本發(fā)明涉及一種實施作業(yè)的方法，以保持現(xiàn)有飛機渦輪機轉(zhuǎn)子(如低壓壓縮機轉(zhuǎn)子鼓輪(drum))處于運行狀態(tài)。

本發(fā)明還涉及在這種轉(zhuǎn)子葉片上使用的襯片(foils)，和由葉片和葉片上及葉根周圍下方襯片組成的組件。

背景技術(shù)：

優(yōu)選渦輪機為一種飛機渦輪發(fā)動機。此外，在本申請中，軸向定義為平行于風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)軸線的方向。此外，部件的上游和下游定義為相對于渦輪發(fā)動機內(nèi)氣流的正常方向。徑向為直立于上述軸向的方向，術(shù)語“內(nèi)部”和“外部”分別指在徑向上相對更靠近和遠離所述旋轉(zhuǎn)軸線。

另外，此處所述轉(zhuǎn)子：

-圍繞中央軸旋轉(zhuǎn)，至少一種氣態(tài)流體在該轉(zhuǎn)子葉片之間從上游向下游整體平行于所述中央軸流動。

-以及，其外周緣帶有至少一個圓周槽，其中，由所述轉(zhuǎn)子使其圍繞所述中央軸線轉(zhuǎn)動的所述葉片布置并保持在上游面和下游面之間，在槽邊界處直立位置，至少其中一個所述上游面和下游面上帶有凹陷痕跡(recessedmarks)，與至少其中一個葉片相對。

那么，在所述轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，每個葉片會在其殼體內(nèi)軸向前后移動，并在其所位于的槽邊界處直立位置，反復(fù)撞擊這些面。葉片對槽對面的這些面的反復(fù)撞擊對葉片造成損傷并降低轉(zhuǎn)子的使用壽命。如果僅是可能的話，作為裂紋起始部位(只要可能出現(xiàn))的印痕(上述凹陷痕跡)一般會在槽內(nèi)被發(fā)現(xiàn)。這種現(xiàn)象特別惱人，因為轉(zhuǎn)子(包括鼓輪)都是較為昂貴的部件，而且，這些部件的更換也頗費時間。

事實上，特別是在鼓輪上，維修期間發(fā)現(xiàn)的這種不符合要求的部件都會成為報廢件，因為它們都已無法修理了。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個目的是提供一種相關(guān)方案，以避免有關(guān)部件被系統(tǒng)地提前更換，因為導(dǎo)致部件更換的磨損一般從部件使用壽命過半后便可被發(fā)現(xiàn)。

作為另一種解決方案，已考慮磨蝕(abrasion)(又稱“融合(blending)”)配合面(seatingface)上的磨損來局部去除材料，但是，這個解決方案要求調(diào)整葉片頂部的間隙而且不可能防止這種配合面的磨損。

另一種解決方案是使用襯片，這種襯片是插入在葉根和轉(zhuǎn)子之間的“防摩擦”部件。然而，每個襯片都會繼續(xù)移動，并在其所位于的槽邊界處直立位置反復(fù)撞擊這些面，包括文獻fr2890684中所述，其中，因為葉根在其上所施加的推力，凸耳(lugs)會趨于打開。一旦打開，所述凸耳不再起制動作用，所以，襯片不再保持不動。

本發(fā)明的目的是避免這種不適當情況的出現(xiàn)。針對如下偏見，即認為以恢復(fù)結(jié)合面為目的的修復(fù)是不適當?shù)模驗楹臅r且需要大量工作(分解、重新裝配)以及涉及到結(jié)構(gòu)強度減弱，影響可靠性和隨后葉片固定，然而，本發(fā)明提出：

-由于帶有徑向頸部的槽用來保持邊緣之間的葉片，在距頸部一定距離處，研磨(grinding)帶有凹陷痕跡的所述面，消除或至少使這些凹陷痕跡的至少其中一些變得模糊(blur)；

-通過其中一個所述邊緣被用來將葉片裝入槽內(nèi)的缺口所隔斷，對缺口重新加工，然后通過缺口將葉片同其襯片一起裝入；

-以及，然后，將襯片置于葉片和轉(zhuǎn)子之間的槽內(nèi)，至少在表面已經(jīng)被研磨的區(qū)域內(nèi)。

于是，磨損程度超過維修標準的槽或隔間(cells)配合面的幾何形狀將恢復(fù)。所提出的修復(fù)方案將恢復(fù)有關(guān)槽的配合面的幾何形狀。

另外，應(yīng)該注意的是，實際上，特別是在鼓輪上，如果已經(jīng)計劃放置一個環(huán)(或一種抗摩擦條)來抵補加工作業(yè)，那么，在配合面上插入或保持這種環(huán)也會成為問題。

此外，與本發(fā)明者所預(yù)期的相反，也已證明最好整體地而不是局部地實施作業(yè)。為此，建議：

-帶有凹陷痕跡的所述表面應(yīng)至少在其周緣主要部分上進行研磨，

-以及，應(yīng)在所有葉片和轉(zhuǎn)子之間的槽內(nèi)使用襯片。

這將防止無襯片葉片與重新加工槽的混淆，這會增加葉片在其槽內(nèi)的間隙，然而，不會使得葉片彈出。

此外，以及實際上，如果已經(jīng)過機械加工，將帶有襯片的葉片裝在轉(zhuǎn)子/鼓輪內(nèi)是不可能的。

在對需要去除磨損的間隔配合面進行機械加工后，葉片離心運行時工作材料的體積會減小。然而，如果材料的去除這樣進行，即材料截面最小的槽的頸部不減小，那么，就只有限制條件的稍許增加，但這將不會影響轉(zhuǎn)子/鼓輪的使用壽命。已經(jīng)進行的測算表明并證明增加接觸表面則會減小接觸壓力，增加部件的使用壽命，同時限制磨損。接觸表面是葉片配合面相對于襯片和襯片配合面相對于隔間的那些部分。

以及為了確定各種定位作業(yè)和所進行工作的整體可靠性，甚至還建議襯片和槽的適配尺寸滿足：

-在研磨前，葉片不能夠放置在槽內(nèi)，以及其中一個所述襯片不能夠放置在所述葉片和轉(zhuǎn)子之間；

-而在研磨后這種定位和放置是允許的。

同時，建議槽邊界處上游面和下游面應(yīng)該被對稱研磨，襯片放置在所有葉片和轉(zhuǎn)子之間的槽內(nèi)。

為了進行所需的修正，優(yōu)選采用成形銑刀(formcutter)在小于或等于襯片厚度的深度上，范圍在0.1至0.3mm，進行一道或多道加工作業(yè)。按推斷，至少0.2mm為有利的，這個尺寸高于通常所觀察到的磨損尺寸(0.1mm)。重新加工作業(yè)可以去除0.3mm的材料。

現(xiàn)在看襯片本身，有利的是，其可采用彈性可變形材料制成，在同一面上包括：

-第一和第二直立側(cè)面分支(sidebranches)的中心連接部分，這樣，所述中心部分可以布置在相應(yīng)葉根下方，第一和第二側(cè)面分支與所述葉根的上游面和下游面相對；

-第三橫向分支，在沿襯片第一邊緣局部直立布置，該第一邊緣在第一和第二側(cè)面分支之間延伸，以便與所述葉根第三橫向面相對，所述第三橫向面在該葉根的上游面和下游面之間延伸；

-位于朝向襯片第二邊緣的一個和多個突出部或鉤部，該第二邊緣在第一和第二側(cè)面分支之間延伸，并與第一邊緣相對，以便能夠：

-所述中心連接部分在葉根下方滑動，實際上，在彈性地強制通過這些突出部之后，基本上一直滑動到第三橫向分支抵靠該葉根的所述第三橫向面；

-以及，在與所述葉根的與第三橫向面相對的第四橫向表面相對的突起部或鉤部的彈性返回之后，將所述襯片一定程度地保持在該位置上。為此，襯片的設(shè)計結(jié)合了軸向(側(cè)面分支)，徑向(如圖所示，超過90°折疊)和橫向(橫向分支和突出部鎖定)，因此，其不會在使用中或在離心時或在安裝期間出現(xiàn)脫落。

本發(fā)明還涉及一種組件，包括：

-圍繞中央軸轉(zhuǎn)動的渦輪機轉(zhuǎn)子，以及轉(zhuǎn)子外周緣帶有至少一個圓周槽，槽內(nèi)布置有由所述轉(zhuǎn)子帶動以使其圍繞所述中央軸轉(zhuǎn)動的所述葉片，這些葉片被保持在上游面和下游面之間，在槽邊界處的直立位置，所述上游面和下游面的至少其中一個被研磨以便使凹陷痕跡模糊，每個葉片帶有葉根，葉片通過葉根而保持在槽內(nèi)，

-以及，具有上述形式的至少一個襯片。

優(yōu)選地，每個襯片采用薄金屬制成，一般為鉻鎳鐵合金(inconel)，厚度可以為0.3mm，這樣，彈性足夠適配葉根和槽的形狀。

然后，這種襯片的抗磨損性大于鈦合金，并可以生產(chǎn)出低厚度部件，其剛性則足夠承受葉片/配合面結(jié)合處的墊層(matting)應(yīng)力。另外，這些襯片還可以在其配合面上增加使用潤滑清漆，這種清漆提高了葉片和其配合面之間的接觸狀況，而這種接觸則改善了轉(zhuǎn)子/鼓輪的使用壽命。

襯片的第一、第二和第三直立側(cè)面分支都可通過折疊而連接到中心連接部分上。

附圖說明

通過閱讀以非限定性示例并參照附圖給出的如下描述，可以更好地理解本發(fā)明，本發(fā)明的其它細節(jié)、特性和優(yōu)點會顯現(xiàn)出來，附圖如下：

-圖1示出了已知渦輪發(fā)動機的示意圖，所示為軸向截面；

-圖2也是軸向截面示意圖，但僅示出了低壓壓縮機鼓輪4局部部分；

-圖3示出了鼓輪內(nèi)其中一個槽的下游邊界壁局部細節(jié)；

-圖4為該槽的同一部分，所示為在研磨時葉片和襯片均放置在該槽內(nèi)；

-以及圖5僅示出了襯片。

具體實施方式

在專門介紹本發(fā)明之前，因此，根據(jù)文獻ep2762681的已知現(xiàn)有技術(shù)狀況，當被損壞并因此而需研磨的轉(zhuǎn)子為低壓壓縮機鼓輪時，圖1和圖2示出了本發(fā)明的運行環(huán)境。

實際上，本發(fā)明在規(guī)定范圍內(nèi)適用于另一種裝有低壓壓縮機鼓輪葉片的轉(zhuǎn)子；然而，因為其在發(fā)動機內(nèi)的位置、質(zhì)量、體積，以及因此而涉及的約束條件，這種部件都是特指的。

圖1示出了一種雙路式渦輪機2。這種渦輪機2沿軸向從上游(am)到下游(av)依次包括低壓壓縮機4、高壓壓縮機6、燃燒室8和一個或多個渦輪級10。在運行時，經(jīng)由中央軸傳遞給轉(zhuǎn)子12的渦輪10的機械動力驅(qū)動兩個壓縮機4和6。轉(zhuǎn)子12圍繞其轉(zhuǎn)軸14轉(zhuǎn)動可產(chǎn)生空氣流并逐漸壓縮空氣流到燃燒室入口處。進風(fēng)風(fēng)扇16(風(fēng)扇)耦合到轉(zhuǎn)子12上并產(chǎn)生空氣流，該空氣流被分成主氣流18，該氣流在渦輪機上述各級之間循環(huán)流動，和副氣流20，該氣流在渦輪出口與主氣流匯合前沿發(fā)動機環(huán)形通道循環(huán)流動(局部示出)。

圖2所示低壓壓縮機4示出了風(fēng)扇16局部和主氣流18和副氣流20的分離式噴嘴22(separationnozzle)。轉(zhuǎn)子12包括沿圓周布置的多排轉(zhuǎn)子葉片24和多個靜子級，每級都含有一排靜子葉片26。靜子級與風(fēng)扇16或一排轉(zhuǎn)子葉片24相關(guān)聯(lián)，從而改變氣流方向。轉(zhuǎn)子葉片24從轉(zhuǎn)子12處基本上沿徑向延伸。

轉(zhuǎn)子12包括鼓輪28。鼓輪28帶有壁30，具有圍繞轉(zhuǎn)軸14的旋轉(zhuǎn)型面(profileofrevolution)，有點類似于大肚子缸(potbelliedcylinder)。鼓輪壁30的旋轉(zhuǎn)型面隨著主氣流內(nèi)表面截面變化而徑向改變。

鼓輪28可以包括條帶32，其通常設(shè)計成通過研磨與環(huán)形耐磨材料層相配合，以提供密封。

此外，鼓輪28此處采用金屬制成，圍繞中央軸14轉(zhuǎn)動，所述氣態(tài)流體流在同一排葉片24之間從上游向下游整體平行于所述中央軸流動。

在每一排轉(zhuǎn)子葉片24對面，其外圍帶有圓周槽，該槽圍繞軸線14延伸,根據(jù)圖2中所示的那排葉片，圖中標號為34a、34b或34c。

在每一個圓周槽內(nèi)，一個系列的轉(zhuǎn)子葉片24被布置在其中并直立保持在上游面(或內(nèi)壁)和下游面(或內(nèi)壁)之間(如槽34a的341和343)位于槽邊界處的直立狀態(tài)。

基于此目的，每個葉片24帶有根部36，而根部則帶有上游面361和下游面363(圖4)，分別面向相關(guān)槽(圖2)的上游面341和下游面343。上游面361和下游面363在圖5中分別帶有凹槽361a和363a，，壁341和343的各自上游和下游371,373(圖2，圖4)的圓周邊緣在該凹槽內(nèi)進行接合。

如圖4進一步所示，沿其周向，所述邊緣，此處為373，在至少一個位置(如39)處被截斷，從而使得每個葉根能徑向上大體上通過，以便接合到槽(箭頭41)中，之后葉片在其槽中的扇區(qū)中滑動。在定位后，葉片被窄頸部37徑向固定在邊緣371,373之間。

如已經(jīng)說明那樣，存在的問題在于，當壓縮機工作時，已經(jīng)定位的葉片24的大體軸向移動(盡管有限)，在這些葉片的至少一些葉片對面，在至少其中一些圓周槽的至少其中一些內(nèi)壁341和343處會引起凹陷凹陷，如圖3所示的壁343上的痕跡38。

為了克服這一缺陷，為此，本發(fā)明提出：

-一方面，研磨帶有這些凹陷凹陷痕跡38的表面，以便消除或至少使得這些磨損痕跡的至少其中一些變得模糊；

-另一方面，在葉根36和內(nèi)壁341,343之間，至少在表面已經(jīng)被研磨的區(qū)域內(nèi)，在槽34內(nèi)放置襯片。

圖4所示這些痕跡38已經(jīng)消失。假設(shè)壓力面341,343(也稱之為配合面)帶有這種痕跡，已經(jīng)通過環(huán)形加工在這些面上進行了研磨。

關(guān)于這個問題，甚至有人建議在槽邊界處對稱研磨這些內(nèi)壁341,343并進行介入，以便在所有葉片和相關(guān)槽的所述壁之間放置襯片43。

鼓輪內(nèi)的各槽的加工可使用一種成形銑刀來專門進行，這是與壓縮機鼓輪28最初制作期間使用的刀具為同一種刀具，一般都是鈦基的。

為此，帶有凹陷凹陷痕跡的每個面都要在其大部分周緣上研磨，在上述的下端兩側(cè)配合面的內(nèi)側(cè)上，進行至少扇形的且優(yōu)選大體環(huán)形的機械加工作業(yè)。

在上述加工完成后，在將組件與有關(guān)槽接合之前，在至少所述系列的所有葉片24上，優(yōu)選使用襯片43，如圖4中箭頭45所示。

同時，缺口39將預(yù)先重新加工以便插入葉片，為的是考慮使用襯片43，襯片將在后面詳細介紹。

因此，槽配合面的最佳幾何形狀將被恢復(fù)，而滑動葉片根部和鼓輪的槽的配合面之間的間隙將得以補償。

已經(jīng)考慮了另外兩個重點：控制槽內(nèi)應(yīng)力的增加，以及所裝配的鼓輪的重新加工安裝和互換。

關(guān)于第一點，根據(jù)消除磨損痕跡要求，在對所述槽配合面重新修復(fù)后，葉片24旋轉(zhuǎn)時的工作材料的體積會減小。然而，按照這樣設(shè)計，材料的去除則不會減小頸部37，后者是材料的最小截面。實際上，測算說明，約束條件的低增加不會影響鼓輪28的使用壽命。

關(guān)于第二點，為了避免無襯片葉片24與重新加工槽34的混淆(這會增加葉片在其槽內(nèi)的間隙，不會出現(xiàn)葉片彈出)，在鼓輪上使用標記，以便向操作手說明所有鼓輪葉片上必須使用襯片。為此，帶有襯片的葉片如果不進行機械加工是不可能裝入鼓輪中。

所以，建議在距所述頸部37一定距離處對帶有凹陷痕跡的面進行研磨。

另外，還建議調(diào)整襯片和槽的相對尺寸，以便：

-在研磨前，帶有襯片43的葉根36無法放置在原始槽34中(圖3)；

-而在研磨后則可以進行放置(圖4)。

圖5較之圖4更清楚地示出了襯片43，該襯片優(yōu)選用于葉根(假如本實施作業(yè)方法可以應(yīng)用到其它形式葉根上)。

襯片43是一種片材，采用相對彈性可變形材料制成。不同于復(fù)合材料(如，vespel；注冊商標)，所使用的材料將優(yōu)選為一種inconel，其比鈦具有更大的耐磨性，可以生產(chǎn)出低厚度襯片，剛性足以承受槽內(nèi)葉片/配合面結(jié)合處墊層應(yīng)力。另外，也可以在襯片的側(cè)配合面47a,47b上增加一道潤滑表面清漆，這種清漆提高了葉片和其配合面之間的接觸狀況，而這種接觸可改善鼓輪的使用壽命。潤滑表面清漆49可以是二硫化鉬，如目前用在風(fēng)扇葉片上的那種，或是具有類似特性并滿足新的所謂“reach”標準的產(chǎn)品。

襯片43在同一面(徑向外表面)上包括：

-連接第一和第二直立直立側(cè)面分支53,55的中心部分51，以便所述中心部分可布置在葉根45的下方，以及第一和第二側(cè)面分支分別與所述根部上游面361和下游面363相對；

-第三橫向分支57，其沿襯片的第一邊緣59a的部分直立直立設(shè)置，所述第一邊緣在第一和第二側(cè)面分支53,55之間延伸，以便位于所述葉根第三橫向面365對面，所述第三橫向面在該葉根上游面和下游面361,363之間延伸；

-以及位于朝向襯片第二(橫向)邊緣59b的一個和多個(此處為兩個)突出部、接縫或鉤部61,63，該第二邊緣在第一和第二側(cè)面分支53,55之間延伸，與第一邊緣59a相對。

為此，這種襯片可以：

-在彈性強制通過突起部61,63之后，中心部分51滑動(箭頭45)，使得中心部分51落在葉根36之下，基本上直到第三橫向側(cè)面分支57抵靠根部的第三橫向面365；

-在與第三面365相對的所述根部的第四橫向表面(圖4中的隱藏面367)相對的突起或鉤61,63的彈性返回之后，將所述襯片保持在該位置。

-以及，將所述襯片置于葉片根部36下方，與其一起置于槽內(nèi)，為的是有助于使其在槽內(nèi)保持定位。

第一、第二和第三直立側(cè)面分支53,55,57優(yōu)選均連接到中心部分51上，通過折疊，以整合強度和撓性，方便制作。

一般來講，關(guān)于上述方案的優(yōu)點，可列出如下優(yōu)點：

-回復(fù)接觸表面：不同于已知的帆布涂層，這種襯片可以恢復(fù)接觸表面，符合驗證要求。為此，通過槽的配合面來均勻配應(yīng)力；

-葉片頂部間隙不變：恢復(fù)鼓輪/葉片(葉輪)部件的幾何形狀可以優(yōu)化葉片頂部間隙，該間隙會影響發(fā)動機性能和葉片的機械性能；

-磨損深度的顯著覆蓋：一般觀察到的磨損痕跡深度不超過0.1mm。上述修復(fù)覆蓋了0.2mm以內(nèi)，甚至0.3mm的所有磨損痕跡；

-降低磨損率：與附加清漆一起使用的材料可以降低鼓輪配合面的磨損率；

-平衡：如果機械加工對稱以及所有葉片均裝有襯片，則不會出現(xiàn)不平衡現(xiàn)象；

-方便更換：如果襯片上出現(xiàn)磨損，襯片的拆除和更換非常方便；

-所謂的“墨菲(murphy)”安全(墨菲定律)：逐級以及在各級之間提供，每個襯片的設(shè)計都避免沿設(shè)計位置相反方向安裝。

-成本方面：新鼓輪價格很高，不包括修理工作所需時間和發(fā)動機停機時間引起的損失。由于襯片是一種標準件，機械加工為聯(lián)合修理作業(yè)，與鼓輪整體更換相比，修理成本非常低。