本申请因此提供了一种用于减小涡轮盘(55)和涡轮叶片(100)中的至少一个上的应力的方法。该方法可包括以下步骤：(a)确定关于基准线(M)的用于燕尾后切口(130)的开始线(150)，(b)确定用于燕尾后切口的切割角(170)，以及(c)根据开始线和切割角从叶片燕尾部(110)或盘燕尾槽口(65)中的至少一个除去材料来形成燕尾后切口。基准线可定位成离叶片燕尾部的前面(145)大约2.886英寸(大约72.796毫米)，并且其中步骤(a)实践成使得对于燕尾部的压力侧，燕尾后切口的开始线在前方向上离基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。
【技术实现步骤摘要】
本申请和所得专利大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及修改的涡轮叶片燕尾部和/或盘燕尾槽口，其设计成使安装的涡轮叶片的负载路径围绕盘中的应力集中特征和/或涡轮叶片自身中的应力集中特征转向。
技术介绍
燃气涡轮盘可包括限定其间的燕尾槽口的、围绕盘的外周边的一定数量的沿周向间隔的燕尾部。燕尾槽口中的各个可将涡轮叶片沿轴向接收在其中。涡轮叶片可具有翼型件部分，以及具有与燕尾槽口互补的形状的叶片燕尾部。涡轮叶片可由空气冷却，该空气进入穿过盘中的冷却槽口和穿过形成在叶片的燕尾部分中的凹槽或槽口。典型地，冷却槽口可通过交替的燕尾部和燕尾槽口围绕其沿周向延伸。叶片燕尾部与燕尾槽口之间的界面位置由于悬置的叶片负载和应力集中几何形状而潜在地为寿命有限的位置。在过去，燕尾后切口用于某些涡轮发动机中来减轻此类应力。然而，这些后切口本质上较小，并未优化成平衡盘上的应力减小、涡轮叶片上的应力减小，以及涡轮叶片的使用寿命。因此，存在对改进的涡轮叶片和/或盘以及其间的相互作用的期望。此类改进的涡轮叶片和/或盘可针对改进的涡轮叶片寿命和改进的系统效率促进总体应力减小，而不消极地影响涡轮叶片的空气动力学性能。
技术实现思路
本申请和所得专利因此提供了一种用于减小涡轮盘和涡轮叶片中的至少一个上的应力的方法。该方法可包括以下步骤：(a)确定关于基准线的用于燕尾后切口的开始线，(b)确定用于燕尾后切口的切割角，以及(c)根据开始线和切割角从叶片燕尾部或盘燕尾槽口中的至少一个除去材料来形成燕尾后切口。基准线可定位成离叶片燕尾部的前面大约2.886英寸(大约72.796毫米)，并且其中步骤(a)实践成使得对于燕尾部的压力侧，燕尾后切口的开始线在前方向上离基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。本申请和所得专利还提供了一种涡轮叶片。涡轮叶片可包括翼型件和叶片燕尾部，叶片燕尾部对应于涡轮盘中的燕尾槽口定形，叶片燕尾部具有压力侧和吸入侧，其中叶片燕尾部包括根据优化叶片几何形状确定尺寸和位置的燕尾后切口。沿燕尾轴线限定燕尾后切口的长度的燕尾后切口的开始线关于基准线确定，该基准线沿燕尾轴线的中心线定位成离叶片燕尾部的前面大约2.866英寸(大约72.796毫米)，并且其中对于燕尾部的压力侧，燕尾后切口的开始线在前方向上离基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。本申请和所得专利还提供一种涡轮转子，其包括与转子盘联接的一定数量的涡轮叶片，各个叶片包括翼型件和叶片燕尾部，并且转子盘包括对应于叶片燕尾部定形的一定数量的燕尾槽口，叶片燕尾部和燕尾槽口中的至少一个包括根据叶片和盘几何形状确定尺寸和位置的燕尾后切口。沿燕尾轴线限定燕尾后切口的长度的燕尾后切口的开始线关于基准线确定，该基准线沿燕尾轴线的中心线定位成离叶片燕尾部的前面2.866英寸(72.796毫米)，并且其中对于燕尾部的压力侧，燕尾后切口的开始线在前方向上离基准线至少2.566英寸(大约65.176毫米)。技术方案1.一种用于减小涡轮盘和涡轮叶片中的至少一个上的应力的方法，其中多个涡轮叶片能够附接于所述盘，并且其中所述涡轮叶片中的各个包括能够接合在所述盘中的对应形状的燕尾槽口中的叶片燕尾部，所述叶片燕尾部具有压力侧和吸入侧，所述方法包括：(a)确定关于基准线的用于燕尾后切口的开始线，所述开始线沿燕尾轴线限定所述燕尾后切口的长度；(b)确定用于所述燕尾后切口的切割角；以及(c)根据所述开始线和所述切割角从所述叶片燕尾部或所述盘燕尾槽口中的至少一个除去材料来形成所述燕尾后切口，其中所述开始线和所述切割角根据叶片和盘几何形状优化，以最大化所述盘上的应力减小、所述叶片上的应力减小、所述涡轮叶片的使用寿命以及保持或改进所述涡轮叶片的空气动力学性能之间的平衡，其中所述基准线沿所述燕尾轴线的中心线定位成离所述叶片燕尾部的前面大约2.866英寸(大约72.796毫米)，并且其中步骤(a)实践成使得对于所述燕尾部的所述压力侧，所述燕尾后切口的所述开始线在前方向上离所述基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。技术方案2.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，对于所述燕尾部的所述吸入侧，所述燕尾后切口的所述开始线在后方向上离所述基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。技术方案3.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，对于所述燕尾部的所述吸入侧或所述压力侧，所述燕尾后切口的所述开始线离所述基准线至少大约2.646英寸(大约67.208毫米)。技术方案4.根据技术方案2所述的方法，其特征在于，步骤(b)实践成使得所述切割角对于所述压力侧后切口和所述吸入侧后切口中的各个而言最大为两度。技术方案5.根据技术方案2所述的方法，其特征在于，步骤(b)实践成使得所述切割角对于所述压力侧后切口和所述吸入侧后切口中的各个而言最大为1.3度。技术方案6.根据技术方案5所述的方法，其特征在于，所述开始线和所述切割角的优化通过执行关于所述叶片和盘几何形状的有限元分析来实践。技术方案7.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，步骤(b)通过确定多个切割角以限定具有非平面表面的所述燕尾后切口来实践。技术方案8.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，步骤(c)通过从所述叶片燕尾部除去材料来实践。技术方案9.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，步骤(c)通过从所述盘燕尾槽口除去材料来实践。技术方案10.根据技术方案1所述的方法，其特征在于，步骤(c)通过从所述叶片燕尾部和从所述盘燕尾槽口除去材料来实践。技术方案11.根据技术方案10所述的方法，其特征在于，步骤(c)进一步实践成使得基于从所述叶片燕尾部和所述盘燕尾槽口除去的所述材料的得到的角不超过所述切割角。技术方案12.一种涡轮叶片，包括翼型件和叶片燕尾部，所述叶片燕尾部对应于涡轮盘中的燕尾槽口定形，所述叶片燕尾部具有压力侧和吸入侧，其中所述叶片燕尾部包括燕尾后切口，其根据叶片几何形状确定尺寸和位置，以最大化所述盘上的应力减小、所述叶片上的应力减小、所述涡轮叶片的使用寿命，以及保持或改进所述涡轮叶片的空气动力学性能之间的平衡，其中沿燕尾轴线限定所述燕尾后切口的长度的所述燕尾后切口的开始线关于基准线确定，所述基准线沿所述燕尾轴线的中心线定位成离所述叶片燕尾部的前面大约2.866英寸(大约72.796毫米)，并且其中对于所述燕尾部的所述压力侧，所述燕尾后切口的所述开始线在前方向上离所述基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。技术方案13.根据技术方案12所述的涡轮叶片，其特征在于，对于所述燕尾部的所述吸入侧，所述燕尾后切口的所述开始线在后方向上离所述基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。技术方案14.根据技术方案12所述的涡轮叶片，其特征在于，对于所述燕尾部的所述吸入侧或所述压力侧，所述燕尾后切口的所述开始线离所述基准线至少大约2.646英寸(大约67.208毫米)。技术方案15.根据技术方案13所述的涡轮叶片，其特征在于，用于所述压力侧后切口和所述吸入侧后切口中的各个的切割角最大为两度。技术方案16.根据技术方案13所述的涡轮叶片，其特征在于，用于所述压力侧后切口和所述吸入侧后切口中的各个的切割角最本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于减小涡轮盘(55)和涡轮叶片(100)中的至少一个上的应力的方法，其中多个涡轮叶片能够附接于所述盘，并且其中所述涡轮叶片中的各个包括能够接合在所述盘中的对应形状的燕尾槽口(65)中的叶片燕尾部(110)，所述叶片燕尾部具有压力侧和吸入侧，所述方法包括：(a)确定关于基准线(M)的用于燕尾后切口(130)的开始线(150)，所述开始线沿燕尾轴线限定所述燕尾后切口的长度(160)；(b)确定用于所述燕尾后切口的切割角(170)；以及(c)根据所述开始线和所述切割角从所述叶片燕尾部或所述盘燕尾槽口中的至少一个除去材料来形成所述燕尾后切口，其中所述开始线和所述切割角根据叶片和盘几何形状优化，以最大化所述盘上的应力减小、所述叶片上的应力减小、所述涡轮叶片的使用寿命以及保持或改进所述涡轮叶片的空气动力学性能之间的平衡，其中所述基准线沿所述燕尾轴线的中心线定位成离所述叶片燕尾部的前面(145)大约2.866英寸(大约72.796毫米)，并且其中步骤(a)实践成使得对于所述燕尾部的所述压力侧，所述燕尾后切口的所述开始线在前方向上离所述基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。
【技术特征摘要】
2015.09.15 US 14/8540641.一种用于减小涡轮盘(55)和涡轮叶片(100)中的至少一个上的应力的方法，其中多个涡轮叶片能够附接于所述盘，并且其中所述涡轮叶片中的各个包括能够接合在所述盘中的对应形状的燕尾槽口(65)中的叶片燕尾部(110)，所述叶片燕尾部具有压力侧和吸入侧，所述方法包括：(a)确定关于基准线(M)的用于燕尾后切口(130)的开始线(150)，所述开始线沿燕尾轴线限定所述燕尾后切口的长度(160)；(b)确定用于所述燕尾后切口的切割角(170)；以及(c)根据所述开始线和所述切割角从所述叶片燕尾部或所述盘燕尾槽口中的至少一个除去材料来形成所述燕尾后切口，其中所述开始线和所述切割角根据叶片和盘几何形状优化，以最大化所述盘上的应力减小、所述叶片上的应力减小、所述涡轮叶片的使用寿命以及保持或改进所述涡轮叶片的空气动力学性能之间的平衡，其中所述基准线沿所述燕尾轴线的中心线定位成离所述叶片燕尾部的前面(145)大约2.866英寸(大约72.796毫米)，并且其中步骤(a)实践成使得对于所述燕尾部的所述压力侧，所述燕尾后切口的所述开始线在前方向上离所述基准线至少大约2.566英寸(大约65.176毫米)。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述燕尾部(110)的所述吸入侧，所述燕尾后切口(130)的所述开始线(1...
【专利技术属性】
技术研发人员：JA内维尔，WS泽米蒂斯，M默里尔，SPD冈宁，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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