。

本发明的特征在于，所述方法包括机加工单件金属坯料以形成单件式零件的步骤，所述单件式零件包括：所述元件中的每一个元件的一部分，其中所述部分涉及在所述环结构之间的所述元件的延伸长度的一部分；以及环形构件，所述环形构件连接所述元件部分，并且所述环形构件旨在形成所述环结构中的一个的部分。

通过选择金属坯料的合适材料和形状，能够使上述类型的单件式零件的机加工比这种零件的铸造更成本有效。此外，机加工，优选地铣削，提供达到足够低的公差。此外，因为单件式零件含有元件(支柱)中的每一个元件的长度的一部分，所以不需要将支柱的任何端部连接在/至外环结构或内环结构。这是有利的，因为支柱和环构件之间的焊接的T接头具有导致裂纹形成和部件的有限耐用性的趋势。代替地，可以使用对接接头来在沿着每一个叶片的长度的某些点处连接相应的支柱部分，例如，在外环结构和内环结构之间的中间的点处。这些相应的支柱部分优选地提供支柱的其余部分且优选地附接到或能够附接到相应的环构件，使得能够在两个环结构上避免支柱的焊接的T接头。因为支柱部分的对接接头基本上在气流方向上延伸，所以不需要在焊接该接头后进行机加工。

在本发明的有利实施例中，环形构件旨在形成外环结构的部分，其中，元件部分从环形构件的内侧向内延伸。与传统的组装技术一致，这种部件能够通过将多个元件部分与相应数量的弯曲板焊接在一起来制造，弯曲板将元件部分隔开。然而，这需要很多焊接接头，且可引起前述问题的相当大的热量在组装期间被引入到材料中。通过代替地从单件金属坯料机加工成该零件，焊接可被省掉，且可以实现零件的精确测量。此外，避免了铸造成本。

在本发明的有利实施例中，单件式零件包括从环形构件的外侧径向向外延伸的多个元件延伸部，其中每一个元件延伸部均被布置在与相应的元件部分的位置相对的位置，使得负载能够大致笔直径向地通过环形构件在元件部分和相应的元件延伸部之间传递。以这种方式，来自/至最终部件中的元件(支柱)的主要负载能够经由从环形构件径向向外定位的另外的零件传递，该另外的零件优选地特别为该目的而设计。因此，连接支柱部分的环形构件不必支承任何实质的负载，并且因而能够被设计成仅用于连接支柱和导向气流。这使得能够使环形构件非常薄。

在本发明的有利实施例中，单件金属坯料是锻造环。这提供有效的方法。优选地，材料是马氏体析出硬化不锈钢。