CN109690024A - 用于平衡燃气轮机的压气机的转子的技术 - Google Patents

Abstract

一种用于转子的低速平衡方法，该转子具有至少一个压气机级动叶组件。该组件具有沿周向布置的一排动叶，并且包括周向间隙。两个或更多个动叶被标识为定位动叶，每个定位动叶在组件中具有角位置并且定位动叶被保持在该角位置处。定位动叶在组件中限定扇区。每个扇区包括可动动叶和扇区周向间隙，即，周向间隙被细分到扇区中。对于每个扇区，可动动叶沿周向被调整，从而当组件旋转时，相对于旋转方向，扇区的扇区周向间隙相对于可动动叶沿周向向下游移动。每个扇区内的扇区周向间隙与可动动叶的相对位置通过引入插入件而被保持。最后，在低速平衡状态下，确定转子的不平衡的度量。在低速平衡之后移除插入件并保持间隙以适应叶根热膨胀。

Description

用于平衡燃气轮机的压气机的转子的技术

技术领域

本技术总体上涉及转子的平衡，并且更具体地，涉及具有压气机级动叶组件的燃气涡轮压气机转子的低速平衡的技术。

背景技术

对于低于转子的临界速度运行的转子，传统上，低速平衡足以在转子安装或运行之前使转子平衡，因为这种转子不会以引起转子中的构象变化的速度运行。

特别地，对于具有一个或多个压气机级动叶组件的转子来说，其中多个压气机动叶(即，一排压气机动刀)被周向地夹持在两个相邻盘的相对面之间、或者被夹持在被形成在盘的轮缘处的外围通道的相对壁内来将该排压气机动叶保持就位，从而形成压气机动叶组件级，在排中的动叶之间通常包括小的周向间隙，以允许压气机动叶的热膨胀，尤其是允许基部部件(即，压气机动叶的根部和/或平台)的热膨胀。具有被周向地夹持在两个相邻盘的相对面之间的压气机动叶的这种压气机级动叶组件通常从燃气涡轮压气机转子中的第二级以上开始出现。

压气机动叶(下文中也被称为动叶)由于周向间隙而能够在级内沿周向运动。这种压气机级动叶组件具有使动叶运动的可能性，而具有这种压气机级动叶组件的转子难以保持平衡，这是因为从低速平衡的一个运转到下一个运转，动叶运动会引起不平衡变化。随着压气机级动叶组件内的动叶运动，低速平衡无法针对运行速度来准确平衡转子，这是因为在低速平衡期间，压气机级动叶组件以例如800rpm的速度旋转，该速度远低于例如可以是8000rpm至14000rpm之间或更高的运行速度。由于运行速度引起的动叶运动，动叶在低速平衡时停留在压气机级动叶组件内的位置与实际运行相比是不同的。术语“低速”在本文中可以被视为最高为发动机最大转速的20％、优选最高为最大转速的10％、更优选约为最大转速的5％。术语“低速”旨在表示动叶组件在执行平衡时是旋转着的并且优选至少为最大转速的1％。

因此，对于运行速度来说，传统上已知的用于低速平衡的方法不足以平衡具有压气机级动叶组件的转子，其中组件内存在动叶运动的可能性。在本公开中，当具有压气机级动叶组件的燃气蜗轮转子组件被定位在燃气涡轮发动机中并且燃气涡轮发动机在运行时，术语“低速”是指通常执行低速平衡的转速，并且包括低于压气机级动叶组件的临界速度的旋转和/或比压气机级动叶组件的一般运行的速度更低速度(例如低50％)的旋转。在本公开中，术语“运行速度”是指当具有压气机级动叶组件的燃气涡轮转子组件被定位在燃气涡轮发动机中并且燃气涡轮发动机运行以输出特定功率时，压气机级动叶组件一般运行的速度，该速度低于临界速度。一般而言，运行速度可以被理解为压气机级动叶组件旋转时的速度，由于周向间隙，这些动叶位于它们在压气机级动叶组件内、在与压气机级动叶组件的旋转方向相反的方向上的最远可能位置。

US3584971公开了一种涡轮转子，包括：具有周向凹槽的转子盘；由盘承载的动刀的环形阵列，并且动刀具有径向进入型的根部。根部接合凹槽，动叶被设置为弧形组，每组中一般具有相同数目的动叶。动叶被设置有凸榫，弧形护罩节段具有等间隔孔，等间隔孔适于与凸榫配合以用于连接每组动叶，从而使每组内动叶的相关联的根部被设置为端对端邻接。每组中的动叶的数目一般等于可与护罩节段的等间隔孔配合并保持端对端邻接的动叶的数目。凸榫被牢固地连接至凸榫的相关联的护罩节段，并且相邻动叶组的根部之间插入有薄衬垫构件以将组的厚度调整至预定厚度。然而，薄衬垫构件是动叶和转子组件中的永久部件，并且被用于正常发动机运行。

此外，在本公开中，传统上所使用的以及在本文中所使用的术语“不平衡”和“平衡”是程度术语。根据常规实践，对平衡的程度进行选择，以用于获得理想地非失衡或者相对很小的不平衡。

压气机级动叶组件具有上述使动叶运动的可能性，针对对于包括至少一个这种压缩机级动叶组件的转子进行平衡这一问题，一种解决方式将是：在以运行速度旋转压气机级动叶组件的同时平衡压气机级动叶组件，压气机级动叶组件在下文中也被称为此类压气机级动叶组件或简单地称为此类组件。然而，如果以运行速度旋转，则在平衡具有此类压气机级动叶组件的转子时需要克服明显的可行性和成本问题。因此，在平衡运行过程中，需要在不必实际上以运行速度或高速运行压气机级动叶组件的情况下实现运行速度平衡或高速平衡的有益效果。

因此，本公开的目的在于提供一种实现如下有益效果的技术，即，在平衡运行过程中，在不必实际上以运行速度或高速运行压气机级动叶组件的情况下实现运行速度平衡或高速平衡，或者换言之，在执行低速平衡的同时实现压气机级动叶组件的运行速度平衡。

发明内容

上述目的通过根据本技术的权利要求1的用于具有至少一个压气机级动叶组件的转子的低速平衡方法来实现。本技术的优选实施例在从属权利要求中提供。

在本技术中，提出了一种用于转子的低速平衡的方法，转子具有至少一个压气机级动叶组件。压气机级动叶组件(下文中也被称为组件)包括多个压气机动叶的一个排，多个压气机动叶排沿周向被夹持在相邻转子盘的两个相对面之间、或被夹持在形成于一个盘的轮缘中的外围通道的相对面之间，以形成燃气涡轮压气机转子的级。组件包括在压气机动叶排内，即，在沿周向被夹持的压气机动叶(下文中也称动叶)之间的周向间隙。在该方法中，组件中的两个或者更多个动叶被标识为定位动叶。组件中的每个定位动叶相对于组件的旋转轴线具有角位置。定位动叶在组件内保持在定位动叶的相应的的角位置中，从而当组件为了低速平衡而被旋转时，定位动叶不会从定位动叶的相应的角位置周向地移位。

这种低速平衡技术包括平衡压气机级动叶组件的操作步骤。该步骤本身可以是常规的，使得平衡可以通过以下方式中的一个或多个来实现：从转子/动叶组件移除材料、向转子/动叶组件添加材料、改变动叶在组件内的位置、替换转子/动叶组件中的动叶、调整被设置在转子/动叶组件上的质量的位置以及本领域技术人员已知的其他技术。

该低速平衡技术包括在低速平衡步骤已经被完成后，移除一个或多个插入件的操作步骤。在发动机正常运行期间，不使用本插入件。

组件由于定位动叶而被分成多个扇区，扇区的数目等于定位动叶的数目。每个扇区包括一个或多个可动动叶，可动动叶的数目与其他扇区的数目尽可能相等，并且一般被限制在一个定位动叶的吸入侧和另一定位动叶的压力侧之间。此外，由于定位动叶被保持在定位动叶的相应的角位置，周向间隙被细分成扇区周向间隙，即，位于每个扇区中的更小间隙或由周向间隙形成的部分。

在该方法中，对于每个扇区，可动动叶被沿周向调整，使得当压气机级动叶组件被旋转时，通过使可动动叶向关于压气机级动叶组件的旋转方向的相对上游移动，与该扇区相对应的扇区周向间隙相对于可动动叶沿周向向下游移动。在扇区周向间隙中的每个扇区周向间隙中引入一个或多个插入件，以保持扇区周向间隙与可动动叶在每个扇区内的相对位置。最后，在该方法中，在至少一个压气机级动叶组件处于低速平衡状态的情况下，确定转子的不平衡的度量。在低速平衡之后，移除插入件并且保持间隙以适应叶根热膨胀。就低速平衡而言，插入件可以被称为临时插入件。因此，在低速平衡期间，相对于旋转轴线，可动动叶在组件内并非处于不同的周向位置，而是位于可动动叶在燃气涡轮转子实际运行期间(由于归因于运行速度而导致的动叶运动)所处的位置。因此，在以低速所执行的平衡操作的过程中，在不必实际上以运行速度或高速运行组件的情况下，实现了运行速度平衡或高速平衡的有益效果。

在该方法的实施例中，这些定位动叶在组件中的角位置使得当定位动叶被保持在这些定位动叶的相应角位置时，组件被分成相等的扇区。由于分成相等或几乎相等的扇区，在围绕组件的旋转轴线沿周向安置定位动叶时存在轴对称性或存在接近轴对称性，并且因此实现更好的平衡。

在该方法的另一实施例中，在对定位动叶的标识中，六个定位动叶被标识。因此，产生了六个扇区，并且当扇区相等或至少大体相等时，围绕组件的旋转轴线沿周向安置六个定位动叶时存在轴对称性，并且因此实现更好的平衡。

在该方法的另一实施例中，将定位动叶保持在定位动叶的相应的角位置中包括：将定位动叶中的每个定位动叶固定在定位动叶的相应的角位置中。因此，本技术也适用于下述组件，在这种组件中，被标识为定位动叶的动叶未被预固定在定位动叶的相应的角位置。定位动叶的固定有利于将定位动叶保持在定位动叶的相应的角位置中。在该方法的一个相关实施例中，定位动叶中的每个定位动叶通过插入榫钉而被固定在定位动叶的相应的角位置中，榫钉源自相邻转子盘中的一个转子盘或者源自外围通道的面中一个面，并且延伸到形成于定位动叶的基部(例如根部)的槽中。在该方法的另一相关实施例中，延伸到形成于定位动叶的基部中的槽中的榫钉穿过槽而被延伸到另一相邻转子盘中，或延伸到外围通道的另一面中。这些提供了将定位动叶固定到定位动叶在组件内相应的角位置的方式。在该方法的又一相关实施例中，形成于定位动叶的基部中的槽与压气机级动叶组件的周向间隙不连续。因此，基部中的槽被形成为管道或通道，而不是在基部端部处的切口。这有利于通过插入单个榫钉将定位动叶固定在定位动叶的角位置。通过这种方式固定的定位动叶被不可移动地保持在定位动叶的角位置，这与定位动叶可以被固定但仍然可以在由固定所限定的有限距离内稍微移动的情形相反。

在该方法的另一实施例中，插入件是垫片。对于一些插入件，每个插入件可以有一个或多个垫片。垫片容易作为插入件引入到扇区周向间隙中，并且可以在平衡完成后移除。在相关实施例中，垫片由塑料制成。塑料垫片便宜、重量轻、根据需要可以是刚性的或柔性的、易于使用并且容易获得。

在该方法的另一实施例中，插入件在定位动叶的吸入侧处被引入。对于组件中的任意给定动叶而言，由于组件通常沿旋转方向从吸入侧旋转至压力侧，这在确定组件的不平衡的度量的步骤之前，提供了一种简单的方式来确定插入件应该所处的位置，进而确定扇区周向间隙与可动动叶的相对位置。插入件在低速平衡之后被移除。因此，在正常的发动机运行中，即，在低速平衡之后，不存在插入件。移除插入件意味着：周向间隙在正常运行期间被保持，并适应由诸如离心力和空气动力等旋转操作所导致的叶根和/或盘槽热膨胀和/或移动。

插入件可以是塑料垫片的形式并且是临时的，从而插入件在低速平衡之后被移除。在低速平衡期间，插入件与定位动叶配合并且迫使动叶扇区到达其在正常(全速)运行期间占据的位置。这可以在低速平衡期间阻止动叶运动，并且使得转子在以正常发动机运行速度被使用时能够精确平衡。插入件在使转子低速平衡之后被移除，因为叶根之间的周向间隙必须存在以适应热膨胀。

本发明显著提高了转子动叶组件的低速平衡的精度，因为原本影响转子组件的残余不平衡的动叶运动被显著减小或完全抑制。此外，在没有本发明的情况下，在低速平衡期间，已经发现从一个发动机运转到另一发动机运转，不平衡度量是显著不同的，即，因为从一个发动机运转到另一发动机运转，动叶可以自由地占据不同位置。此外，在正常发动机运行条件下，例如，在高速运行时，动叶往往会移动到一致且可重复的位置。因此，在一个发动机运转到另一发动机运转之间，不平衡相对一致。

附图说明

通过结合附图参考本技术的实施例下述描述，本技术的上述属性及其他特征和优点及实现它们的方式将变得更加明显，并且本发明本身将更容易被理解。其中：

图1以截面图示出燃气涡轮发动机的一部分，并且其中包括转子的示例性实施例，该转子具有通过本技术平衡的压气机级动叶组件；

图2示意性地示出图1中的压气机级动叶组件的一部分的剖视图；

图3示意性地示出压气机级动叶组件的示例性实施例，压气机级动叶组件形成压气机的级并且包括压气机级动叶组件内的周向间隙；

图4示出用于具有至少一个图3中的压气机级动叶组件的转子的低速平衡的本技术方法的示例性实施例的流程图；

图5示意性地示出压气机级动叶组件的截面，该截面描绘了定位动叶和可动动叶以及它们在压气机级动叶组件内的相应角位置，并且还描绘了压气机级动叶组件内的周向间隙；

图6示意性地示出定位动叶在压气机级动叶组件内的布置方案以及所得到的扇区和扇区周向间隙；

图7示意性地示出固定图5和图6中的定位动叶中的一个定位动叶的剖视图；

图8示意性地示出图7中的定位动叶的透视图；

图9示意性地示出与图8的视图相比图7中的定位动叶以不同角度观察的剖视图；

图10示意性地示出与图6中的布置方案相比可动动叶的布置方案，以及周向调整之后压气机级动叶组件的扇区内的扇区周向间隙；以及

图11示意性地示出根据本技术的各方面的压气机级动叶组件的一个扇区，该扇区具有经沿周向调整的可动动叶并且具有被引入到扇区的扇区周向间隙中的插入件。

具体实施方式

在下文中，本技术的上述特征以及其他特征将被详细描述。各种实施例参照附图而被描述，在附图中，使用相同的附图标记表示相同的元件。在以下描述中，为了说明的目的，给出了大量具体细节以便提供对一个或多个实施例的全面理解。应当注意的是，示出的实施例旨在说明而非限定本发明。显而易见的是，这些实施例可以在没有这些具体细节的情况下被实施。

图1以截面图示出燃气涡轮发动机10的示例。燃气涡轮发动机10按流动顺序包括入口12、压气机或压气机部14、燃烧器部16及涡轮部18，这些构件总体上按流动顺序并且总体上围绕旋转轴线20并沿旋转轴线20的方向而被布置。燃气涡轮发动机10进一步包括轴22，轴22可以围绕旋转轴线20旋转并且纵向延伸穿过燃气涡轮发动机10。轴22驱动地将涡轮部18连接至压气机部14。

在燃气涡轮发动机10的运行中，通过进气口12吸入的空气24由压气机部14压缩并且被输送至燃烧部或燃烧器部16。燃烧器部16包括：燃烧器增压室26、沿纵向轴线35延伸的一个或多个燃烧室28以及被固定至每个燃烧室28的至少一个燃烧器30。燃烧室28和燃烧器30位于燃烧器增压部26内部。穿过压气机14的压缩空气进入散流器32并从散流器32排出到燃烧器增压部26中，部分空气从燃烧器增压部26进入燃烧器30并与气态燃料或液体燃料混合。之后，空气/燃料混合物燃烧，并且来自燃烧的燃烧气体34或工作气体经由过渡管17穿过燃烧室28而被引导至涡轮部18。

该示例性燃气涡轮发动机10具有管状燃烧装置部装置16，其由燃烧装置罐19的环状阵列构成，每个燃烧装置罐19具有燃烧器30和燃烧室28，过渡管17具有与燃烧室28交界的大体圆形入口以及环形段形式的出口。过渡管出口的环形阵列形成用于将燃烧气体引导至涡轮18的环。

涡轮部18包括被附接至轴22的多个动叶承载盘36。在该示例中，两个盘36分别承载涡轮动叶38的环形阵列。然而，动叶承载盘的数目可以不同，即，仅有一个盘或多于两个盘。此外，被固定至燃气涡轮发动机10的定子42的导流静叶40被设置在涡轮动叶38的环形阵列的级之间。导流静叶44被设置在燃烧室28的出口与前涡轮动叶38的入口之间，并且导流静叶44将工作气体流转向至涡轮动叶38上。

来自燃烧室28的燃烧气体34进入涡轮部18并驱动涡轮动叶38，涡轮动叶38转而使转子旋转。导流静叶40、44用于优化燃烧或工作气体34在涡轮动叶38上的角度。

涡轮部18驱动压气机部14。压气机部14包括轴向串联的静叶级46和转子动叶级48。转子动叶级48包括转子盘，转子盘将动叶的环形阵列支撑在形成于盘的轮缘中的外围通道内，或者可以包括沿周向被布置在相邻转子盘60、63(如图2所示)的两个相对面62、64(如图2所示)之间的压气机动叶。一般地，动叶的环形阵列也被称为动叶的排5或压气机动叶8的排5(如图3所示)。压气机部14，也被称为压气机14，还包括壳体50，壳体50包围转子级并支撑静叶级46。导流静叶级包括径向延伸静叶的环形阵列，径向延伸静叶被安装至壳体50。静叶被设置为在给定发动机操作点以最优角度向动叶8提供气流。一些导流静叶级具有可变静叶，在可变静叶中，静叶围绕其自身纵向轴线的角度可以根据在不同发动机操作条件下可能发生的气流特征来调整。

壳体50限定压气机14的通路56的径向外表面52。通路56的径向内表面54至少部分由转子的转子鼓53限定，转子鼓53部分由转子动叶级48的环形阵列限定。

本技术结合上述具有单个轴或线轴的示例性涡轮发动机而被描述，该轴或线轴连接单个多级压气机及单个一级或多级涡轮。然而，应当理解的是，本技术同样适用于两轴发动机或三轴发动机，并且可以被用于工业、航空或海洋应用。此外，管状燃烧装置部装置16也被用于示例性目的，并且应当理解的是，本技术同样适用于环式燃烧室和罐式燃烧室。

除非另有说明，否则术语“轴向”、“径向”和“周向”是相对于发动机的旋转轴线20而言。在图1中由附图标记“A”区分的压气机14的一部分示出压气机级动叶组件1的一部分或一分段，该部分或分段转而在图3中示出。压气机级动叶组件1构成压气机14的转子的一级48。分段A的细节在图2中示出。

图2示意性地示出压气机动叶8，压气机动叶8被布置或被支撑在相邻转子盘60、63的两个相对面62、64之间，以形成压气机14的一个级48。可以注意到的是，虽然在本公开中未示出压气机动叶排沿周向被布置并被支撑在形成在一个盘的轮缘中的外围通道的两个相对面之间以形成燃气涡轮压气机转子的一个级的实施例，但是本领域技术人员可以理解的是，此类实施例也完全落入本技术的范围之内。相邻盘60、63相应的其他面61、65分别可以单独或与这些面的相应的另一相邻盘(未示出)的相对面组合来支撑其他压气机动叶排(未示出)，从而形成压气机14的前一级和后一级。压气机动叶8或动叶8具有翼型部86和基部87，基部87通常包括根部和平台。在翼型部86径向向外延伸的情况下，多个动叶8的基部87被适配或者被布置在相对面62、64之间。

图3示意性地示出沿周向被布置在相邻盘60、63之间的多个(尤其是七个)动叶8(不过在图3中，只能看到所描绘的盘60的面61)，以形成具有动叶8的排5的压气机级动叶组件1。当组件1在燃气涡轮发动机10内部并且当压气机是运行的时，如上所述，组件围绕旋转轴线20旋转，然而，当组件1连同转子(组件1被包括在转子内)旋转时，为了在燃气涡轮发动机10的外部平衡，要求或使得组件1围绕组件1的中心旋转，并且因此使旋转的轴线66穿过组件1的中心。在动叶1之间，或者更具体地，在动叶1的基部87之间(如图2所示)存在被允许或被设置的间隙以容许动叶1在一个或多个基部87膨胀的情况下(例如，基部87发生任意热膨胀的情况下)适用。间隙(即，排5中的动叶8之间的空隙或空间)允许动叶8中的至少一些动叶8沿周向运动或移位。在给定实例下，间隙可以被收集或被累积在任意两个相邻动叶8之间，或者可以在整个排5上沿周向被散布，并且被称为周向间隙9。图2示出散布在两个周向位置中的周向间隙9。

在组件1的实施例中，动叶8中的一些动叶8可以相对于盘60、63被固定就位或被严格地限制动叶8的周向运动，在这种情况下，组件1被分成两个或者更多个分段，在一些情况下被分成六个或八个分段，并且周向间隙9被继而散布或分配或分散在这些分段内。

图4示出表示用于低速平衡具有至少一个组件1的转子的方法100的示例性实施例流程图，并且在下文中结合图5至图11已经对该方法进行说明，图5至图11示意性地描绘了方法100的不同步骤或布置方案。在方法100中，在步骤110中，组件1中的多个压气机动叶8或动叶8被标识为定位动叶82。如果组件1具有动叶8中被固定就位的一些动叶8或相对于盘60、63被严格限制动叶的周向运动的一些动叶8，则这些动叶8被标识为定位动叶82。替代地，如果没有相对于盘60、63被严格限制动叶的周向运动的固定动叶8或动叶8，则至少两个或更多个动叶8被选择以被标识为定位动叶82。

被标识为定位动叶82的动叶8被轴对称地选择或接近轴对称地(在动叶数不能扇区数整除的情况下)选择，即，以动叶在组件1内形成轴对称的方式被选择。例如，如图5所示，第一动叶8被选择，第一动叶8的位置在图5中由被标记有附图标记83的箭头表示，即，由该动叶8相对于轴线66的角位置83表示，并且继而在五个动叶8之后选择第二动叶8，第二动叶8的位置在图5中也由被标记有附图标记83的箭头表示。图5中由被标记有附图标记83的箭头表示的这两个动叶8被标识为定位动叶82。如果这两个动叶8已经被固定，那么这两个动叶8也将被标识为定位动叶82。周向间隙9中至少一些或一段或一部分周向间隙存在于定位动叶82之间以及其他动叶82之间，由于周向间隙9的一段或者一部分间隙存在于两个定位动叶82之间，其他动叶82可以在两个定位动叶82之间沿周向自由移动。图5的示例中的两个定位动叶之间的动叶8被称为可动动叶84，并且可动动叶84的相应的位置是可变的，可动动叶84的相应的位置在图5中由附图标记85标记的点表示。

在方法100中，在随后的步骤120中，定位动叶82被保持在定位动叶的相应的角位置83处。在被标识为定位动叶82的这些动叶8已经相对于盘60、63固定就位的组件1的实施例中，由于定位动叶被固定的特性，定位动叶82被保持在定位动叶的角位置83。替代地，在被标识为定位动叶82的这些动叶8相对于盘60、63未被固定就位的组件1的实施例中，定位动叶82通过在方法100的步骤125中固定定位动叶82而被保持120在定位动叶的角位置83。

图7、图8和图9示意性地描绘了将定位动叶82固定125在定位动叶的角位置的方式。可以注意到的是，固定125可以在标识定位动叶82之后被执行，或者可以在组件1的一些动叶82上执行，优选地在组件1的制造期间被执行，这些动叶随后被标识为定位动叶82，该步骤在本文中也被称为固定定位动叶82。如图7所示，定位动叶82中的每个定位动叶82通过插入榫钉4而被固定125在定位动叶的相应的角位置83中，榫钉4源自相邻转子盘60、63中的一个转子盘(图7中的盘63)，并且延伸到形成于定位动叶82的基部87中的槽7中。槽7被形成为通道，具有任意横截面形状，例如圆形、圆形的节段、U形、三角形、矩形、任意开口形状等等。榫钉4是细长的杆状结构，并且可以具有任意横截面形状，优选具有与槽7的形状互补的形状。在另一实施例中，可以存在多个槽7，对应的榫钉4可以延伸到槽7中。如图8和图9所示，槽7可以被形成在基部87的中间区域中，从而使槽7与周向间隙9不连续，并且单个榫钉4继而足以将定位动叶82固定在定位动叶的角位置。在一个实施例中，如图7所示，槽7以及由此延伸到槽7中的榫钉4可以延伸到基部87的中部或部分地延伸到基部87中。在另一实施例(未示出)中，槽7可以一直延伸穿过基部87，并且榫钉4继而延伸到槽7中，从一个面64并穿过槽7而分别延伸到相邻转子盘63、60的另一面62中。

再次参见图4，作为将定位动叶82保持在定位动叶的相应的角位置83的步骤120的结果，组件1被细分成如图6所示的扇区2，步骤120可选地包括如上所述的固定定位动叶82的步骤125。图6示出六个被轴对称标识的定位动叶82的角位置83，当被保持120在定位动叶的相应的角位置83时，定位动叶82在组件1中划分或分隔或限定或形成六个扇区2。图6示出定位动叶82的布置方案，该布置方案由定位动叶82在组件1内相应的角位置83和所得扇区2表示。定位动叶84位于0度、60度、120度、180度、240度和300度的角位置83处(或者在动叶数目不能被6整除的情况下，位于这些角位置附近。例如，如果整个级由59个动叶组成，则五个扇区将分别具有10个动叶，但是一个扇区可以具有9个动叶)。

此外，周向间隙9也作为扇区周向间隙99而被分布在扇区2中。在动叶8中的一些动叶8被固定或被预固定在组件1中(优选在组件1制造期间被固定，随后被标识为定位动叶82)的组件1的实施例中，周向间隙9已经被分成更小的独立空隙或间隙，这些独立空隙或间隙被称为扇区周向间隙99。

如图6所示，扇区周向间隙99存在于多个扇区中或存在于每个扇区2中，但在图6中仅描绘了三个扇区周向间隙99。因此，作为步骤120的结果，每个扇区2具有被分布在其相应扇区2内的扇区周向间隙99或被累积在相应扇区2内的一个或多个角位置中的扇区周向间隙99，并且每个扇区2具有可动动叶84。在步骤120之后，扇区周向间隙99和可动动叶82的布置没有特定的顺序。可以注意到的是，每个扇区2中可动动叶84的数目优选是相同的，但也可以不完全相同但至少大体相似，例如，在图6中，扇区2中的一个扇区2具有三个可动动叶84，而另外两个扇区2具有四个可动动叶84。对于图6中的其他三个扇区2，为了简单起见，可动动叶84的角位置85和扇区周向间隙99在图6中未被示出。还可以注意到的是，不同扇区2中可动动叶84的数目被描述仅仅是出于示例性目的而非旨在作为限制。

再次参见图4，在步骤120之后是为每个扇区2周向调整可动动叶84的步骤130。在图10中示意性地描绘了一些扇区2的可动动叶84和扇区周向间隙99的布置方案，为了更好地理解，可以将该布置方案与图6进行比较。在步骤130中，可动动叶在可动动叶的相应的扇区2内沿周向被调整或移动或移位或滑动，从而使扇区周向间隙99相对于扇区内的可动动叶84沿周向向下游68移动。本文中所使用的术语“下游”和“上游”用于限定或确定或描述可动动叶84的角位置和扇区周向间隙99的角位置，这些术语是相对于旋转方向67而言，旋转方向67是组件1旋转时的旋转方向或者组件1在执行平衡期间预期沿该旋转轴线旋转，该旋转方向可以与转子在压气机内时并且燃气轮机10运行期间转子预期旋转所沿的转子的方向相同。因此，对于每个扇区2，下游是朝向引导扇区2的旋转的定位动叶84的位置，并且上游是朝向跟随扇区2旋转的另一定位动叶84的位置，或者换句话说，如果旋转预期沿顺时针方向，则与之后出现的给定扇区2的另一定位动叶84相比，当沿逆时针方向运行时首先出现的给定扇区2的定位动叶84位于下游。因此，在图10的示例中，当组件1预期沿方向67旋转时，与由附图标记69表示的、针对对应扇区2的箭头相比，由附图标记68表示的、针对对应扇区2的箭头在下游。可以注意到的是，上游位置69和下游位置68是相对的，并且被限制在给定扇区2内并且是针对旋转方向67而言的。

因此简单地说，如图10所示，给定扇区2内的扇区周向间隙99被安置在下游或向下游移动，并且相对地，扇区2内的可动动叶84被安置在上游。可以注意到的是，作为方法100的步骤130的结果，扇区周向间隙99没有被散布或分布在扇区周向间隙的相应扇区2中，而是作为单个空隙或空间或缝隙而被累积在一起。

参见图4并结合图11，在方法100的步骤140中，一个或多个插入件97被引入或插入扇区周向间隙99中的每个扇区周向间隙99中。由于扇区周向间隙99中的每个扇区周向间隙99中引入或插入了插入件97，每个扇区2内扇区周向间隙99和可动动叶84的相对位置变得固定或锁定。在方法100的一个实施例中，插入件97是可以由塑料制成的垫片。塑料垫片具有0.012mm至0.075mm的不同厚度。

可以注意到的是，在每个扇区2中，可动动叶84和扇区周向间隙99由一个定位动叶82的吸入侧89和另一定位动叶82的压力侧限定，如图11所示。在方法100中，对于给定扇区2，方向67使得具有用于限定可动动叶84和扇区周向间隙99的吸入侧89的定位动叶84在另一定位动叶82前方移动或旋转，对于给定扇区2，该另一定位动叶82的压力侧88限定可动动叶84和扇区周向间隙99。因此，在方法100中，对于每个扇区2，插入件97在定位动叶82的吸入侧89处被引入，该吸入侧89存在于或旨在存在于另一定位动叶82的下游。

可以注意到的是，在方法100的一个实施例中，如图4所示，步骤130和步骤140被顺序执行，即，步骤130首先执行，然后是步骤140，而在方法100的一个实施例(未示出)中，步骤130和140被同时执行，即，通过在扇区2内并且靠近定位动叶82引入140插入件97来调整130可动动叶，与扇区2的另一定位动叶相比，该定位动叶82位于下游，并且由于推入或者插入或者引入了插入件97，扇区2的可动动叶84被推动至或移动至在下游累积的扇区周向间隙99的上游。

参见图4，在方法100中随后是确定具有至少一个组件1的转子的不平衡的度量的步骤150。在步骤150中，包括组件1以及在步骤140中被引入的插入件97的转子通过使用平衡设备并通过旋转由平衡设备所监测的组件1来进行低速平衡。旋转是沿方向67被执行。平衡设备、用于旋转具有组件1的转子的设备以及低速平衡的原理和技术在转子平衡领域是公知的，并且因此为了简洁起见，在此不再赘述。

可以注意到的是，上文已经描述了本技术的方法100用于具有一个压气机级动叶组件1的转子，然而，本领域技术人员可以理解的是，本方法100也适用于具有多个压气机级动叶组件1(例如，十个压气机级动叶组件1)的转子。在这种情况下，对于要进行低速平衡的、被包含在转子中的所有压气机级动叶组件1执行方法100的步骤110、步骤120、以及可选地，步骤125、步骤130和步骤140。

虽然参照特定实施例对本技术进行了描述，但应当理解的是，本技术并不限于这些精确实施例。需要注意的是，术语“第一”、“第二”等的使用并不表示任何重要性顺序，而是使用术语“第一”、“第二”等将一个元件与另一元件进行区分。相反地，鉴于描述用于实践本发明的示例性模式的本公开，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明范围和主旨的情况下，许多修改和变型将是显而易见的。因此，本发明的范围由所附的权利要求书而非由上文的描述指示。权利要求书等同物的含义和范围内的所有变化、修改和变型均应视为落入其范围内。

Claims (10)

1.一种用于一个转子的低速平衡的方法(100)，所述转子具有至少一个压气机级动叶组件(1)，所述压气机级动叶组件(1)具有一排(5)压气机动叶(8)，所述多个压气机动叶(8)由一个或多个转子盘(60、63)沿周向夹持并支撑，以形成用于一个燃气涡轮发动机(10)的一个压气机部(14)的一个级(48)，并且其中所述压气机级动叶组件(1)包括一个周向间隙(9)，所述方法(100)包括：

-将所述压气机级动叶组件(1)中的多个压气机级动叶(8)标识(110)为多个定位动叶(82)，其中每个定位动叶(82)具有相对于所述压气机级动叶组件(1)的旋转轴线(66)的一个角位置(83)；

-将所述多个定位动叶(82)保持(120)在所述压气机级动叶组件(1)内的所述多个定位动叶(82)的相应角位置(83)中，使得所述定位动叶(82)将所述压气机级动叶组件(1)分成多个扇区(2)，其中每个扇区(2)包括一个或多个可动动叶(84)，并且其中所述周向间隙(9)被细分成多个扇区周向间隙(99)；

-对于每个扇区(2)，沿周向调整(130)所述可动动叶(84)，使得在所述压气机级动叶组件(1)旋转时，所述扇区(2)内的所述扇区周向间隙(99)关于所述压气机级动叶组件(1)的旋转方向(67)并且相对于所述可动动叶(84)沿周向向下游(68)移动；

-在所述扇区周向间隙(99)中的每个扇区周向间隙中引入(140)一个或多个插入件(97)，以保持所述扇区周向间隙(99)与所述可动动叶(84)在每个扇区(2)内的相对位置；以及

-在所述压气机级动叶组件(1)处于低速平衡状态的情况下，确定(150)所述转子的不平衡的度量；

-平衡所述压气机级动叶组件(1)；以及

-在低速平衡已经被完成后，移除所述一个或多个插入件。

2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中所述定位动叶(82)在所述压气机级动叶组件(1)中的角位置(83)使得在所述定位动叶(82)被保持在所述定位动叶(82)的相应角位置(83)中时，所述压气机级动叶组件(1)被分成相等的多个扇区(2)。

3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中在标识(110)所述定位动叶(82)时，六个定位动叶(82)被标识。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法(100)，其中将所述定位动叶(82)保持(120)在所述定位动叶(82)的相应角位置(83)中包括：将所述定位动叶(82)中的每个定位动叶固定(125)在所述定位动叶的相应角位置(83)中。

5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中所述定位动叶(82)中的每个定位动叶通过插入一个榫钉(4)而被固定(125)在所述定位动叶的相应的角位置(83)中，所述榫钉(4)源自支撑所述一排(5)压气机动叶的所述转子盘(60、63)中的至少一个转子盘，并且所述榫钉(4)延伸到一个槽(7)中，所述槽(7)被形成在所述定位动叶(82)的一个基部(87)中。

6.根据权利要求5所述的方法(100)，其中延伸到所述槽(7)中的所述榫钉(4)穿过所述槽(7)而延伸到所述一个或多个转子盘(60、63)中的另一个转子盘中，所述槽(7)被形成在所述定位动叶(82)的所述基部(87)中。

7.根据权利要求5或6所述的方法(100)，其中形成于所述定位动叶(82)的所述基部(87)中的所述槽(7)与所述压气机级动叶组件(1)的所述周向间隙(9)不连续。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法(100)，其中所述插入件(97)是垫片。

9.根据权利要求8所述的方法(100)，其中所述垫片由塑料制成。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法(100)，其中所述插入件(97)在所述定位动叶(82)的多个吸入侧(89)处被引入。