[发明专利]涡轮发动机转子和用于所述转子的叶片

说明书

本发明涉及涡轮发动机转子和用于所述转子的叶片。在涡轮发动机中，转子包括轴、叶片、和轴‑叶片连接装置。轴叶片连接装置尤其被设置为枞树形连接，其包括枞树形叶片根部和接收叶片根部的枞树形轴槽。叶片根部包括凸瓣（260），同时槽包括接收凸瓣的底切凹部。相应地设置在轴柱（150）上或者凸瓣（260）上的倾斜配合支承面（161、261）在周向方向（U）上关于彼此偏置同时部分地叠置。每个支承面都通过安置面（162、262）的凸出的弯曲端部相切地邻接。

本申请为申请日为2016年5月12日的专利申请“涡轮发动机转子和用于所述转子的叶片”（申请号：201610522531.6，申请人：安萨尔多能源瑞士股份公司）的分案申请。

技术领域

本公开涉及一种包括叶片-轴连接装置的涡轮发动机转子，以及用于该涡轮发动机转子的叶片。

背景技术

在涡轮发动机中，转子轴和叶片之间的连接被重度加载。在所谓的枞树形连接中，包括底切凹部的槽被布置在转子轴中。每个槽均径向延伸到轴中且例如轴向地延伸，或在还包括轴向范围的情况下倾斜地延伸，并且若干底切凹部沿着所述槽延伸并周向地延伸到轴柱中，所述轴柱被形成在槽之间。底切凹部通常是渐缩的，其顶点指向轴柱的中心。叶片包括被设置在叶片根部上并从叶片根部周向延伸的对应数量的凸瓣。叶片根部被接收在槽内，其中，凸瓣被接收在底切凹部内。在离心加载时，凸瓣的径向向外指向的壁因此支承在底切凹部的径向向内指向的壁上。应当理解的是，术语径向、轴向、和周向是指涡轮发动机转子的空间定向。所述配合的壁关于径向以及关于转子的周向方向倾斜。

很多建议已经被提出以改善所述枞树形连接。例如，GB2011552公开了一种在叶片和轴之间的枞树形连接，其中，在槽的顶点处和在两个根部凸瓣之间的的过渡处，两个半径被布置，其中，邻近承载壁设置的第一半径大于邻近非承载壁设置的半径。所述意在改善部件的低周疲劳性能。

但是，当叶片根部和轴上的配合面被加载时，它们发生弹性变形。在承载面和非承载面之间的过渡区域中，产生复杂的三维材料变形和相关的局部峰值应力。这可能导致叶片根部-轴界面的早期疲劳。

发明内容

本公开的目标是提供一种避免局部峰值负载和相关早期疲劳的叶片根部-轴界面。

本公开的进一步目标是在所述界面处避免与变形相关的应力的突变。

本公开的又更加具体的目标是在叶片根部和轴之间提供界面，使得在与材料变形相关的应力方面实现平滑过渡，且由此避免复杂的局部三维应力模式。

这通过根据本发明的涡轮发动机转子被实现。

现在所公开的主题的更具体的实施例和方面在具体实施方式部分被陈述。

本公开的主题的其他效果和优点，无论是否被明确提及，鉴于下面给出的本公开都将变得明显。

因此，所公开的是一种包括轴-叶片连接装置的涡轮发动机转子，转子具有周向方向、径向方向、和由转子轴线所限定的轴向方向。转子包括转子轴和至少一个叶片。轴包括在径向方向上从轴的外壁朝着轴的中心延伸且在轴向方向上延伸的至少一个槽。所述的不排除槽相对于转子轴线倾斜的定向。叶片包括在轴向且在径向方向上延伸的根部，其中，根部被布置在槽中，且因此还可以相对于转子轴线被倾斜地布置。叶片根部以及配对轴槽可以沿纵长范围被弯曲，但在特定实施例中可能是笔直的。至少一个底切凹部被设置在槽处，且尤其在轴柱中，所述轴柱在一个周向侧上限定槽。底切凹部在周向方向上延伸，且在径向外侧处通过轴承载壁被限定。叶片根部包括至少一个凸瓣，所述凸瓣尤其被设置在根部主体上，并且所述凸瓣被布置在底切凹部中，并且所述凸瓣在径向外侧上通过凸瓣承载壁被限定。在典型但非限定性实施例中，若干槽将在周向方向上围绕轴被布置，并且等数量的叶片将被设置在叶片的一个环中，叶片的每个根部均被布置在槽中。轴柱存在于相邻的槽之间且周向地限定相邻的槽。底切凹部被设置在转子轴柱的两个周向侧上。在所述实施例中，槽可以被设置为枞树形槽，并且叶片根部可以被布置为配合的枞树形根部。