具有可磨损材料和处理部的发动机部件制造技术

本文公开了一种具有可磨损材料和处理部的发动机部件。示例发动机部件包括具有第一厚度并至少限定第一基体表面的基体，该基体沿轴向方向延伸；可磨损材料，该可磨损材料在第一基体表面上，该可磨损材料限定第一可磨损材料表面、第二可磨损材料，第二可磨损材料与第一可磨损材料表面径向间隔开并限定第二厚度；以及处理部，该处理部从第一可磨损材料表面延伸穿过基体的第一厚度的至少一部分。穿过基体的第一厚度的至少一部分。穿过基体的第一厚度的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】
具有可磨损材料和处理部的发动机部件


[0001]本公开大体上涉及涡轮发动机，并且更具体地，涉及一种具有可磨损材料和处理部的发动机部件。

技术介绍

[0002]涡轮发动机是使用最广泛的发电技术之一，通常用于飞行器和发电应用。涡轮发动机通常包括布置成彼此流动连通的风扇和核心。涡轮发动机的核心通常包括，以串联流动方式的压缩机区段、燃烧区段、与压缩机区段位于同一轴上的涡轮区段以及排气区段。通常，壳体或外壳围绕涡轮发动机的核心。类似地，相同或单独的壳体或外壳通常围绕风扇。涡轮发动机是通过具有风扇的涡轮发动机的前部吸入大气并迫使大气通过核心的各区段来工作的。
附图说明
[0003]图1是示例燃气涡轮发动机的示意性横截面图，其中可实施本文公开的示例。
[0004]图2是另一个示例涡轮发动机的示例高压压缩机区段的示意性横截面图。
[0005]图3是根据本公开的教导的具有可磨损材料和处理部的示例混合壳体的局部周向视图。
[0006]图4是图3的示例混合壳体的局部侧视图。
[0007]图5是根据本公开的教导具有可磨损材料和处理部的另一个示例混合壳体的局部侧视图。
[0008]图6是根据本公开的教导的制造具有可磨损材料和处理部的混合发动机部件的示例方法的流程图。
[0009]这些附图不是按比率例绘制的。相反，可以在附图中放大层或区域的厚度。虽然图中显示的是具有清晰线条和边界的层和区域，但这些部分或全部的线条和/或边界可能是理想化的。在现实中，边界和/或线条可能是不可察觉的，混合的和/或不规则的。一般来说，在整个附图和随附的书面描述中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。如本文所使用的，除非另有说明，术语“高于”是指两个部分相对于地面的关系。如果第二部分至少有一部分在地面和第一部分之间，那么第一部分在第二部分上方。同样，如本文所使用的，当第一部分比第二部分更接近地面时，第一部分在第二部分“下方”。如上所述，第一部分可以在第二部分的上方或下方，其间有以下中的一个或多个：在两者之间有其他部分，在两者之间没有其他部分，第一部分和第二部分接触，或第一部分和第二部分彼此没有直接接触。如本专利中所使用的，说明任何部分(例如，层、膜、区、区域或板)以任何方式位于(例如，定位在、位于、布置在或形成在等)另一个部分上，表示被引用的部分或者与另一部分接触，或者被引用的部分在另一部分的上方，并且一个或多个中间部分位于它们之间。如本文所使用的，连接引用(例如，附接、联接、连接和接合)可以包括元件集合之间的中间构件以及元件之间的相对运动，除非另有说明。因此，连接引用不一定推断两个元件直接连接并且彼此
具有固定关系。如本文所使用的，声明任何部分与另一部分“接触”意味着在这两个部分之间没有中间部分。
[0010]除非另有明确说明，否则本文使用诸如“第一”、“第二”、“第三”等描述符，而不会赋予或以其他方式指示优先级、物理顺序、列表中的排列和/或任何顺序的任何含义方式，但仅用作标签和/或任意名称来区分元件，以便于理解所公开的示例。在一些示例中，描述符“第一”可以用于指代详细描述中的元件，而在权利要求中可以使用不同的描述符(例如“第二”或“第三”)来指代相同的元件。在这种情况下，应当理解的是，使用这种描述符仅仅是为了不同地识别那些例如以其他方式共享相同名称的元件。
[0011]如本文贯穿说明书和权利要求所使用的近似语言被应用于修改任何可能允许变化而不导致与其相关的基本功能发生变化的定量表示。因此，由诸如“大约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在本文使用的一些示例中，术语“基本上”用于描述两个部分之间的关系，该关系在所述关系的三度以内(例如，基本上共线的关系在线性的三度以内，基本上垂直的关系在垂直的三度以内，基本上平行的关系是在平行的三度以内，等等)。如本文所使用的，如果尺寸具有在尺寸的平均测量值的10％以内变化的测量值，则尺寸(例如，厚度、深度等)基本相等。
[0012]术语“上游”和“下游”指的是相对于流体流路中的流体流动的相对方向。例如，“上游”指流体从其流动的方向，并且“下游”指流体流向其的方向。本文使用各种术语来描述特征的曲线。通常，附图是参照与特征、力和力矩相关联的运载器的轴向方向、径向方向和周向方向进行注释的。通常，附图用一组轴线进行注释，包括轴向轴线A、径向轴线R和周向轴线C。
[0013]在下面的详细描述中，参考了构成其一部分的附图，其中通过说明的方式示出了可以实施的具体示例。对这些示例进行了足够详细的描述，以使本领域技术人员能够实践该主题，并且应当理解，可以使用其他示例。因此，提供以下详细描述以描述示例性实施方式，而不应被视为限制本公开中描述的主题的范围。来自以下描述的不同方面的某些特征可以组合以形成以下讨论的主题的新方面。
具体实施方式
[0014]涡轮发动机，在本文中也称为燃气涡轮发动机，是一种使用大气作为运动流体的内燃机。在操作中，大气通过具有风扇的涡轮发动机的前部进入，并被送入压缩机。涡轮发动机的压缩机区段负责以有效的方式向核心的下游区段提供足够量的压缩空气。当大气空气流过压缩机区段时，一个或多个压缩机(例如轴流式压缩机、离心式压缩机等)逐渐压缩空气，直到其到达燃烧区段。
[0015]涡轮发动机压缩机通常包括串联流动的连续压缩机级。然而，一些涡轮发动机压缩机包括单个压缩机级。压缩机级包括具有阵列转子叶片的转子轮毂(例如，也称为转子、轮毂等)和具有对应的定子轮叶的定子。如本文所公开，叶片可指代转子叶片和/或定子轮叶。例如，轮毂可以围绕纵向轴线同心地并且沿着纵向轴线同轴地定位。当转子轮毂高速转动时，转子叶片旋转并驱使空气向下游通过各个压缩机级。当空气流过压缩机时，连续的压缩机级进一步压缩空气。因为压缩机在逆压梯度上对气流做功(例如，空气被迫流向高压区域)，所以压缩机容易出现不稳定问题。
[0016]如上所述，至少一个壳体通常围绕涡轮发动机的区段。壳体和轮毂之间的区域限定了气流通过涡轮发动机的流动通道。壳体承受各种载荷，诸如热载荷、压力载荷以及机械载荷，这些都会影响尖端间隙。如本文所公开的尖端间隙是指叶片的尖端(例如，诸如压缩机转子叶片、风扇转子叶片等的旋转叶片和/或定子轮叶)和定位在叶片尖端处(例如，外壳、轮毂等)的另一个发动机部件之间的距离。在发动机操作的一段时间后，尖端间隙由于转子增长和壳体增长而变化，例如，通过转子的旋转速度和旋转部件和壳体的热膨胀。在涡轮发动机的操作期间，尖端间隙在相对大的间隙和相对小的间隙之间转变，这会对压缩机的可操作性和稳定性产生负面影响，增加部件效率的瞬态损失，并增加尖端摩擦的趋势。在一些情况下，例如，叶片和发动机部件之间的尖端间隙基本上不存在。在此类示例中，叶片可能摩擦发动机部件，从而损坏发动机部件和/或损坏叶片尖端。在一些情况下，相对较大的尖端间隙会导致尖端泄漏流。如本文所公开的尖端泄漏流是指在与转子叶片相关联的壳体区域中和/或在与定子轮叶相关联的轮毂区域中的气流损失。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机部件，其特征在于，包括：基体，所述基体具有第一厚度并至少限定第一基体表面，所述基体沿着轴向方向延伸；可磨损材料，所述可磨损材料在所述第一基体表面上，所述可磨损材料限定第一可磨损材料表面、第二可磨损材料表面并限定第二厚度，所述第二可磨损材料表面与所述第一可磨损材料表面径向间隔开；以及处理部，所述处理部从所述第一可磨损材料表面延伸通过所述基体的所述第一厚度的至少一部分。2.根据权利要求1所述的发动机部件，其特征在于，所述可磨损材料的所述第二厚度小于所述基体的第一厚度。3.根据权利要求1所述的发动机部件，其特征在于，所述发动机部件包括壳体，所述发动机部件围绕转子叶片，所述转子叶片中的一些具有前缘和后缘。4.根据权利要求3所述的发动机部件，其特征在于，所述可磨损材料在所述发动机部件的转子叶片的前缘操作所在的区段处具有第一厚度，以及在所述发动机部件的所述转子叶片的后缘操作所在的一部分处具有第二厚度，所述第一厚度大于所述第二厚度，所述可磨损材料的厚度沿着所述轴向方向从所述第一厚度向所述第二厚度变化。5.根据权利要求1所述的发动机部件，其特征在于，所述可磨损材料包括镍
‑
石墨或钴
‑
镍

【专利技术属性】
技术研发人员：尼莱什，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：