[发明专利]涡轮机悬臂叶片的阻尼元件

说明书

本发明涉及一种涡轮机悬臂叶片的阻尼元件，在这种涡轮机中，固定在转子上的工作叶片最好在沿径向的外部区彼此之间相互连接起来。

无论是轴向流动式涡轮，还是径向流动式压缩机或涡轮，它们的悬臂叶片都有产生振动的危险。这种涡轮机在运行时各叶片进行固有振动，这些固有振动取决于振动类型，如切向弯曲振动、轴向弯曲振动或扭转振动。

现有的进行振动阻尼的方案，有借助于在叶尖处的箍带或固定在叶身沿径向的外部区上的连接元件将许多叶片完全连接成一个整体，还有沿切向或锯齿状地穿入阻尼钢丝或焊上连接钢丝等方法。

如JP昭56-92303中所示的涡轮机转子，它的每两个相邻的转子间都有沿周向延伸的插入件。这些叶片在靠近顶部的凹面侧和凸面侧都有槽。插入件的两端呈现一定的角度以便和该些有相同形状的槽配合。这些插入件的长度比两相邻叶片的槽之间的距离略长，以便使这些插入件在装妥后呈现朝向转子轴线的略为拱起的形状。这种方案的缺点是插入件的长度较长，叶片上开的槽也长而难加工，对叶片的削弱较大，由于配合面长了，装配精度难以保证。由于叶片并不因装了插入件而带有防振性初应力（各插入件的弹力彼此在叶片上平衡掉了），所以减振效果不明显。

如果人们打算在目前以非常高的切线速度工作的所谓废气涡轮增压器的整体式涡轮中采取减振措施的话，那么这些解决办法中的大多数是根本不能采用的。迄今为止，这些整体式的工作轮只能设置浇铸的连接元件。后者制造非常困难，因而价格昂贵。

本发明的目的是对于各种类型的悬臂叶片，提供一种适当的易于装配的阻尼系统。

按本发明做到这一点的办法是，在两个叶片之间的连接装置由一块向转子中心弯曲的可弹性变形的小板构成，这块小板装在涡轮机转子上的两个相邻叶片之间，从而把叶片彼此连接起来，阻尼元件的两端装入叶片上的相应的槽中，装入相邻叶片之间的阻尼元件呈弯曲状，凸面朝向转子中心，其特征在于该阻尼元件预先做出双弯曲结构，其有一纵向轴线，在纵向端部有一个半圆形支承，阻尼元件的纵向轴线与转子的圆周方向成一定角度，阻尼元件的半圆形端部以垂直于叶片的方向装置入叶片上的半圆形槽中。

这种新措施的优点除了非常简单以外，特别是这些弯曲小板可以做得比较薄，从而可以减少对气流的干扰，这是因为有侧面的支承而减小了它们的弯曲应力。和穿过孔的具有相当大横截面的阻尼钢丝的方案相比，这种将小板嵌入叶片叶身上的槽中的方法对叶片横截面减薄的程度很小。

小板预先做成双弯曲状是有好处的。首先可以简化在叶片中的固定装置的形状，还可以使小板通过其靠在固定装置中的下端面和几乎无间隙的上端面，得到一个完善的导引装置。甚至在只有两点支承的情况下，也不会使它从固定装置中掉出来。

把小板设计成椭圆形，并在其狭窄端设两个圆形支承是比较好的。这种固定方式允许进行轴向装配，这时，只须在小板插入叶片上相应的固定槽中以前使之稍有弹性变形就可以了。此外，这种装配方式还可以使叶身中的槽做得比较深一些。

附图示意表示了本发明的实施例。其中：

图1工作轮一个扇形段沿气流流动方向的视图，

图2紧挨着阻尼元件上面切过的的部分叶栅剖视图，

图3是沿图2中A-A线的剖视图，显示阻尼元件的固定方案，

在图中只表示了为理解本发明所必须的元件，其中相同的元件均采用同一标号。在图1中所部分表示的叶片组可以是废气涡轮增压器的整体式涡轮工作轮的一部分。

工作轮主要由涡轮盘1、和涡轮盘1成一体的扭转工作叶片2以及固定在叶片之间的阻尼元件小板3组成。小板因受到相当大的离心力和相当高的温度，所以用镍基合金制成，例如由熟知的牌号为Nymonic90的材料所制成。按图2所示，小板是椭圆形的，也可以看作是类似椭圆形的或其窄端做成圆形的长方形。小板以其两端半圆形的支承4，一端装在第一个叶片的吸力侧2′和另一端装在第二个相邻叶片的压力侧2″上与其形状相应的槽5、6中。槽可以在叶片上加工出来，或如在图中这种整体叶轮的情况下直接与工作轮一起浇铸而成。

事先加工成形的双弯曲小板在装配时应使其凸面朝着涡轮盘1的中心（见图1和图3）。

小板的装配过程如下：在两个相邻叶片的叶型入口处沿轴向将小板推入，以其支承插入吸力侧2′的槽5中，然后转入压力侧2″的槽6中。槽5和6被完全充满，所以在作为流动边界的壁面上不存在空穴。