用于气体涡轮引擎的叶片制造技术

本公开题为“用于气体涡轮引擎的叶片”。公开了一种用于气体涡轮引擎的叶片，该叶片包括具有不对称凸角的叶根。

Blades for gas turbine engines

【技术实现步骤摘要】
用于气体涡轮引擎的叶片
本公开涉及用于气体涡轮引擎的叶片。
技术介绍
在气体涡轮引擎中，叶片通常安装在气体涡轮引擎的（转子）盘状件上并通常从盘状件径向地延伸。该盘状件通常固定到气体涡轮引擎的轴，以允许该盘状件（及其叶片）围绕气体涡轮引擎的主旋转轴线旋转。在传统的叶片盘状件布置结构中，一系列周向布置的叶片安装到转子盘状件上。这通常通过为叶片提供叶根来实现，该叶根装配在盘状件中设置的狭槽内。叶根和狭槽具有配合的形状，以便适当地传递力。例如，叶根通常包括称为“垫层侧面”的接触表面，该接触表面成角度以便接合盘状件中设置的狭槽的对应表面，以保持叶片抵抗在操作过程中通过盘状件的旋转向外作用在叶片上的离心力。叶根通常包括下部（径向向内面对）表面，该下部表面限定叶根的基部以及在叶根的横向方向上横跨基部延伸的一对凸角。凸角中的每个凸角从叶根的基部向下延伸并沿着叶根的基部形成突出部。每个叶根凸角具有恒定的纵向范围，使得其关于中平面对称，该中平面平分根部并平行于叶根的纵向方向和叶根所配合的狭槽。该对叶根凸角也关于中平面对称，该中平面平分根部并垂直于叶根的纵向方向和叶根所配合的狭槽。虽然这种布置结构可能令人满意，但期望提供改进的布置结构。
技术实现思路
根据本公开的一个方面，提供了用于气体涡轮引擎的叶片，该叶片包括具有不对称凸角的叶根。该凸角的外部几何形状和/或一般形状可以是不对称的。申请人已经认识到，在使用中，叶根上的载荷分布通常是不一致或不对称的，并且利用不对称叶根凸角可允许凸角的外部几何形状（或形状）适用于叶根上的特定载荷条件。例如，凸角的承受更高力的区域或侧可被设计成具有比凸角的承受更小力的区域或侧更大的纵向范围。与传统的对称根部凸角相比，这可允许选择最佳形状，其可允许在质量很少或没有增加的所关注区域（例如，叶根的垫层侧面）的应力减小。由于叶片上的质量没有增加，所以盘状件的整体寿命和完整性不受到损害，但是根部应力会降低。此外，不对称的根部凸角不需要任何附加的加工操作（与对称凸角的传统加工操作相比），以使得可提供改进的叶根并同时保持制造的容易性和成本。叶片可包括机翼部分、平台和叶根。机翼部分可从平台径向地向外延伸。叶根可从平台径向向内延伸。叶根可被构造用于沿着纵向方向插入狭槽内。凸角可关于平分叶根的第一中平面不对称。纵向方向和第一中平面可彼此平行，或者纵向方向可包含在第一中平面内。纵向方向可以是在使用中叶根装配到的狭槽的纵向方向。纵向方向可平行于引擎轴线或者可与引擎轴线成一角度，例如，与引擎轴线成最高至30度，例如20度的角度。这可能是叶根（和狭槽）是“轴向型”叶根的情况。狭槽的纵向方向可替代地（实质上）垂直于引擎轴线。这可能是叶根（和狭槽）是“周向型”叶根的情况。凸角可在第一中平面的相反侧上具有第一对应区域和第二对应区域。第一区域可被构造用于承受比第二区域更大的应力。第一区域的纵向范围可大于第二区域的纵向范围。“对应区域”是指其位于相同的位置但位于第一中平面的相反侧（即，在镜像位置处）。纵向范围可以是当在叶根（或对应的狭槽）的纵向方向测量时，凸角的前面（或边缘）与凸角的后面（或边缘）之间的材料范围（以距离表示）的量度。对应区域中的每个区域可仅包括单个点或者包括多个点，并且在后一种情况下，纵向范围可以是该区域内多个点的平均纵向范围。叶根可具有平行侧，该平行侧均与叶根的纵向方向平行。凸角可沿着与纵向方向交叉的横向方向伸长。凸角可沿着横向方向具有可变的纵向范围。凸角的纵向范围可沿着横向方向渐缩。形成凸角的材料的质量分布沿着横向方向可以是不均匀的。凸角可具有前面和后面，该前面沿着与纵向方向交叉的第一线性横向方向伸长，后面沿着与纵向方向交叉的第二线性横向方向伸长。第一线性横向方向和第二线性横向方向可位于共同的平面中并且可以是不平行的。叶根可具有一对不对称凸角。该不对称凸角可以是相似的。该不对称凸角中的每个凸角可具有本文所述的任何特征。该对不对称凸角可包括前凸角和后凸角。前凸角的第一线性横向方向可与后凸角的第二线性横向方向平行。前凸角的第二线性横向方向可与后凸角的第一线性横向方向平行。前凸角的第一线性横向方向和后凸角的第二线性横向方向可各自垂直于纵向方向。前凸角的第二线性横向方向和后凸角的第一线性横向方向可各自相对于垂直于纵向方向的横向方向倾斜。凸角可沿着相对的横向方向渐缩。该布置结构可改善根部的平衡。后凸角可沿着从对应于叶片的压力侧的第一端部到对应于叶片的吸力侧的第二端部的方向渐缩。前凸角可沿着从叶片的第二端部到叶片的第一端部的方向渐缩。叶根可包括一对凸角，该对凸角关于沿着垂直于纵向方向的横向方向的任何平面不对称。例如，该对凸角可关于平分叶根并垂直于且包含纵向方向的第二中平面不对称。该叶片可以是压缩机叶片、涡轮叶片或风扇叶片。根据本公开的另一方面，提供了转子盘状件组件，该转子盘状件组件包括盘状件和根据本文任何陈述的一个或多个叶片。根据本公开的另一方面，提供了气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括根据本文任何陈述的叶片。本领域的技术人员将理解，除非相互排斥，否则关于任何一个上述方面描述的特征如作适当变动，可以应用于任何其他方面。此外，除非相互排斥，否则本文中描述的任何特征可以应用于任何方面以及/或者与本文中描述的任何其他特征组合。附图说明现在将参考附图以举例的方式来描述实施方案，其中：图1是气体涡轮引擎的截面侧视图；图2示意性地示出了根据先前考虑的布置结构的气体涡轮引擎的压缩机组件的一部分；图3示出了根据先前考虑的布置结构的具有对称凸角的叶根的两个示意性视图；图4示出了根据本公开的实施方案的具有不对称根部凸角的叶片的两个示意性视图；并且图5示意性地示出了根据本公开的叶片的两个透视图。具体实施方式图1示出了具有主旋转轴线9的气体涡轮引擎10。引擎10包括进气口12和推进式风扇23，该推进式风扇产生两股气流：核心气流A和旁路气流B。气体涡轮引擎10包括接收核心气流A的核心11。引擎核心11以轴流式串联包括低压压缩机14、高压压缩机15、燃烧设备16、高压涡轮17、低压涡轮19和核心排气喷嘴20。短舱21围绕气体涡轮引擎10并限定旁路管道22和旁路排气喷嘴18。旁路气流B流过旁路管道22。风扇23经由轴26和周转齿轮箱30附接到低压涡轮19并由该低压涡轮驱动。在使用中，核心气流A由低压压缩机14加速和压缩，并被引导至高压压缩机15中以进行进一步的压缩。从高压压缩机15排出的压缩空气被引导至燃烧设备16中，在该燃烧设备中压缩空气与燃料混合，并且混合物被燃烧。然后，所得的热燃烧产物在通过喷嘴20排出之前通过高压涡轮机和低压涡轮机17、19膨胀，从而驱动高压涡轮机和低压涡轮机17、19以提供一些推进推力。高压涡轮17通过合适的互连轴27来驱动高压压缩机15。风扇23通常提供大部分推进推力。周转齿轮箱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1. 一种用于气体涡轮引擎的叶片(41)，所述叶片包括具有不对称凸角(46, 47)的叶根(44)。/n

【技术特征摘要】
20180709 GB 1811205.21.一种用于气体涡轮引擎的叶片(41)，所述叶片包括具有不对称凸角(46,47)的叶根(44)。


2.根据权利要求1所述的叶片(41)，其中所述叶根被构造用于沿着纵向方向(413)插入狭槽中，并且其中所述凸角(46,47)关于平分所述叶根(44)的第一中平面(414)不对称，其中所述纵向方向(413)和所述第一中平面(414)彼此平行或者所述纵向方向(413)被包含在所述第一中平面(414)内。


3.根据权利要求2所述的叶片(41)，其中：
所述凸角(46,47)在所述第一中平面(414)的相反侧上具有第一对应区域和第二对应区域；
所述第一区域被构造用于承受比所述第二区域更大的应力；并且
所述第一区域的纵向范围(49,410,415,416)大于所述第二区域的纵向范围。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的叶片(41)，其中所述叶根(44)具有平行侧，所述平行侧均与所述叶根的纵向方向(413)平行。


5.根据权利要求2至4中任一项所述的叶片(41)，其中所述凸角(46,47)沿着与所述纵向方向(413,414)交叉的横向方向伸长，并且其中所述凸角沿着所述横向方向具有可变的纵向范围。


6.根据权利要求5所述的叶片(41)，其中所述凸角(46,47)的所述纵向范围沿着所述横向方向渐缩。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的叶片(41)，其中形成所述凸角(46,47)的材料的质量分布沿着所述横向方向是不均匀的。


8.根据权利要求5至7中任一项所述的叶片(41)，其中所述凸角(46,47)具有沿着与所述纵向方向(413)交叉的第一线性横向方向伸长的前面(461,472)以及沿着与所述纵向方向交叉的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：A梅科雷斯，
申请(专利权)人：劳斯莱斯有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB