在离心式压缩机轮盘的中心孔的非完整部分上产生压缩残余环向应力区的方法和压缩机轮盘技术

本发明专利技术涉及在离心式压缩机轮盘的中心孔的非完整部分上产生压缩残余环向应力区的方法和压缩机轮盘。提供了一种方法，用于在离心式压缩机轮盘中仅沿着孔长度的非完整部分(即，沿着孔的小于整个轴向长度)对孔的内表面进行冷加工，从而在孔周围的金属中产生压缩残余环向应力区，在该区中轮盘需要有益的残余应力。该方法的目的在于避免在邻近轮盘的高应力区域和特征的位置处对孔进行冷加工，在这些位置进行冷加工会负面地影响轮盘的整体寿命。

【技术实现步骤摘要】
在离心式压缩机轮盘的中心孔的非完整部分上产生压缩残余环向应力区的方法和压缩机轮盘
本申请总体上涉及离心式压缩机轮盘，诸如用于内燃发动机的涡轮增压器。具体地，本专利技术涉及穿过离心式压缩机轮盘的中心孔以在孔长度的非完整部分上产生压缩残余环向应力区的处理方法以及由此产生的压缩机轮盘。
技术介绍
典型地，离心式压缩机轮盘的寿命限制模式是低循环疲劳(LCF)失效模式，该模式源自始于轮盘的通孔表面或其附近的裂纹。
技术实现思路
导致本文所述专利技术的当前技术发展的一个目的是提高具有通孔的离心式压缩机轮盘的LCF寿命，该通孔即沿着旋转轴线完全延伸穿过叶轮的中心孔。根据本专利技术的实施例的处理方法需要对压缩机轮盘的应力的深入了解，以预先制造用于实现局部孔冷加工处理的条件。本文描述的本专利技术的实施例涉及高速离心叶轮或轮盘，其在叶轮孔、叶轮叶片根部圆角和叶轮后盘上具有高应力。在许多这样的高速叶轮中，轮毂线的形状(从孔的起点到终点)给应用本专利技术带来了额外的挑战，因为叶轮孔周围的壁厚可变，并且孔周围的壁区域附近具有高应力特征本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷加工方法，包括以下步骤：/n提供由具有拉伸屈服强度的韧性金属制成的离心式压缩机轮盘，所述压缩机轮盘包括轮毂和接合到所述轮毂并从所述轮毂径向地向外延伸的多个叶片，每个叶片具有所述叶片与所述轮毂接合处的叶片根部圆角，所述压缩机轮盘具有第一面和相对的第二面，所述压缩机轮盘的所述轮毂限定了沿着下游轴向方向居中地延伸穿过所述轮毂的孔，所述孔具有轴向长度；/n选择限定在所述非完整部分的起点和终点之间的所述孔的所述轴向长度的非完整部分，其中，所述起点从所述压缩机轮盘的所述第一面向下游轴向地间隔开，并且所述终点从所述起点向下游轴向地间隔开；和/n仅沿着所述孔的所述非完整部分，在所述孔的内表面冷加工所...

【技术特征摘要】
20190624 US 62/865314;20200428 US 16/8611581.一种冷加工方法，包括以下步骤：
提供由具有拉伸屈服强度的韧性金属制成的离心式压缩机轮盘，所述压缩机轮盘包括轮毂和接合到所述轮毂并从所述轮毂径向地向外延伸的多个叶片，每个叶片具有所述叶片与所述轮毂接合处的叶片根部圆角，所述压缩机轮盘具有第一面和相对的第二面，所述压缩机轮盘的所述轮毂限定了沿着下游轴向方向居中地延伸穿过所述轮毂的孔，所述孔具有轴向长度；
选择限定在所述非完整部分的起点和终点之间的所述孔的所述轴向长度的非完整部分，其中，所述起点从所述压缩机轮盘的所述第一面向下游轴向地间隔开，并且所述终点从所述起点向下游轴向地间隔开；和
仅沿着所述孔的所述非完整部分，在所述孔的内表面冷加工所述金属，在所述孔周围的环向方向上超过所述拉伸屈服强度，所述孔在所述非完整部分之外不被冷加工，从而在沿着所述非完整部分的所述内表面附近的所述金属中引起压缩残余环向应力。


2.根据权利要求1所述的冷加工方法，其中，所述起点从所述叶片根部圆角的前缘向下游轴向地间隔开。


3.根据权利要求1所述的冷加工方法，其中，所述冷加工步骤包括仅沿着所述非完整部分在所述孔的所述内表面上施加径向向外的压力。


4.根据权利要求3所述的冷加工方法，其中，所述冷加工步骤包括使用机械工具在所述孔的所述非完整部分的所述内表面上施加所述径向向外的压力。


5.根据权利要求4所述的冷加工方法，其中，所述冷加工步骤包括将所述工具沿着所述下游轴向方向轴向地牵拉通过所述孔，所述工具的直径超过在所述冷加工步骤之前所述孔的所述非完整部分的初始直径。


6.根据权利要求5所述的冷加工方法，其中，所述提供步骤还包括提供所述孔，以具有位于所述孔的所述非完整部分的所述起点上游的沉孔，所述沉孔的直径超过所述孔的所述非完整部分的所述初始直径并且超过所述工具的直径，并且其中，所述冷加工步骤包括将所述工具设置在所述沉孔中，然后将所述工具沿着所述下游轴向方向牵拉通过所述孔的所述非完整部分。


7.根据权利要求4所述的冷加工方法，其中，所述机械工具包括围绕心轴的开口套筒，所述开口套筒的轴向长度对应于所述孔的所述非完整部分的所述轴向长度，其中，所述冷加工步骤包括将所述开口套筒设置在所述孔的所述非完整部分内，以及将所述心轴轴向地牵拉通过所述开口套筒以使所述开口套筒径向地向外膨胀。


8.根据权利要求1所述的冷加工方法，其中，所述提供步骤还包括：将所述压缩机轮盘提供为双叶轮，所述双叶轮具有背对背布置的第一叶轮和第二叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：P马夫罗萨基斯，F艾伦，P斯卡拉，
申请(专利权)人：盖瑞特交通一公司，
类型：发明
国别省市：美国;US