[發明專利]用于平衡轉子的方法和裝置

有效

• 申請號: 201710206287.7
• 申請日: 2017-03-31
• 公開（公告）號: CN107269594B
• 公開（公告）日: 2022-01-14
• 發明（設計）人: M.J.比肖普;K.L.柯肯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66;F01D5/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 郭帆揚;傅永霄

本文涉及一種用于平衡轉子的方法和裝置，渦輪機械轉子裝置包含：能夠旋轉的盤(12)，其具有圍繞其周緣間隔開的成組的槽(20)；安裝在槽(20)中的成組的葉片(22)，其中，葉片(22)具用可變的重量；以及安裝在盤(12)中的多個連接部件(36,38,40)，每個連接部件(36,38,40)形成在葉片(22)中的一個與其相應的槽之間的機械聯結的一部分，其中，連接部件(36,38,40)具有可變的重量。

技術領域

本發明大體涉及旋轉機械元件諸如轉子盤，并且更具體地涉及在渦輪機械中轉子的平衡。

背景技術

燃氣渦輪發動機包含渦輪機械核心，其具有成串聯流動關系的高壓壓縮機、燃燒器和高壓渦輪。該核心能夠以已知的方式操作以產生推進氣體的初級流。典型的渦輪風扇發動機增加了由核心排放氣體驅動的低壓渦輪(而其又通過軸驅動風扇轉子以產生推進氣體的旁通流)。在高旁通發動機的情形中，這提供了總發動機推力的大部分。

風扇轉子包含從風扇盤徑向向外延伸的成組的風扇葉片。在發動機的運行期間，重要的是轉子被靜態地和動態地平衡。在風扇轉子內任何實質的旋轉不平衡可引起在風扇轉子以及所連接的部件(諸如軸承、軸承支座和風扇支撐框架)中的不希望的機械負載。該過度負載可導致縮短的壽命和/或部件失效。

轉子可通過在轉子中組裝葉片使得葉片的重量關于周緣盡可能均勻地分布來平衡。轉子可通過在所選擇的位置中安裝一個或更多個調整重量來進一步平衡。例如，假如個別葉片較重，那么一個或更多個調整重量將在轉子中被安裝在與較重的葉片相反的位置處。

期望增加風扇旁通比。當旁通比增加時，風扇直徑增加并且/或者輪轂流動路徑直徑減小。與這樣的風扇轉子構造相關的一個問題是，現有的風扇平衡重構造可能不能夠移除由較重的葉片引起的所有不平衡。

發明內容

該問題由本發明來解決，其提供了一種轉子，在該轉子中平衡重被包括到葉片至轉子的機械連接中。

根據本文中所說明的技術的一個方面，渦輪機械轉子裝置包括：可旋轉的盤，其具有圍繞其周緣間隔開的成組的槽；安裝在槽中的成組的葉片，其中，葉片具有可變的重量；和安裝在盤中的多個連接部件，每個連接部件形成在葉片中的一個與其相應的槽之間的機械聯結的一部分，其中，連接部件具有可變的重量。

根據本文中所說明的技術的另一方面，風扇轉子裝置包括：可旋轉的風扇盤，其具有前端和后端，和圍繞其周緣間隔開的成組的燕尾槽；由風扇盤所攜帶的成組的風扇葉片，在此每個風扇葉片包括翼型件和燕尾，其中，燕尾被容納在燕尾槽中的一個中，并且其中，葉片具有可變的重量；和安裝在燕尾槽中的多個燕尾鍵，每個燕尾鍵填充在相應的葉片與槽之間的徑向間隙，其中，燕尾鍵具有可變的重量。

根據本文中所說明的技術的另一方面，平衡渦輪機械轉子的方法包含：將成組的葉片插入在可旋轉的盤中形成的成組的槽中，其中，葉片具有可變的重量；確定所組裝的葉片和盤的不平衡；并且將間隔物插入槽的每個中，使得每個間隔物形成在葉片中的一個與其相應的槽之間的機械聯結的一部分，其中，間隔物每個具有單獨的重量，并且其中，間隔物的單獨的重量被選擇成校正不平衡的至少一部分。

技術方案1：一種渦輪機械轉子裝置，其包括：

能夠旋轉的盤(12)，其具有圍繞其周緣間隔開的成組的槽(20)；

安裝在槽(20)中的成組的葉片(22)，其中，葉片(22)具用可變的重量；以及

安裝在盤(12)中的多個連接部件(36,38,40)，每個連接部件(36,38,40)形成在葉片(22)中的一個與其相應的槽之間的機械聯結的一部分，其中，連接部件(36,38,40)具有可變的重量。

技術方案2：根據技術方案1所述的裝置，其中，盤(12)和連接部件構造成使得連接部件(36,38,40)中的一個能夠在不移除任何葉片(22)的情況下被安裝或被從盤(12)移除。