CN208416618U - 转子组件 - Google Patents

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CN208416618U CN201820009528.9U CN201820009528U CN208416618U CN 208416618 U CN208416618 U CN 208416618U CN 201820009528 U CN201820009528 U CN 201820009528U CN 208416618 U CN208416618 U CN 208416618U
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S.查克拉巴蒂
B.波特
A.格拉菲蒂
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Abstract

本实用新型提供一种转子组件。所述转子组件包括多个叶片和阻尼嵌件。所述叶片包括沿大体相反方向从相应叶片的翼型件延伸的承载罩和盖罩。所述承载罩限定位于其远端处的凹穴。所述阻尼嵌件设置在所述叶片的所述承载罩的所述凹穴中，并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件构造成通过与所述承载罩的相应凹穴内的内表面接合并与相邻叶片的所述盖罩的远端接合而在所述叶片和所述转子盘的旋转期间抑制所述叶片的振动。每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力是基于所述叶片和所述转子盘的转速的。

Description

转子组件
技术领域
本说明书中所述主题的实施例涉及减少或消除转子组件中的叶片振动的阻尼嵌件(damping inserts)。
背景技术
转子组件用于各种系统中，例如燃气涡轮发动机和涡轮增压器中。在燃气涡轮发动机中，压缩机中所产生的加压空气在燃烧器中与燃料混合并且点燃，产生流动通过涡轮级的热燃烧气体。涡轮级从热燃烧气体中提取能量以产生发动机推力，以推进车辆(例如，火车、飞行器、海洋船只等)或者向诸如发电机等负载提供动力。
燃气涡轮发动机包括转子组件(rotor assembly)，所述转子组件具有从转子盘(rotor disk)径向向外延伸的多个叶片(blades)。每个叶片具有与所述转子盘接合的安装段(mounting segment)，例如鸠尾榫，以及从安装段延伸到叶片尖端(tip)的翼型件(airfoil)。在一些转子组件中，所述叶片具有位于所述翼型件上的至少一对护罩(shrouds)。在每对护罩中，一个护罩从所述翼型件的一侧延伸，并且另一个护罩从所述翼型件的相对侧延伸。所述护罩沿着翼型件的长度定位在叶片的尖端与安装段之间(例如，中跨或部分跨度护罩(mid- or part-span shrouds))和/或叶片的尖端处(例如尖端护罩)。在压缩系统的正常操作期间，当转子组件旋转并且相邻叶片上的护罩彼此接触时，叶片扭转(twist)，形成周向延伸的护罩环，所述护罩环为叶片提供支撑。护罩环通过护罩界面处的摩擦将叶片连接在一起，以抑制叶片的振动，从而缓解高循环疲劳风险(high cyclefatigue risk)。减少或消除叶片振动可延长涡轮叶片的使用寿命。
通过护罩界面处的摩擦提供阻尼的传统带护罩涡轮叶片还存在一些相关缺点。例如，为了在护罩之间提供适当的滑动和能量耗散，需要使相邻叶片护罩之间界面处的接触载荷保持在适当的水平，这需要对转子组件进行准确加工和组装。接触载荷取决于相邻叶片的护罩之间的初始护罩间隙、操作期间的叶片解扭(untwist)以及翼型件的刚度。由于制造容差，可能难以在宽工作范围内控制接触载荷从而进行有效阻尼。传统的带护罩涡轮叶片也可能在相邻叶片的护罩彼此接合之前在低转速下损坏，相邻叶片的护罩彼此接合被称为锁定(lock up)。例如，要在操作速度下保持阻尼所需的护罩之间相对较低的接触载荷，叶片被设计成具有相对较大的护罩间隙，使得护罩以相对较高的转速锁定。在低于锁定速度的速度下，相邻叶片在远离转子盘处彼此不连接，因此叶片可能会由于振动、空气动力不稳定性等而受到损害。此外，所述叶片可能会随时间推移经历高温蠕变(creep)，这可能显着影响相邻叶片护罩之间界面处的接触载荷。因此，蠕变会影响叶片之间随时间耗散的能量，这可能使叶片易于遭受高振动应力。
实用新型内容
在一个实施例中，提供了一种转子组件，所述转子组件包括多个叶片和阻尼嵌件。多个叶片安装到转子盘并且沿着转子盘的外周隔开。所述叶片具有从转子盘延伸的翼型件。所述叶片包括沿大体相反的方向从相应翼型件延伸到相应远端的承载罩(carriershroud)和盖罩(lid shroud)。所述承载罩限定凹穴(pockets)，所述凹穴从位于所述承载罩远端处的开口延伸到所述承载罩中。所述承载罩的远端设置成至少靠近相邻叶片的盖罩的远端。所述阻尼嵌件设置在所述叶片的承载罩的凹穴中并且在所述凹穴内自由浮动(free-floating)。所述阻尼嵌件构造成通过与所述承载罩的相应凹穴内的内表面接合并与相邻叶片的所述盖罩的远端接合而在所述叶片和转子盘的旋转期间抑制(dampen)所述叶片的振动。每个阻尼嵌件施加在相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力(contactforce)是基于所述叶片和转子盘的转速的。
其中，与所述阻尼嵌件接合的所述相应凹穴内的所述内表面向相应承载罩的所述远端处的所述开口倾斜成一角度，使得所述内表面至少部分面向所述开口，其中由每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的所述接触力也基于所述相应凹穴内的所述内表面相对于所述凹穴的所述开口的角度。
其中，所述阻尼嵌件具有外表面，所述外表面基于所述叶片和所述转子盘的所述转速接合所述相应凹穴的倾斜内表面并且沿所述倾斜内表面从所述凹穴朝向所述开口移动，所述阻尼嵌件构造成在所述盖罩上施加所述接触力，并且在所述相应凹穴内的所述倾斜内表面上施加不同的接触力，以抑制所述叶片的振动。
其中，每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的所述接触力与相应阻尼嵌件的质量(mass)成比例。
其中，所述承载罩的所述凹穴成形成响应于所述叶片和所述转子盘以超过阈值嵌件接合速度(threshold insert engagement speed)的转速旋转，引导其中的所述相应阻尼嵌件相对于所述承载罩朝向所述相邻叶片的所述盖罩移动，以从与所述相邻叶片的所述盖罩隔开的凹入位置移动到与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端邻接的接触位置。
其中，在所述叶片和所述转子盘旋转期间，所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端阻止所述相应凹穴中的每个阻尼嵌件离开所述凹穴。
其中，一个常见叶片的所述承载罩和所述盖罩是沿所述翼型件的长度位于所述叶片的所述翼型件的中间区域中的中跨护罩。
其中，所述多个叶片的所述多个翼型件从所述转子盘延伸到所述翼型件的相应远侧尖端，一个常见叶片(common blade)的所述承载罩和所述盖罩限定位于所述翼型件的所述远侧尖端处的尖端护罩。
其中，所述凹穴包括相应凹穴内的上部内表面和相对的下部内表面，所述凹穴在所述上部内表面与所述下部内表面之间延伸一高度，所述凹穴内的所述上部内表面相对于所述下部内表面成角度，使得随着从凹穴的所述开口进入所述承载罩的深度增加，所述凹穴的所述高度减小。
其中，所述凹穴的所述开口沿位于所述承载罩的所述远端处的相应边缘表面限定，所述阻尼嵌件沿中心轴线呈细长状并且容纳在所述承载罩的所述相应凹穴中，使得所述中心轴线大体平行于所述相应承载罩的所述边缘表面。
其中，所述阻尼嵌件具有位于两个端部之间沿中心轴线呈细长状的销状主体(pin-shaped body)，所述主体包括主要部分和两个凸耳(two ears)，每个凸耳沿所述中心轴线从所述主要部分延伸到所述两个端部中的不同一端，所述凸耳均具有相应平坦界面(planar interface surface)，所述相应平坦界面构造成与所述凹穴内的所述承载罩的相应肩部接合，以防止所述阻尼嵌件围绕所述凹穴内的所述中心轴线旋转360度。
其中，当所述叶片和所述转子盘以操作速度旋转时，一个叶片的所述承载罩的所述远端与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端分离，其中在所述操作速度下，设置在所述承载罩的所述凹穴中的所述阻尼嵌件构造成从所述凹穴的所述开口突出，越过所述护罩间隙以与所述盖罩的所述远端接合。
其中，一个叶片的所述承载罩的所述远端响应于所述叶片和所述转子盘的所述转速超出阈值锁定速度而与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端接合，其中设置在所述承载罩的所述凹穴中的所述阻尼嵌件构造成响应于所述叶片和所述转子盘的所述转速超出低于所述阈值锁定速度的阈值嵌件接合速度而从所述凹穴的所述开口突出以与所述盖罩的所述远端接合。
在另一个实施例中，提供了一种方法，所述方法包括在转子组件的叶片的承载罩中形成凹穴。所述凹穴通过相对于所述叶片的所述承载罩远端处的开口而在所述承载罩中形成。所述凹穴包括位于所述凹穴内的上部内表面，所述上部内表面朝向在所述承载罩的所述远端处的所述开口倾斜。所述方法还包括通过所述开口将阻尼嵌件插入所述承载罩中的所述凹穴中。所述阻尼嵌件的大小设置成小于所述凹穴的大小，并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件在所述叶片的旋转期间插入所述凹穴中以抑制转子组件的所述叶片和相邻叶片的振动。所述阻尼嵌件通过与所述凹穴内的所述上部内表面接合并与相邻叶片盖罩的远端接合而抑制所述振动，所述相邻叶片盖罩的远端设置成至少靠近所述叶片的所述承载罩的所述远端。所述凹穴中的所述阻尼嵌件施加在相邻叶片盖罩的所述远端上的接触力基于所述叶片的转速。
其中，所述凹穴成形为响应于所述叶片以超过阈值转速的速度旋转，使所述上部内表面引导所述阻尼嵌件相对于所述承载罩朝向所述相邻叶片的所述盖罩移动，以从与所述盖罩的所述远端隔开的凹入位置移动到与所述盖罩的所述远端邻接的接触位置。
所述的方法还包括将所述叶片安装到转子盘，使得所述叶片从所述转子盘的外周延伸，并且在将所述阻尼嵌件插入所述叶片的所述承载罩中的所述凹穴中之后，将所述相邻叶片安装到转子盘，使得所述相邻叶片的所述盖罩在所述叶片和所述转子盘的旋转期间阻止所述阻尼嵌件离开所述叶片的所述凹穴。
其中，所述阻尼嵌件具有沿中心轴线呈细长状的销状主体，其中所述阻尼嵌件插入所述承载罩的所述凹穴中，使得所述中心轴线大体平行于位于所述承载罩的所述远端处的边缘表面，所述凹穴的所述开口沿所述边缘表面限定。
在另一个实施例中，提供了一种转子组件，所述转子组件包括多个叶片和阻尼嵌件。所述多个叶片安装到转子盘并且沿着转子盘的外周隔开。所述叶片具有从转子盘延伸的翼型件。所述叶片包括沿大体相反的方向从相应翼型件延伸到相应远端的承载罩和盖罩。所述承载罩限定凹穴，所述凹穴从位于所述承载罩远端处的开口延伸到所述承载罩中。所述凹穴包括上部内表面，所述上部内表面以某个角度向相应承载罩的开口倾斜，使得所述上部内表面至少部分地面向所述开口。所述承载罩的远端设置成至少靠近相邻叶片的盖罩的远端。所述阻尼嵌件设置在所述叶片的承载罩的凹穴中并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件构造成在所述叶片和转子盘旋转期间与相应凹穴内的上部内表面接合，以抑制所述叶片的振动。所述凹穴内的所述上部内表面倾斜，以响应于所述叶片和所述转子盘以超过阈值嵌件接合速度的转速旋转，引导其中的相应阻尼嵌件相对于所述凹穴朝向相邻叶片的盖罩移动，以从与相邻叶片的盖罩隔开的凹入位置(recessed position)向与相邻叶片的盖罩的远端邻接(abutting)的接触位置 (contact position)移动。
其中，每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力基于所述叶片和转子盘的所述转速以及所述上部内表面的所述角度。
其中，所述凹穴的所述开口沿位于所述承载罩的所述远端处的相应边缘表面限定，所述阻尼嵌件沿中心轴线呈细长状并且容纳在所述承载罩的所述相应凹穴中，使得所述中心轴线大体平行于所述相应承载罩的所述边缘表面。
附图说明
参照附图，阅读非限制性实施例的以下描述将更好地理解本说明书中所描述的主题，其中：
图1示出了根据一个实施例的燃气涡轮发动机系统的示意图，所述燃气涡轮发动机系统包括压缩机、燃烧器和涡轮；
图2示出了根据一个实施例的转子组件的转子盘和一对叶片的一部分；
图3是根据一个实施例的转子组件的一个叶片的一部分的透视图；
图4示出了根据一个实施例的处于转子组件非操作状态下的两个相邻叶片的顶视图；
图5示出了根据一个实施例的处于转子组件操作状态下的两个相邻叶片的顶视图；
图6是根据一个实施例的转子组件叶片中的一个叶片的承载罩的透视图；
图7是图6的承载罩的另一个透视图。
图8示出了根据具有圆柱形阻尼嵌件的替代实施例的转子组件的截面图；
图9示出了根据具有三角形阻尼嵌件的另一个替代实施例的转子组件的截面图；
图10示出了根据具有混合阻尼嵌件的另一个替代实施例的转子组件的截面图，其中所述混合阻尼嵌件同时具有弧形和平面外表面；
图11是示出多个不同带护罩涡轮叶片的阻尼效果的比较图；
图12示出了根据一个实施例的用于为转子组件提供阻尼嵌件的方法的流程图；以及
图13是根据一个替代实施例的转子组件的叶片的透视图。
具体实施方式
本说明书中所述的一个或多个实施例提供包括阻尼嵌件的转子组件以及用于将阻尼嵌件添加到(adding)转子组件中的方法。所述阻尼嵌件可以添加到预制转子组件(例如，作为改型)并且/或者所述转子组件可制造成包括所述阻尼嵌件。所述阻尼嵌件构造成减小转子组件的叶片的振动，从而增加叶片和转子组件的使用寿命。
在一个实施例中，叶片护罩内的阻尼嵌件可以克服常规带护罩 (shrouded)涡轮叶片的至少一些缺点。所述阻尼嵌件可以在相对于常规带护罩涡轮叶片的锁定速度更低的速度下确保相邻叶片之间的护罩接触。所述护罩可在相对较低的速度下通过阻尼嵌件连接，从而在气动不稳定的情况下，例如在转子组件的启动和关闭期间，减轻结构损坏。此外，可以更容易地控制相邻叶片的护罩之间的接触载荷，使其受材料蠕变的影响比常规带护罩涡轮叶片受材料蠕变的影响更小。例如，接触载荷取决于阻尼嵌件的质量；相对于操作期间护罩之间的护罩间隙尺寸以及叶片的解扭量而言，所述阻尼嵌件的质量更易于准确控制(并且较不易于受材料蠕变影响)。叶片护罩内的阻尼嵌件可以通过在相对较宽转速范围内和长时间内耗散能量来为转子组件提供有效的机械阻尼。由于本说明书中的一个或多个实施例中所述的带护罩叶片在提供阻尼时对护罩与护罩接触的依赖程度较低，因此阻尼嵌件对在窄容差内加工叶片部件的依赖程度也得以降低。
图1示出了根据一个实施例的燃气涡轮发动机系统10的示意图，所述燃气涡轮发动机系统包括压缩机15、燃烧器25和涡轮40。压缩机15和涡轮40可以包括轴向堆叠在各级中的多行叶片。每一级包括一行周向隔开的固定叶片，以及围绕一个或多个中心轴旋转的一行转子叶片。在操作中，压缩机转子叶片围绕轴旋转并且与定子叶片一致地(in concertwith)压缩空气流20。压缩系统15将压缩空气流20输送到燃烧系统25。燃烧系统25将压缩空气流20与加压燃料流30混合并点燃所述混合物，以提供燃烧气体流35。燃烧气体流35转而被输送到涡轮40。涡轮转子叶片围绕轴旋转并且与定子叶片一致地使燃烧气体35膨胀通过涡轮40，以产生机械功。在涡轮40中产生的机械功经由一个或多个轴45驱动压缩系统15并且可以经由一个或多个轴 46驱动外部负载50，例如发电机等。在其他实施例中，燃气涡轮发动机系统10可以具有不同的轴、压缩机和涡轮构造并且使用其他类型的部件。也可以使用其他类型的涡轮。
本说明书中所述转子组件的实施例可以用在燃气涡轮发动机系统10中，例如涡轮40或压缩机15上。但是，本说明书中所述转子叶片的实施例并不限于用在图1中所示的发动机系统10中，并且可以用于其他装置中，例如涡轮增压器、HVAC系统等。
图2示出了根据一个实施例的转子组件122的转子盘133和一对叶片124的一部分。尽管未图示，但是转子盘133具有弧形外周，并且转子组件122还包括位于沿转子盘133的外周的隔开位置处、从转子盘133径向延伸的其他叶片124。叶片124具有安装到转子盘133 的安装段208、从转子盘133延伸的翼型件200，并且视情况还包括设置在翼型件200与安装段208之间的平台206。平台206从相应的叶片124朝向至少一个相邻(例如，紧邻(immediatelyadjacent)) 叶片124横向向外延伸。安装段208被接纳在转子盘133的对应支撑槽210中，以安装叶片124。由于安装段208的形状，安装段208在本说明书中可以称为鸠尾榫208。支撑槽210具有与鸠尾榫208相互补的形状。
翼型件200从平台206延伸到翼型件200的远侧尖端204。翼型件200从流动通过转子组件122的气体(例如，空气、排气等)接收能量。叶片124具有从翼型件200向外延伸的一对第一护罩216和第二护罩218。所述护罩216、218位于平台206和远侧尖端204之间沿翼型件200长度的常见位置(at a common location)。在所示实施例中，护罩216、218是中跨护罩，中跨护罩位于与远侧尖端204和平台206隔开的翼型件200中间区域220中。在替代实施例中，护罩216、 218可以是位于翼型件200的远侧尖端204处的尖端护罩(tip shrouds)。在另一个替代实施例中，叶片124可以包括中跨护罩和尖端护罩，如图9所示。每一对第一护罩216和第二护罩218从相应翼型件200沿大体相反的方向延伸。例如，第一护罩216可以从翼型件 200的第一侧(例如，压力侧)延伸，并且第二护罩218从翼型件200 的相对的第二侧(例如，吸力侧)延伸。当转子组件122完全组装时，叶片124的所述护罩216、218周向延伸并限定与转子盘133同心的护罩环。所述护罩216、218是悬臂式的(cantilevered)，从连接到翼型件200的附接端222延伸到远离翼型件200的远端224。第一叶片 124A的第一护罩216的远端224设置成至少靠近相邻第二叶片124B 的第二护罩218的远端224。
转子组件122可以视情况还包括设置在转子盘133与叶片124的平台206之间的平台下方阻尼构件212。所述平台下方阻尼构件212 构造成与平台206的下表面230接合。例如，平台206可以包括限定下表面230的横向延伸(laterally-extending)肩部214。所述平台下方阻尼构件212可以夹置在位于其上方的两个叶片124A、124B的下表面230与位于其下方的转子盘133的外周表面234之间。所述平台下方阻尼构件212可以帮助减少对叶片124的鸠尾榫208与转子盘133 中的支撑槽210之间的鸠尾榫配合的依赖性，并且显著降低叶片振动。
在操作中，所述平台下方阻尼构件212可以位于相邻叶片124的平台206下方，并且由于转子组件122旋转时的离心载荷而抵靠下表面230向上施加载荷。由于平台206与阻尼构件212之间的摩擦而耗散能量，并且这种耗散减少或消除了叶片124的振动。此外，图2中所示的平台下方阻尼构件212同时与两个相邻叶片124A、124B的平台206接合，因此可以减小相邻叶片124A、124B之间的相对运动或振动。应认识到，本说明书中所述的平台下方阻尼构件212是转子组件122的可选部件。
图3是根据一个实施例的转子组件122(如图2中所示)的一个叶片124的一部分的透视图。叶片124的所示部分示出了包括第一护罩216和第二护罩218的翼型件200的中间区域(medial region)220。在一个实施例中，第一护罩216限定位于护罩216内的凹部(recess) 或凹穴(pocket)302。凹穴302在护罩216的远端224处敞口(open)。例如，凹穴302从沿位于远端224处的护罩216的边缘表面306限定的开口304延伸到护罩216中某个深度。第一护罩216构造成在凹穴 302内承载阻尼嵌件(damping insert)308。因此，第一护罩216在本说明书中称为承载罩(carrier shroud)216。
阻尼嵌件308在凹穴302内自由浮动，使阻尼嵌件308以不固定方式附接到(notfixedly attached)凹穴302内的任何内表面。凹穴302 的大小设置成(sized)至少部分地大于阻尼嵌件308，因此使阻尼嵌件308能够在凹穴302内移动。阻尼嵌件308可以是细长销(elongated pin)。阻尼嵌件308可以是大体圆柱形的，或具有弧形表面的其他形状。在一个或多个替代实施例中，阻尼嵌件308可以是具有平坦表面的棱柱(prism)形状，例如三棱柱、长方体等。阻尼嵌件308可以由吸收叶片124的动能或振动能的弹性材料形成。
在一个实施例中，阻尼嵌件308通过位于承载罩216的远端224 处的开口304装载到凹穴302中。在转子组件122(如图2中所示) 的操作期间，阻尼嵌件308经由相邻叶片124的第二护罩218的远端 224固持在凹穴302内。第二护罩218的远端224阻止阻尼嵌件308 离开凹穴302。第二护罩218在本说明书中称为盖罩(lid shroud)218，因为第二护罩218的远端224用作相邻承载罩216的凹穴302的盖或盖子(cover)。在转子组件122的组装期间，将阻尼嵌件308装载到第一叶片124的承载罩216的凹穴302中，并且将叶片124安装到转子盘133(如图2中所示)。然后，将第二叶片124紧邻第一叶片124 安装到转子盘133，使第二叶片124的盖罩218可阻止第一叶片124 的阻尼嵌件308经由开口304落入凹穴302之外。或者，可以在第一叶片124之前将第二叶片124安装到转子盘133。在所述实施例中，在将第一叶片124安装到转子盘133之前，将阻尼嵌件308装载到第一叶片124的凹穴302中，从而使阻尼嵌件308被捕获(captured)在第一叶片124的承载罩216与第二叶片124的盖罩218之间。
承载罩216的凹穴302中的阻尼嵌件308构造成在转子组件122 的操作期间抑制叶片124的振动。例如，当转子组件122旋转时，由于转子组件122旋转时的离心载荷，自由浮动的阻尼嵌件308被向上推动成与凹穴302的上部内表面310接合。当固持阻尼嵌件308的相应叶片124振动时，经由上部内表面310与阻尼嵌件308之间的摩擦来耗散能量。能量耗散可减少或消除叶片124的振动。此外，当转子组件122(如图2中所示)旋转时，阻尼嵌件308构造成与相邻叶片 124的盖罩218的远端224接合。盖罩218和阻尼嵌件308之间的摩擦提供了叶片124之间的机械连接，从而减小了叶片与叶片之间的运动，并且还提供了额外的能量耗散。
盖罩218的远端224可以具有平坦表面，该平坦表面面向相邻承载罩216的凹穴302的开口304，并与阻尼嵌件308接合。或者，盖罩218可以限定位于远端224的空腔或凹陷。阻尼嵌件308可以构造成移动到盖罩218的空腔中(不完全脱离承载罩216的凹穴302)，使阻尼嵌件308同时从凹穴302延伸到盖罩218的空腔中。阻尼嵌件 308与所述空腔内的内表面接合(例如，抵靠内表面邻接和摩擦)，以提供叶片124之间的能量耗散。
图4和图5是根据一个实施例的转子组件122(如图2中所示) 的两个相邻叶片124的顶视图。图4示出了处于转子组件122的非操作状态下的叶片124，即当叶片124和转子盘133(如图2中所示) 不旋转时。图5所示出的叶片124处于转子组件122的操作状态下，使叶片124和转子盘133在工作状态下旋转。图4和图5示出了位于第一叶片124A的承载罩216内的阻尼嵌件308，但未示出位于第二叶片124B的承载罩216内的阻尼嵌件308。阻尼嵌件308中被承载罩 216挡住的部分以虚线示出。
在一个实施例中，叶片124构造成基于转子组件122(如图2中所示)的转速进行扭转。例如，在图4所示的非操作状态下，第一叶片124A的承载罩216的远端224与第二叶片124B的盖罩218的远端 224隔开一个护罩间隙402。出于说明目的，所示的实施例中对护罩间隙402进行了放大。当转子组件122在操作期间加速时，叶片124 扭转成使第一叶片124A的承载罩216向第二叶片124B的盖罩218 移动，反之亦然。结果，相对的远端224之间的护罩间隙402的尺寸减小。在一个实施例中，在转子组件122的操作速度下，护罩216、 218的相对远端224构造成彼此接合，从而将护罩间隙402减小到零。操作速度表示当转子组件122完全操作(fully operational)的转速或速度范围，并且因此不是起动或减速时的转子组件122的转速或速度范围。图5中存在护罩间隙402，但是该护罩间隙402相对于图4中的间隙402的尺寸较小。因此，图5可以示出叶片124A、124B在转子组件122的完全操作速度的40％、60％或80％的中间速度下的定向。在替代实施例中，两个叶片124A、124B的护罩216、218的相对的远端224在所述操作速度下彼此不接合。在该替代实施例中，图5 可以示出叶片124A、124B在转子组件122的所述操作速度下的定向。
当转子组件122(图2)处于图4中所示的非操作状态时，第一叶片124A的承载罩216中的阻尼嵌件308处于凹穴302(如图3中所示)内的凹入位置。在所述凹入位置中，阻尼嵌件308与相邻叶片 124B的盖罩218间隔开，使得阻尼嵌件308不与盖罩218接合。因此，第一叶片124A和第二叶片124B不机械连接。在一个实施例中，承载罩216的凹穴302成形为响应于转子组件122的转速超过阈值转速 (threshold rotational speed)而被动地(passively)将阻尼嵌件308相对于凹穴302引向盖罩218，所述阈值转速在本说明书中称为阈值嵌件接合速度。在其处阻尼嵌件308相对于凹穴302移动以与相邻盖罩 218接合的阈值嵌件接合速度可以取决于各种因素，包括阻尼嵌件308 的质量、凹穴302的形状(例如，上部内表面310相对于开口304的角度)等。所述阈值嵌件接合速度可以是相对地低速，例如小于或等于50rpm。当由于转速超过阈值嵌件接合速度而致使施加在阻尼构件308上的离心力增加时，阻尼嵌件308被从至少部分进入护罩间隙402 中的凹入位置引导到图5中所示的接触位置。阻尼嵌件308可以穿过开口304突出到护罩间隙402中。在接触位置中，阻尼嵌件308与叶片124B的盖罩218的远端224邻接，从而提供叶片到叶片的机械连接并且从叶片124A、124B耗散振动能。因此，阻尼嵌件308在从相对较慢的阈值嵌件接合速度起的相对较大的速度范围内提供叶片到叶片的接合以及叶片124之间的振动能耗散。
在相对的护罩216、218的远端224构造成在所述操作速度下彼此接合的实施例中，如图5所示，承载罩216中的阻尼嵌件308构造成在低于锁定速度的阈值嵌件接合速度下与相邻叶片124B的盖罩218接合，在所述锁定速度下，承载罩216的远端224与盖罩218接合。鉴于常规带护罩涡轮叶片仅在超出锁定速度的速度下提供护罩到护罩机械支撑和减振，阻尼嵌件308能够在低于锁定速度的速度下抑制振动并且提供护罩到护罩支撑，从而降低损坏叶片124的风险。在相对的护罩216、218的远端224在所述操作速度下彼此不接合的实施例中，图5中所示的由阻尼嵌件308提供的阻尼和护罩到护罩支撑可使叶片124的制造容差更宽松。例如，由于相邻叶片124的护罩216、 218彼此不接合，关于叶片124形状和刚度的制造容差、叶片124在转子盘133(如图2中所示)中的相对定位以及叶片124的扭转量均不影响护罩216、218之间的接触载荷。阻尼嵌件308减少了对按照紧密公差(close tolerances)对护罩216、218进行加工的依赖性。精确制造容差的重要性的降低能够允许节省与增加制造产出和/或效率相关联的成本。
由于阻尼嵌件308自由浮动并且通过凹穴302(如图3中所示) 形状被动地引向相邻叶片124B的盖罩218，因此由阻尼嵌件308施加在盖罩218的远端224上的接触载荷或力是基于转子组件122(如图 2中所示)的转速、阻尼嵌件308的质量和凹穴302的几何结构(例如，上部内表面310相对于开口304的角度)。例如，接触力可以与转速的平方成比例，使得随着离心载荷增加所引起的转速增大，阻尼嵌件308施加在盖罩218上的力也相应地增大。阻尼嵌件308作用在盖罩218上的接触力也取决于阻尼嵌件308的质量。例如，较重阻尼嵌件308施加在盖罩218上的接触力将大于较轻阻尼嵌件308所施加的接触力，因为较重嵌件308的惯性相对于较轻嵌件308增大。在一个或多个实施例中，阻尼嵌件308可在承载罩216的凹穴302内更换和替换，以便选择阻尼嵌件308的质量。选择嵌件308的质量允许在转子组件122操作时控制阻尼嵌件308与由阻尼嵌件308接合的护罩 216、218的表面之间的接触载荷。
图6是根据一个实施例的转子组件122(如图2中所示)的一个叶片124的承载罩216的透视图。图7是图6的承载罩216的另一个透视图。首先参见图6，阻尼嵌件308具有一个销状主体602，所述销状主体602沿中心轴线604延伸在两个端部608之间。所述销状主体602具有弧形外表面606。例如，主体602可以是圆柱形或至少部分圆柱形的。所述阻尼嵌件308容纳在承载罩216的凹穴302中，使得主体602的中心轴线604大体平行于位于承载罩216的远端224处的边缘表面306。例如，凹穴302沿着边缘表面306呈细长形，以容纳细长的阻尼嵌件308。所述阻尼嵌件308被图示成处于凹穴302内的凹入位置。在一个实施例中，当转子组件122加速并且凹穴302将阻尼嵌件308引向与相邻叶片124的盖罩218(如图5中所示)接合的接触位置时，阻尼嵌件308相对于承载罩216沿大体垂直于中心轴线604的方向移动。
在一个实施例中，阻尼嵌件308的主体602设计成防止发生围绕凹穴302内的中心轴线604的360度旋转。例如，主体602包括主要部分或中心部分610以及从主要部分610延伸到两个端部608中的不同一端的两个凸耳612。中心部分610沿着中心轴线604设置在两个凸耳612之间。凸耳612各自具有至少大致平坦的相应的界面614。两个凸耳612的界面614面向相同的方向。主体602可以经由模具形成为所示主体602的形状，或者可以成形为完全呈圆柱形的销，然后在端部608移除一部分材料以限定凸耳612。所示实施例中的承载罩 216的凹穴302包括位于凹穴302的相对横向端(at opposite lateral ends)618处的两个肩部616。肩部616限定凹穴302中与上部内表面 310相对的下部内表面620。两个肩部616通过空腔622彼此隔开。当阻尼嵌件308设置在凹穴302中时，凸耳612的界面614与肩部616 的表面620接合，并且主要部分610延伸到空腔622中。凸耳612和肩部616之间的接合可防止阻尼嵌件308围绕中心轴线604旋转360 度，从而使阻尼嵌件308所耗散的能量高于允许阻尼嵌件308围绕轴线604旋转时。此外，凹穴302的横向端618和/或肩部616提供有助于将阻尼嵌件308引向相邻盖罩218(如图5中所示)的轨道。
在图7所示的承载罩216的视图中，凹穴302的一部分和阻尼嵌件308的一端608的一部分以虚线示出，以相对于阻尼嵌件308的大小和形状示出凹穴302的形状和深度。例如，在一个实施例中，凹穴 302的上部内表面310在护罩216的远端224处朝向凹穴302的开口304倾斜。上部内表面310倾斜，使表面310至少部分地面对开口304。倾斜的上部内表面310在所示实施例中是具有线性斜率的大体平面 (如虚线所示)，但是替代实施例中的表面310可以是具有变化斜率的更弯曲形状。
上部内表面310朝向开口304倾斜，以便当阻尼嵌件308由于离心载荷而抵靠上部内表面310时，将阻尼嵌件308引向开口304。例如，阻尼嵌件308的弧形外表面606抵靠上部内表面310施加载荷。随着转子组件122(如图2中所示)的转速增加，阻尼嵌件308和上部内表面310之间的接触力增大，并且嵌件308的外表面606沿着倾斜的上部内表面310向开口304滑动(由于旋转引起的离心力)。转子组件122的转速影响阻尼嵌件308与承载罩216之间的接触力，并因此影响能量耗散。由于倾斜的上部内表面310引导阻尼嵌件308与相邻盖罩218(如图5中所示)接合，转子组件122的转速也影响阻尼嵌件308与盖罩218之间的接触力和能量耗散。阻尼嵌件308的质量是影响接触力和能量耗散的另一个因素。
凹穴302在上部内表面310与下部内表面620之间延伸高度702。在所示实施例中，上部内表面310相对于下部内表面620成角度，使得凹穴302的高度702随着从开口304进入承载罩216到凹穴302的最内端704的深度增加而减小。凹穴302的尺寸设置成至少在凹穴302 的开口304处略大于阻尼嵌件308，使得形成允许阻尼嵌件308相对于护罩216移动的一个或多个间隙。
图8-10示出了根据替代实施例的转子组件122的截面图，其中具有不同形状的护罩阻尼嵌件定位在承载罩216与盖罩218之间。图8 示出了圆柱形阻尼嵌件350，图9示出了三角形阻尼嵌件360，并且图10示出了同时具有弧形和平面外表面的混合型阻尼嵌件(hybrid damping insert)370。图8-10所示的阻尼嵌件350、360、370可以替代图6和图7所示的阻尼嵌件308。类似于阻尼嵌件308，阻尼嵌件 350、360、370可以沿中心轴线604呈细长形。这些截面图中示出了阻尼嵌件350、360、370的截面形状，但未示出阻尼嵌件350、360、370沿对应中心轴线604的长度。
如上文参照图5所述的，凹穴302的上部内表面310相对于开口 304倾斜(例如成角度)，以将阻尼嵌件350从凹穴302内至少部分地进入护罩间隙402的凹入位置引导到与盖罩218的远端224邻接的接触位置。图8-10中的阻尼嵌件350、360、370均图示成处于接触位置。如图8中所示，离心力沿第一方向652对阻尼嵌件350施加力，并且上部内表面310沿第二方向654对阻尼嵌件350施加法向力 (normalforce)。这些力的组合使得阻尼嵌件350沿着进入护罩间隙 402中的合成方向656向盖罩218移动。
图8所示的阻尼嵌件350是具有圆形截面形状的圆柱形。阻尼嵌件350沿阻尼嵌件350的外周具有弧形外表面658。当阻尼嵌件350 相对于凹穴302移动时，所述弧形外表面658可沿上部内表面310和 /或盖罩218的远端224旋转或滚动(围绕轴线604)和/或滑动。图9 所示的阻尼嵌件360是具有三角形截面形状的三棱柱。阻尼嵌件360 沿嵌件360的外周具有三个平坦外表面362。所述平坦表面362可以沿上部内表面310和/或盖罩218的远端224滑动，而不允许嵌件360 旋转或滚动。尽管示出了三棱柱，但是其他实施例中的阻尼嵌件可以是具有三个以上平坦侧面的棱柱形，例如矩形棱柱。图10所示的阻尼嵌件370是同时具有弧形外表面372和平坦外表面374的混合型嵌件。在其他实施例中，其他形状的阻尼嵌件(以及护罩的其他形状的凹穴302)可以安装在护罩216的凹穴302中。
在一个或多个实施例中，转子组件122(如图2中所示)可以同时包括位于叶片124的承载罩216中的阻尼嵌件308和平台下方阻尼构件212(图2)。在替代实施例中，转子组件122包括阻尼嵌件308，但不包括平台下方阻尼构件212。
图11是示出多个不同的带护罩涡轮叶片的阻尼效果的比较图 800。y轴812表示Q值，该值是阻尼的倒数(inverse of damping)。 Q值随着距离原点813的距离的增大而增大。低Q值表示阻尼效果良好并且是期望的。x轴814表示相应叶片的振动级。随着与原点813的距离增大，振动程度或数量沿x轴814增加。三条曲线802、804 和806表示带护罩涡轮叶片。例如，第一曲线802表示包括轻护罩阻尼嵌件的带护罩叶片，并且第二曲线804表示包括重护罩阻尼嵌件的带护罩叶片。阻尼嵌件相对于彼此被称为轻和重，使得用在与第二曲线804相关联的带护罩叶片中的阻尼嵌件比用在与第一曲线802相关联的带护罩叶片中的阻尼嵌件重(例如，具有更大质量)。第三曲线 806表示不配备护罩阻尼嵌件的常规带护罩叶片。因此，第三曲线806 所表示的转子组件依赖于护罩与护罩的直接接合，而不使用本说明书中所述的带护罩阻尼嵌件。
如比较图800所示，前两个曲线802、804在低振动级下具有低Q 值，这意味着，所述轻的和重的护罩阻尼嵌件均能够在低振动级和低速下提供有效的阻尼。在表示不设护罩阻尼嵌件的公共叶片的第三曲线806中，振动级越低，Q值越大，这表示阻尼的效率低下。出现更大的振动级之前，第三曲线806不能实现有效阻尼(由低Q值表示)。常规带护罩叶片中所示出的这种低振动级下的不良阻尼可能归因于相邻叶片的相邻护罩之间存在高接触载荷。阻尼不足可能会导致叶片损坏。轻阻尼嵌件和重阻尼嵌件在直到(up to)与高叶片损坏风险对应的振动级816的振动级为止，均表现出有效的阻尼性能。如图11 所示，重阻尼嵌件804在接近叶片故障等级816的较高振动级下的阻尼性能略优于轻阻尼嵌件802(因为804的Q级值低于802的Q级值)。在从原点813到叶片故障级816的整个振动范围内，轻、重阻尼嵌件(例如，曲线802、804)的阻尼效率均高于常规带护罩叶片(例如曲线806)。例如，常规带护罩叶片仅在相对较高振动级下表现出有效阻尼。
图12示出了根据一个实施例的用于为转子组件提供阻尼嵌件的方法900的流程图。方法900可用于制造转子组件和/或改装转子组件以包括本说明书所述护罩阻尼嵌件的一个或多个实施例。所述转子组件可以安装在燃气涡轮发动机、涡轮增压器或其他装置内。在902处，在转子组件的叶片的承载罩中形成凹穴。所述凹穴通过相对于所述叶片的所述承载罩远端处的开口而形成到所述承载罩中。在一个实施例中，可以获得现有转子组件的叶片，例如通过将所述叶片从转子组件的转子盘拆除。然后作为改装过程，在叶片的承载罩的远端中切割出所述凹穴。或者，所述叶片可以构造成包括所述凹穴。例如，可以采用具有某个形状的模具来铸造所述叶片，使得当从所述模具脱除时，一个护罩包括所述凹穴。在另一个示例中，可以先铸造叶片，然后随后将其加工成所述叶片以使叶片中形成所述凹穴。在另一些的示例中，可以通过3D打印、锻造等形成叶片，以使其包括所述凹穴。
在一个实施例中，所述凹穴包括上部内表面，所述上部内表面朝向位于所述承载罩的远端处的开口倾斜。响应于转子组件转速大于阈值嵌件接合速度，所述上部内表面构造成引导所述凹穴内的阻尼嵌件相对于所述凹穴移动并且至少部分通过所述开口，以与转子组件中的相邻叶片的盖罩邻接。
在904中，通过所述开口将阻尼嵌件插入所述承载罩中的所述凹穴中。所述阻尼嵌件比所述凹穴小，并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件构造成在转子组件的旋转期间抑制转子组件系统中的所述叶片和相邻叶片的振动。在一个实施例中，阻尼嵌件具有沿中心轴线呈细长状的销状主体。所述阻尼嵌件定位在所述凹穴内，使得中心轴线大体平行于承载罩远端处的边缘表面。凹穴的开口沿边缘表面限定。
在906处，将叶片安装到转子组件的转子盘，使得叶片从转子盘的外周径向延伸。例如，叶片的安装段可以沿平行于转子盘的旋转轴线的方向轴向滑动到转子盘的支撑槽中。在一个实施例中，在将叶片安装到转子盘之前，将阻尼嵌件装载到叶片承载罩的凹穴中。在替代实施例中，将叶片安装到转子盘上，然后将阻尼嵌件装载到承载罩的凹穴中。
在908时，将相邻叶片安装到转子盘。相邻叶片的护罩(例如，盖罩)可在转子组件的旋转期间阻止阻尼嵌件离开叶片的凹穴。在一个实施例中，在相邻叶片之前将具有阻尼嵌件的叶片安装到转子盘，但是在替代实施例中，在安装相邻叶片之后再安装所述具有阻尼嵌件的叶片。所述阻尼嵌件构造成通过与所述凹穴内的上部内表面接合来抑制叶片的振动。所述阻尼嵌件还构造成通过与相邻叶片的盖罩的远端接合来抑制相邻叶片的振动。所述凹穴中的所述阻尼嵌件施加在相邻叶片盖罩的所述远端上的接触力是基于转子组件的转速的。
图13是根据替代实施例的转子组件122(如图2中所示)的叶片 124的透视图。叶片124的翼型件200从平台206延伸到远侧尖端204。翼型件200包括第一组502中跨护罩和第二组502尖端护罩。尖端护罩包括位于远侧尖端204处的承载罩216B和盖罩218B。所述尖端护罩216B、218B可以具有与中跨护罩216A、218A类似的功能。例如，第二组504中的承载罩216B可以承载在护罩216B的空腔内自由浮动的阻尼嵌件506。阻尼嵌件506可以构造成与转子组件122中的相邻叶片124的盖罩218B接合，以抑制叶片124的振动。阻尼嵌件506 的尺寸和重量可以小于第一组502中跨护罩的承载罩216A内的阻尼嵌件308。尽管所示实施例中的叶片124包括两组502、504护罩，每组均包括用于耗散振动的关联阻尼嵌件308、506，但是在其他实施例中，护罩组502、504中只有一组包括阻尼嵌件。例如，第一组502 中跨护罩可以包括阻尼嵌件308，而第二组504尖端护罩不包括阻尼嵌件506。相反，第二组504尖端护罩可以包括阻尼嵌件506，而第一组502中跨护罩不包括阻尼嵌件308。因此，叶片124可以包括多组护罩，并且其中的一些组可以视情况是不包括本说明书中所述的位于护罩凹穴内的阻尼嵌件的常规护罩。
在一个实施例中，提供了一种转子组件，所述转子组件包括多个叶片和阻尼嵌件。叶片安装到转子盘并且沿着转子盘的外周隔开。所述叶片具有从转子盘延伸的翼型件。所述叶片包括沿大体相反的方向从相应翼型件延伸到相应远端的承载罩和盖罩。所述承载罩限定凹穴，所述凹穴从位于所述承载罩远端处的开口延伸到所述承载罩中。所述承载罩的远端设置成至少靠近相邻叶片的盖罩的远端。所述阻尼嵌件设置在所述叶片的承载罩的凹穴中并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件构造成通过与所述承载罩的相应凹穴内的内表面接合并与相邻叶片的所述盖罩的远端接合而在所述叶片和转子盘的旋转期间抑制所述叶片的振动。每个阻尼嵌件施加在相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力基于所述叶片和转子盘的转速。
视情况而定，与阻尼嵌件接合的相应凹穴内的内表面相对于相应承载罩远端处的开口成角度倾斜，使得所述内表面至少部分地面向所述开口。每个阻尼嵌件施加在相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力基于对应凹穴内的内表面相对于凹穴开口的角度。
视情况而定，阻尼嵌件具有外表面，该外表面基于叶片和转子盘的转速沿从所述凹穴朝向开口的方向与相应凹穴的倾斜内表面接合并且沿其移动。所述阻尼嵌件构造成在盖罩上施加接触力，并且在相应凹穴内的倾斜内表面上施加不同的接触力，以抑制叶片的振动。
视情况而定，每个阻尼嵌件施加在相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力与相应阻尼嵌件的质量成比例。
视情况而定，所述承载罩的所述凹穴的形状构造成响应于所述叶片和所述转子盘以超过阈值嵌件接合速度的转速旋转，引导其中的相应阻尼嵌件相对于所述承载罩朝向相邻叶片的盖罩，从与相邻叶片的盖罩隔开的凹入位置移动到与相邻叶片的盖罩的远端邻接的接触位置。
视情况而定，在叶片和转子盘旋转期间，相邻叶片的盖罩的远端可阻止相应凹穴中的每个阻尼嵌件离开所述凹穴。
视情况而定，公共叶片的承载罩和盖罩是沿翼型件长度位于叶片翼型件的中间区域中的中跨护罩。
视情况而定，叶片翼型件从转子盘延伸到翼型件的相应远端。普通或常见叶片的所述承载罩和盖罩可限定位于翼型件远端处的尖端护罩。
视情况而定，所述凹穴包括位于相应凹穴内的上部内表面和相对的下部内表面。所述凹穴在上部内表面与下部内表面之间延伸某个高度。所述凹穴内的上部内表面相对于下部内表面成角度，使得随着从凹穴开口进入承载罩中的深度增加，所述凹穴的高度减小。
视情况而定，所述凹穴的开口沿承载罩远端处的相应边缘表面限定。所述阻尼嵌件沿中心轴线呈细长状，并且容纳在承载罩的相应凹穴中，使得中心轴线大体平行于相应承载罩的边缘表面。
视情况而定，所述阻尼嵌件具有位于两端之间沿中心轴线呈细长状的销状主体。所述主体包括主要部分和两个凸耳。每个凸耳沿中心轴线从主要部分延伸到两个端部中的不同一端。所述凸耳均具有相应的平坦界面，所述平坦界面构造成与凹穴内的承载罩的对应肩部接合，以防止阻尼嵌件在凹穴内围绕中心轴线旋转360度。
视情况而定，当叶片和转子盘以操作速度旋转时，一个叶片的承载罩的远端与相邻叶片的盖罩的远端以护罩间隙隔开。在操作速度下，设置在承载罩的凹穴中的阻尼嵌件构造成从凹穴的开口突出穿过护罩间隙以与盖罩的远端接合。
视情况而定，响应于叶片和转子盘的转速超出阈值锁定速度，一个叶片的承载罩的远端与相邻叶片的盖罩的远端接合。设置在承载罩的凹穴中的阻尼嵌件构造成响应于叶片和转子盘的转速超出低于锁定速度的阈值嵌件接合速度，从凹穴的开口突出以与盖罩的远端接合。
在另一个实施例中，一种方法包括在转子组件的叶片的承载罩中形成凹穴。所述凹穴通过相对于所述叶片的所述承载罩远端处的开口而形成到所述承载罩中。所述凹穴包括位于所述凹穴内的上部内表面，所述上部内表面朝向所述承载罩的所述远端处的所述开口倾斜。所述方法还包括通过所述开口将阻尼嵌件插入所述承载罩中的所述凹穴中。所述阻尼嵌件的大小设置成小于所述凹穴的大小，并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件在所述叶片的旋转期间插入所述凹穴中以抑制所述叶片和转子组件的相邻叶片的振动。所述阻尼嵌件通过与所述凹穴内的所述上部内表面接合并与相邻叶片盖罩的远端接合而抑制所述振动，所述相邻叶片盖罩的远端设置成至少靠近所述叶片的所述承载罩的所述远端。所述凹穴中的所述阻尼嵌件施加在相邻叶片盖罩的所述远端上的接触力基于所述叶片的转速。
视情况而定，所述凹穴成形为响应于叶片转速超过阈值转速，使上部内表面引导相应阻尼嵌件相对于所述承载罩朝向相邻叶片的盖罩，从与所述盖罩的远端隔开的凹入位置移动到与所述盖罩的远端邻接的接触位置。
视情况而定，所述方法还包括将叶片安装到转子盘，使得叶片从转子盘的外周延伸。在将阻尼嵌件插入叶片承载罩中的凹穴中之后，所述方法还包括将相邻叶片安装到转子盘，使得相邻叶片的盖罩可在叶片和转子盘的旋转期间阻止阻尼嵌件离开叶片的凹穴。
视情况而定，所述阻尼嵌件具有沿中心轴线呈细长状的销状主体。所述阻尼嵌件插入所述承载罩的凹穴内，使得中心轴线大体平行于承载罩远端处的边缘表面。凹穴的开口沿边缘表面限定。
在另一个实施例中，一种转子组件包括多个叶片和阻尼嵌件。所述叶片安装到转子盘并且沿着转子盘的外周隔开。所述叶片具有从转子盘延伸的翼型件。所述叶片包括沿大体相反的方向从相应翼型件延伸到相应远端的承载罩和盖罩。所述承载罩限定凹穴，所述凹穴从位于所述承载罩远端处的开口延伸到所述承载罩中。所述凹穴包括上部内表面，所述上部内表面以某个角度向相应承载罩的开口倾斜，使得所述上部内表面至少部分地面向所述开口。所述承载罩的远端设置成至少靠近相邻叶片的盖罩的远端。所述阻尼嵌件设置在所述叶片的承载罩的凹穴中并且在所述凹穴内自由浮动。所述阻尼嵌件构造成在所述叶片和转子盘旋转期间与相应凹穴内的上部内表面接合，以抑制所述叶片的振动。响应于所述叶片和所述转子盘以超过阈值嵌件接合速度的转速旋转，所述凹穴内的所述上部内表面倾斜以引导其中的相应阻尼嵌件相对于所述凹穴朝向相邻叶片的盖罩，从与相邻叶片的盖罩隔开的凹入位置向移动到与相邻叶片的盖罩的远端邻接的接触位置。
视情况而定，每个阻尼嵌件施加在相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力基于所述叶片和转子盘的转速以及上部内表面的角度。
视情况而定，所述凹穴的开口沿承载罩远端处的相应边缘表面限定。所述阻尼嵌件沿中心轴线呈细长状，并且容纳在承载罩的相应凹穴中，使得中心轴线大体平行于相应承载罩的边缘表面。
应了解，上述说明旨在说明而非限定。例如，上述实施例(和/ 或其方面)可以彼此结合使用。另外，在不脱离本实用新型主题范围的情况下，可作出许多修改来使特定的情况或材料适于本实用新型主题的教示。尽管本说明书中所述材料的尺寸和类型旨在限定本实用新型主题的参数，但是它们绝不是限制性的而是示例性实施例。阅读以上描述时，所属领域中的普通技术人员将了解到许多其他实施例。因此，应参照所附权利要求书以及这些权利要求有权要求的等效物的完整范围来确定本实用新型主题的范围。在所附权利要求书中，术语“包括(including)”和“其中(in which)”用作相应术语“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的简明英语等效物。此外，在随附权利要求书中，“第一”、“第二”、“第三”等术语仅用作标签，并不用于对相应对象做出数值要求。此外，随附权利要求书中的限制并非以装置加功能的方式撰写，并且并不旨在基于《美国法典》第35编第112(f) 条来解释，除非且直到此类权利要求限制明确使用词语“装置用于”，后跟不含进一步结构的功能说明。
本说明书使用各个实例来公开本实用新型主题的若干实施例，并且也使得所属领域普通技术人员能够实践本实用新型主题的实施例，包括制造和使用任何装置或系统以及执行所涵盖的任何方法。本实用新型主题的可取得专利范围由权利要求限定，并且可包括所属领域普通技术人员想到的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也应在权利要求书的覆盖范围内。
当结合附图阅读时，将更好地理解上文对本实用新型主题的某些实施例的描述。多个实施例并不限于附图中示出的装置和工具。
如本说明书中所使用，除非明确排除，否则以单数形式表示并前跟字词“一个”或“一种”的元件或步骤应理解为不排除多个所述元件或步骤。此外，并不期望将对本实用新型主题的“一个实施例”的参考解释为排除同样结合所列举的特征的另外的实施例的存在。此外，除非明确指出相反情况，否则“包含”、“包括”或“拥有”具有特定性质的某个元件或多个元件的实施例可包括不具有所述性质的其他此类元件。

Claims (16)

1.一种转子组件，所述转子组件包括：
多个叶片，所述多个叶片安装到转子盘并且沿所述转子盘的外周隔开，其中所述叶片具有从所述转子盘延伸的翼型件，所述叶片包括从相应翼型件沿大体相反方向延伸到相应远端的承载罩和盖罩，所述承载罩限定从其远端处的开口延伸到所述承载罩中的凹穴，所述承载罩的所述远端设置在至少靠近相邻叶片的所述盖罩的所述远端处；以及
阻尼嵌件，所述阻尼嵌件设置在所述叶片的承载罩的所述凹穴中并且在所述凹穴内自由浮动，所述阻尼嵌件构造成通过与所述承载罩的相应凹穴内的内表面接合并与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端接合而在所述叶片和所述转子盘的旋转期间抑制所述叶片的振动，
其中每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力是基于所述叶片和所述转子盘的转速的。
2.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，与所述阻尼嵌件接合的所述相应凹穴内的所述内表面向相应承载罩的所述远端处的所述开口倾斜成一角度，使得所述内表面至少部分面向所述开口，其中由每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的所述接触力也基于所述相应凹穴内的所述内表面相对于所述凹穴的所述开口的角度。
3.根据权利要求2所述的转子组件，其特征在于，所述阻尼嵌件具有外表面，所述外表面基于所述叶片和所述转子盘的所述转速接合所述相应凹穴的倾斜内表面并且沿所述倾斜内表面从所述凹穴朝向所述开口移动，所述阻尼嵌件构造成在所述盖罩上施加所述接触力，并且在所述相应凹穴内的所述倾斜内表面上施加不同的接触力，以抑制所述叶片的振动。
4.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的所述接触力与相应阻尼嵌件的质量成比例。
5.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述承载罩的所述凹穴成形成响应于所述叶片和所述转子盘以超过阈值嵌件接合速度的转速旋转，引导其中的所述相应阻尼嵌件相对于所述承载罩朝向所述相邻叶片的所述盖罩移动，以从与所述相邻叶片的所述盖罩隔开的凹入位置移动到与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端邻接的接触位置。
6.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，在所述叶片和所述转子盘旋转期间，所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端阻止所述相应凹穴中的每个阻尼嵌件离开所述凹穴。
7.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，一个常见叶片的所述承载罩和所述盖罩是沿所述翼型件的长度位于所述叶片的所述翼型件的中间区域中的中跨护罩。
8.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述多个叶片的所述多个翼型件从所述转子盘延伸到所述翼型件的相应远侧尖端，一个常见叶片的所述承载罩和所述盖罩限定位于所述翼型件的所述远侧尖端处的尖端护罩。
9.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述凹穴包括相应凹穴内的上部内表面和相对的下部内表面，所述凹穴在所述上部内表面与所述下部内表面之间延伸一高度，所述凹穴内的所述上部内表面相对于所述下部内表面成角度，使得随着从凹穴的所述开口进入所述承载罩的深度增加，所述凹穴的所述高度减小。
10.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述凹穴的所述开口沿位于所述承载罩的所述远端处的相应边缘表面限定，所述阻尼嵌件沿中心轴线呈细长状并且容纳在所述承载罩的所述相应凹穴中，使得所述中心轴线大体平行于所述相应承载罩的所述边缘表面。
11.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，所述阻尼嵌件具有位于两个端部之间沿中心轴线呈细长状的销状主体，所述主体包括主要部分和两个凸耳，每个凸耳沿所述中心轴线从所述主要部分延伸到所述两个端部中的不同一端，所述凸耳均具有相应平坦界面，所述相应平坦界面构造成与所述凹穴内的所述承载罩的相应肩部接合，以防止所述阻尼嵌件围绕所述凹穴内的所述中心轴线旋转360度。
12.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，当所述叶片和所述转子盘以操作速度旋转时，一个叶片的所述承载罩的所述远端与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端由护罩间隙分离，其中在所述操作速度下，设置在所述承载罩的所述凹穴中的所述阻尼嵌件构造成从所述凹穴的所述开口突出，越过所述护罩间隙以与所述盖罩的所述远端接合。
13.根据权利要求1所述的转子组件，其特征在于，一个叶片的所述承载罩的所述远端响应于所述叶片和所述转子盘的所述转速超出阈值锁定速度而与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端接合，其中设置在所述承载罩的所述凹穴中的所述阻尼嵌件构造成响应于所述叶片和所述转子盘的所述转速超出低于所述阈值锁定速度的阈值嵌件接合速度而从所述凹穴的所述开口突出以与所述盖罩的所述远端接合。
14.一种转子组件，所述转子组件包括：
多个叶片，所述多个叶片安装到转子盘并且沿所述转子盘的外周隔开，其中所述叶片具有从所述转子盘延伸的翼型件，所述叶片包括沿大体相反方向从相应翼型件延伸到相应远端的承载罩和盖罩，所述承载罩限定从其远端处的开口延伸到所述承载罩中的凹穴，所述凹穴包括上部内表面，所述上部内表面成角度地向相应承载罩的所述开口倾斜，使得所述上部内表面至少部分面向所述开口，所述承载罩的所述远端至少靠近相邻叶片的所述盖罩的所述远端；以及
阻尼嵌件，所述阻尼嵌件设置在所述叶片的所述承载罩的所述凹穴中并在所述凹穴内自由浮动，所述阻尼嵌件构造成在所述叶片和所述转子盘的旋转期间与相应凹穴内的所述上部内表面接合，以抑制所述叶片的振动，
其中所述凹穴内的所述上部内表面倾斜，以响应于所述叶片和所述转子盘以超过阈值嵌件接合速度的转速旋转，引导其中的相应阻尼嵌件相对于所述凹穴朝向所述相邻叶片的所述盖罩移动，以从与所述相邻叶片的所述盖罩隔开的凹入位置移动到与所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端邻接的接触位置。
15.根据权利要求14所述的转子组件，其特征在于，每个阻尼嵌件施加在所述相邻叶片的所述盖罩的所述远端上的接触力基于所述叶片和转子盘的所述转速以及所述上部内表面的所述角度。
16.根据权利要求14所述的转子组件，其特征在于，所述凹穴的所述开口沿位于所述承载罩的所述远端处的相应边缘表面限定，所述阻尼嵌件沿中心轴线呈细长状并且容纳在所述承载罩的所述相应凹穴中，使得所述中心轴线大体平行于所述相应承载罩的所述边缘表面。
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