叶片安装制造技术

本发明专利技术题为“叶片安装”。本发明专利技术提供了一种具有设置有低摩擦涂层的根部分的翼面叶片。低摩擦涂层通过粘合剂层附连到根部分。粘合剂层具有125℃或更高、例如140℃或更高的工作温度。

Blade installation

【技术实现步骤摘要】
叶片安装
本公开涉及一种具有用于安装在气体涡轮引擎内转子盘中的根部分的翼面叶片。具体地讲，本公开涉及一种具有设置有低摩擦涂层的根部分的翼面叶片(例如，复合风扇叶片)。
技术介绍
风扇叶片(例如气体涡轮引擎中的复合风扇叶片)通常设置有被接收在转子盘中的狭槽中的根部分。为了使磨损和接触应力最小化，根部分通常设置有低摩擦涂层(例如，聚四氟乙烯(PTFE)浸渍的织物层)。低摩擦涂层利用插置在根部分和涂层之间的粘合剂层而附连到根部分。先前已观察到涂层的机械分解，为了减轻这种情况，增大风扇叶片的根部分与狭槽表面之间的接触面积(以减小根部分与狭槽表面之间的接触压力)。然而，对于接触压力可减小以及分解可减轻的程度存在极限。需要一种经改进的风扇叶片根部分，其可耐受相对于转子盘内狭槽表面的增大的接触压力(这继而会允许更小的风扇叶片根部分)，并且其可允许更大的操作极限(例如，在更严重的侧风条件下操作飞行器)。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种用于气体涡轮引擎的翼面叶片，该翼面叶片具有设置有低摩擦涂层的根部分，该低摩擦涂层通过粘合剂层附连到根部分，其中粘合剂层具有125℃或更高的工作温度。粘合剂层传统上被选择为具有与风扇叶片/转子盘的操作温度基本上匹配的操作温度能力。风扇叶片/盘的操作温度通常是通过热建模或通过研究历史数据来确定。任一方法确定操作温度，然后选择具有适当工作温度的粘合剂。用于将低摩擦涂层粘结到风扇叶片根部分的粘合剂包括Henkel的工作温度为121℃的EA9696以及3M的工作温度为107℃的AF163-2。本专利技术人已发现，涂层的机械分解是由根部分与低摩擦涂层之间粘合剂层中的结构分解导致的。他们已发现，粘合剂层中的这种结构分解是由源于由在叶片振动期间来自根部分与盘之间相对滑移运动的摩擦能量耗散而导致的大的意外局部温度上升的粘合剂层的热降解而引起的。相对滑移运动随后导致对低摩擦涂层的机械损坏。通过使用具有更高工作温度(比翼面叶片/转子盘的预测操作温度更高)的粘合剂，粘合剂层保持不受由相对滑移运动引起的加热的影响，因此低摩擦涂层保持机械无损。提高粘合剂的工作温度能力与例如提高粘合剂在叶根的预测稳态操作温度处的粘结强度相比可导致低摩擦涂层的寿命更大的增长，从而导致专利技术人推断出叶根在操作中经历的瞬时峰值温度显著高于先前所认为的温度。现在将阐述可选特征。这些特征能够单独地或以与任何方面的任意组合应用。在一些实施方案中，粘合剂层具有130℃或更高、135℃或更高、140℃或更高、或者145℃或更高、或者150℃或更高、或者175℃或更高的工作温度。粘合剂的工作温度被定义为利用搭接剪切测试方法诸如ASTMD1002，粘合剂仍保持6.9MPa(1000psi)的最高温度。用于形成粘合剂层的合适粘合剂的示例有Henkel的工作温度超过149℃的EA9695以及3M的工作温度超过232℃的AF-31。在一些实施方案中，翼面叶片在叶根部分中包含复合材料。在一些实施方案中，翼面叶片是复合翼面叶片，例如用于气体涡轮引擎的复合风扇叶片。翼面叶片可由多个层的层合碳环氧复合物制成。与包含金属合金的叶根相比，据信在包含复合材料的叶根中，叶根的局部温度上升进一步增加。复合材料可包含碳纤维和有机基质复合材料(例如环氧基基质中的碳纤维)。在其他实施方案中，翼面叶片是金属翼面叶片，例如钛翼面叶片。在一些实施方案中，尤其是在根部分由复合材料制成的情况下，低摩擦涂层包含PTFE浸渍的织物层，诸如DuPont的Vespel™CP-0664或Kamatics™UltralightDutySTWear条。在一些实施方案中，根部分由金属材料例如钛制成，低摩擦涂层可包括具有CuNiIn载体层的二硫化钼涂层。在一些实施方案中，根部分还包括插置在粘合剂层和低摩擦涂层(尤其是PTFE浸渍的织物层)之间的金属箔。金属箔例如可由钛或不锈钢制成。金属箔可具有0.1mm至0.5mm的厚度。金属箔可通过另一粘合剂层粘结到低摩擦涂层。该另一粘合剂层也具有125℃或以上的工作温度。可商购获得的具有金属箔层的低摩擦涂层是DuPont的ASB-0670。在第二方面，提供了一种将低摩擦涂层附连到翼面叶片的根部分的方法，所述方法包括将粘合剂施用到根部分、将低摩擦涂层附连到粘合剂以及固化粘合剂以形成具有125℃或更高的工作温度的粘合剂层。在一些实施方案中，该方法包括固化粘合剂以形成具有130℃或更高、135℃或更高、140℃或更高、或者145℃或更高、或者150℃或更高、或者175℃或更高的工作温度的粘合剂层。粘合剂和低摩擦涂层可如上文针对第一方面所述。例如，该方法还可包括在粘合剂层和低摩擦涂层之间提供金属箔层(如针对第一方面所述)。在一些实施方案中，该方法还包括在安装在转子盘中之前将润滑剂施用到具有低摩擦涂层的根部分。该润滑剂可通过喷涂或涂抹来施用。该润滑剂可包括PTFE润滑喷雾或漆。在一些实施方案中，根部分包含复合材料，并且任选地，固化粘合剂可与固化复合材料同时进行。在第三方面，提供了一种气体涡轮引擎，该气体涡轮引擎包括根据第一方面的至少一个翼面叶片。在一些实施方案中，气体涡轮引擎包括围绕转子盘周向地布置的根据第一方面的多个翼面叶片。多个翼面叶片和转子盘可形成气体涡轮引擎的风扇区部，即，翼面叶片可为风扇叶片，例如复合或金属风扇叶片。因此，本公开涉及气体涡轮引擎。此类气体涡轮引擎可包括引擎核心，该引擎核心包括涡轮、燃烧器、压缩机和将该涡轮连接到该压缩机的芯轴。此类气体涡轮引擎可包括位于引擎核心的上游的（具有风扇叶片的）风扇。本公开的布置结构可以特别但并非排他地有益于经由齿轮箱驱动的风扇。因此，该气体涡轮引擎可包括齿轮箱，该齿轮箱接收来自芯轴的输入并将驱动输出至风扇，以便以比芯轴低的旋转速度来驱动风扇。至齿轮箱的输入可直接来自芯轴或者间接地来自芯轴，例如经由正齿轮轴和/或齿轮。芯轴可将涡轮和压缩机刚性地连接，使得涡轮和压缩机以相同的速度旋转（其中，风扇以更低的速度旋转）。如本文所述和/或所要求保护的气体涡轮引擎可具有任何合适的通用架构。例如，气体涡轮引擎可具有将涡轮和压缩机连接的任何所需数量的轴，例如一个轴、两个轴或三个轴。仅以举例的方式，连接到芯轴的涡轮可以是第一涡轮，连接到芯轴的压缩机可以是第一压缩机，并且芯轴可以是第一芯轴。该引擎核心还可包括第二涡轮、第二压缩机和将第二涡轮连接到第二压缩机的第二芯轴。该第二涡轮、第二压缩机和第二芯轴可被布置成以比第一芯轴高的旋转速度旋转。在此类布置结构中，第二压缩机可轴向定位在第一压缩机的下游。该第二压缩机可被布置成（例如直接接收，例如经由大致环形的管道）从第一压缩机接收流。齿轮箱可被布置成由被构造成（例如在使用中）以最低旋转速度旋转的芯轴（例如上述示例中的第一芯轴）来驱动。例如，该齿轮箱可被布置成仅由被构造成（例如在使用中）以最低旋转速度旋转的芯轴（例如，在上面的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于气体涡轮引擎的翼面叶片，所述翼面叶片具有设置有低摩擦涂层的根部分，所述低摩擦涂层通过粘合剂层附连到所述根部分，其中所述粘合剂层具有125℃或更高的工作温度。/n

【技术特征摘要】
20181108 GB 1818203.01.一种用于气体涡轮引擎的翼面叶片，所述翼面叶片具有设置有低摩擦涂层的根部分，所述低摩擦涂层通过粘合剂层附连到所述根部分，其中所述粘合剂层具有125℃或更高的工作温度。


2.根据权利要求1所述的翼面叶片，其中所述翼面叶片为复合翼面叶片。


3.根据权利要求1所述的翼面叶片，其中所述粘合剂层具有130℃或更高的工作温度。


4.根据权利要求1所述的翼面叶片，其中所述粘合剂层具有140℃或更高的工作温度。


5.根据权利要求1所述的翼面叶片，其中所述低摩擦涂层包括PTFE浸渍的织物层。


6.根据权利要求1所述的翼面叶片，其中所述根部分还包括插置在所述粘合剂层和所述低摩擦涂层之间的金属箔。


7.一种将低摩擦涂层附连到用于气体涡轮引擎...

【专利技术属性】
技术研发人员：CM惠特赫德，
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