[发明专利]燃气涡轮发动机的转子组件

说明书

本发明涉及燃气涡轮发动机，更具体地涉及涡轮转子盘的轮缘结构和叶片、密封装置及阻尼器的固位装置。

随着装有现代发动机的高速飞机的出现，为了提高零部件，尤其是涡轮转子叶片的高频疲劳寿命，有必要与阻尼技术相结合，以减小由于较高速度引起的振动应力。对于采用枞树型榫齿连接方式将叶片固定在涡轮盘上的涡轮转子，这类阻尼器已经被组装在叶片根部和涡轮盘连接部分的各叶片之间的空隙内。这类阻尼器的例子公开在美国专利US-A-4，182，598、4，101，245、4，455，122以及3，887，298中。所有这些专利都转让给本专利申请的受让人联合技术有限公司。

US-A-4，182，598公开的涡轮叶片阻尼器是安装在相邻叶片颈部之间的空腔中。肘杆式阻尼器安装在涡轮转子盖板的槽中。而US-A-3，887，298公开的阻尼器具有一个在转子高压侧延伸的密封板和一个阻尼器支承，具有一个在转子低压侧延伸的密封板。密封板延伸件装配在转子轮盘和固定在转子轮盘的侧板之间的空间中。

上述专利中列举的那些实施例公开了为实现减振目的的装置，它们在不同程度上都需要有为组装和拆卸用的复杂工具，需要拆卸一个以上的叶片以便在涡轮盘和叶片组装件上更换另一叶片或零件，或者安装一叶片、阻尼器和/或密封装置。

本发明的目的是提供一种燃气涡轮发动机的转子组件，其中具有改进的阻尼器定位和固位装置，可简化具有叶片阻尼器的涡轮转子的组装和拆卸工作。

本发明提供了燃气涡轮发动机的转子组件，包括：一个涡轮盘，所述涡轮盘具有轮缘部分和在所述轮缘部分上沿径向向外伸出的轮盘突块，其间形成了轮盘槽，所述轮盘突块各具有前端面和后端面，多个叶片，每个叶片具有一个根部和一个由根部沿径向向外伸出的颈部，各叶片的根部安置在相应一个所述轮盘槽之中，在两相应叶片颈部之间沿各轮盘突块径向向外之处形成有一个闭锁轮缘空腔，所述转子组件还包括用于吸收由涡轮旋转所引起的过量振动的装置，所述装置包含一个阻尼器，该阻尼器具有在其组装位置上的一个径向内端部和一个径向外端部以及两个相反的侧缘，一个与所述轮盘相邻并在所述叶片颈部附近沿径向向外伸出的转子密封装置，所述阻尼器的径向内端部被挡放在一个其一侧以所述转子密封装置的沿径向延伸的环形部为界的空间内，所述空间的另一侧以轮盘突块的前端面为界，各叶片根部具有一个超出所述轮盘突块前端面的轴向延伸部，该延伸部向着转子密封装置轴向延伸并位于所述阻尼器的沿径向向内的所述径向内端部的一部分的下方，两相邻叶片的所述轴向延伸部与转子密封装置的环形部以及介于所述两相邻叶片之间的轮盘突块的前端面一起形成了一个凹槽，以安放和定位所述阻尼器的径向内端部，阻尼器径向外端部的侧缘则安放在两叶片颈部所形成的相对的凹坑内。

在一种实施例中，可以通过引入一种利用开口环来将叶片固定在涡轮盘上的独特轮缘结构来提供一种改进的涡轮叶片的固位装置。为此，叶片的后端是通过一个由与涡轮盘后端形成一体的钩形部支承的开口环进行固定的。而叶片前端是通过一个由与涡轮盘前端形成一体的突块支承的反向开口环进行固定的。在这种结构中，叶片的轴向固定是由这种开口环提供的，而不是由至今还习惯采用的切向气流喷射式TOBI（Tangential    On    Board    Injector）转子密封装置提供的。如果结合现有的设计经验来设计固定装置，就要增加不可容忍的重量，以便能承受这些轴向载荷。这种反向开口环带来的优点包括：

（1）改进了开口环槽的可加工性，

（2）比现有已知的固定装置具有更轻的重量，

（3）开口环的整轮环支撑，增加了它的耐用性，控制泄漏和寿命。

在本发明的另一种实施例中，提供一种改进的装置，该装置用于支承一个邻近平台下表面并横过平台之间的间隙延伸的平台间密封件。铸造在平台下侧的凸块和铸在平台后面的支肋是一种既可以从涡轮盘的前端又可以从涡轮盘后端安装或拆卸密封件所提供的固位和定向装置。

本发明还设想一种易于接近的阻尼器和级间平台密封装置，使有关构件便于组装和拆卸，而无需拆卸超过一个叶片。因此，可以安装和拆卸各单独的叶片，而不会损坏转子或改变转子的动态特性。根据本发明，涡轮的维修性和组装方面的一个显著改进是明显伴随着减少了加工工作量和轮缘部分组装的复杂性。

本发明的上述的和其它一些特点及优点通过下文结合附图的描述将会更加清楚。

图1是叶片的正视图。

图2是阻尼器的透视图。

图3是显示涡轮盘、叶片、TOBI转子密封装置的固位装置的局部剖视图。