JP3974385B2 - ロータへの羽根の固定部の寿命を延ばすための方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータへの羽根の固定部、とりわけその寿命を延ばすための方法に関するものであり、この方法は、「超音波式」と呼ばれるショットピーニング（ｇｒｅｎａｉｌｌａｇｅ）技術の独有の形態を利用する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機用のターボジェットエンジンにおいては、羽根付きロータは、従来は、リムで構成され、そのリムの周囲には、取外し可能な複数の羽根が取付けられる。その取付け装置を、本明細書では「羽根の固定部（ａｔｔａｃｈｅ ｄ’ａｕｂｅ）」と呼ぶ。この装置は、リムに機械加工されたあり継ぎ（ｑｕｅｕｅ ｄ’ａｒｏｎｄｅ）型の溝と、羽根の底部に機械加工された同じくあり継ぎ型の脚を有し、その組立ては、溝の中に脚を嵌め込むことで行われる。「モミの根元形（ｅｎ ｐｉｅｄ ｄｅ ｓａｐｉｎ）」と呼ばれるより洗練された形状では、あり継ぎは、サイズが次第に小さくなる複数の「球根状の部材（ｂｕｌｂｅ）」、通常は３つの球根状の部材を有し、各球根状の部材は、別々にあり継ぎの機能を果たす。以下においては、それら２つの形状の固定部は、区別せずに「あり継ぎ」と呼ばれる。羽根の脚は、限定された間隙をともなうスライドによって溝の中に嵌め込まれ、次に、それらの脚は、さまざまな鎖錠手段によって間隙をもたずに固定される。溝および羽根の脚は、応力がきわめて集中する場所であり、そのことから、それらの製作はとりわけ慎重に行われる。ターボジェットエンジンのロータは通常、スチール、チタン合金、あるいは、ニッケルまたはクロムを主成分とする超合金製である。
【０００３】
通常、ロータは、圧縮空気式の１つまたは複数のノズルを用いて、硬質材料の小さい球を噴射することによるショットピーニングの対象となる。このショットピーニングは、結果的に、十分の数ミリメートル深さでロータの表面に圧縮プレストレス（ｐｒｅｃｏｎｔｒａｉｎｔｅ ｄｅ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）を生成し、このプレストレスは、大きな応力による亀裂の発生を遅らせ、その結果ロータの寿命が延びる。必要な場合によっては、ショットピーニングに先立って、処理される部品内に残された残留応力を解放するために、その部品の熱処理が行われる。部品の特定の部分にはショットピーニングを施してはならない場合には、それらの部分は、通常、球の衝撃に耐えるのに十分な硬度を有するエラストマのような材料をコーティングすることによって保護される。
【０００４】
およそＦ１５ＡからＦ１７Ａと、アルメン（Ａｌｍｅｎ）強度が大きく、およそ９００ＭＰａから１１００ＭＰａ（メガパスカル）の圧縮プレストレスをロータの表面に生成することができるショットピーニングが望ましく、それらロータは通常、スチール、チタン合金、あるいはニッケルまたはクロムを主成分とする超合金でできている。残念なことに、このようなショットピーニングは、処理された表面の粗さをいちじるしく増大させるので、相互接触における溝と羽根の脚の表面の振動摩擦による摩耗に対する耐性は低くなってしまう。
【０００５】
小さい球の噴射による強いショットピーニングを受けた表面の粗さがこのように大きくなることは、以下のようなさまざまな資料によって証明されている。
【０００６】
特許ＥＰ ０９２２５３２の［０００５］段落の第１欄３３行目から３８行目。提案されている解決策の１つは、ショットピーニングのカバー率（ｔａｕｘ ｄｅ ｒｅｃｏｕｖｒｅｍｅｎｔ）と強度を小さくすることである。［０００６］段落の３９行目から４０行目。この同じ特許の４１行目には、それによって、部品の寿命が縮まる恐れがあると記載されている。
【０００７】
雑誌「Ｓｏｕｄｅｒ（溶接）」１９９８年９月第５号、論文「Ｌｅ ｐｒｉｎｃｉｐｅ ｄｕ ｃｈｏｃ ｌａｓｅｒ ｅｔ ｓｅｓ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ａｕ ｔｒａｉｔｅｍｅｎｔ ｄｅｓ ｍａｔｅｒｉａｘ．（レーザショックの原理と材料処理へのその適用）」では、「レーザショック方式」と呼ばれるショットピーニングと、従来のショットピーニングとの比較を行い、１３ページの最終段落前には、従来のショットピーニングが、小さな球の衝撃によって生じ、粗さを増大させる微小クレータを生成することが記載されている。１４ページの第１の表によって示された例によれば、機械加工された表面の粗さ（Ｒａ）は、強いショットピーニング後に２．３μｍから５．５μｍまで増大することもある。
【０００８】
ＣＥＴＩＭによって１９９２年に刊行された論文「Ｌｅ ｇｒｅｎａｉｌｌａｇｅ ｄｅ ｐｒｅｃｏｎｔｒａｉｎｔｅ．（プレストレス型ショットピーニング）」の１０５ページから１２３ページには、フランスのサンリスで１９９１年９月２５から２６日に行われた全国会議が報告されている。この論文の１０８ページの最終段落前には、機械加工された表面のショットピーニングによって、粗さの値が大きくなることが示されている。同論文の同ページの最終段落には、強度が小さくなる数回のパスによるショットピーニングを行うことによって、粗さを減少させることができると明示されている。当初、強いショットピーニングが粗さを増大させ、続いてショットピーニングを次第に軽くすると、ショットピーニングされた表面が均等になり、粗さも小さくなる。しかしながらこの解決策は、長時間が要するという欠点を有する。なぜなら、数回のショットピーニングが必要となり、最初のショットピーニングは、ショットピーニングされた表面にプレストレスを加え、続くショットピーニングは、最初のショットピーニング中に現われる粗さを次第に減少させるという段階を経るからである。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
解決すべき問題は、疲労耐性と同時に、羽根の固定部のレベルでロータの振動摩擦に対する耐性を増大させることにあり、この増大は、ロータの製造時間とコストの著しい増大を引き起こしてはならない。
【００１０】
球の噴射によるショットピーニングは、現在、「超音波式」と呼ばれる新しい形態が知られているが、ここでは、球は、もはや圧縮空気式ジェットノズルによっては噴射されず、およそ２０キロヘルツから６０キロヘルツの周波数で振動するソノトロード（ｓｏｎｏｔｒｏｄｅ）の表面にこれらの球を衝突させることによって噴射され、球は、エンクロージャ内に保持され、ショットピーニングされる部品は、その寸法にしたがってエンクロージャ内に入れられる、またはそのエンクロージャの開口部の前に置かれる。
【００１１】
特許ＦＲ ２７４３７４２によれば、器具の一部への被覆部の固定を促進させるために、器具の表面にあらかじめつくられる微小空洞を減少させることができる、料理道具への超音波式ショットピーニングの適用方法が知られている。この特許は５ページの３２行目に、料理道具はアルミニウムでできていることが記載されている。この材料は柔らかく、そのプレストレス負荷は１５０ＭＰａから２００ＭＰａを超えないことが知られている。この値は、９００ＭＰａから１１００ＰＭａという、必要とされるプレストレス負荷よりはるかに小さい。この特許はまた、１ページ目の３１行目に、得られた表面は滑らかであると記しているが、５ページ目の１４行目には、ショットピーニングまたは「ブラスト（ｂｉｌｌａｇｅ）」は、０．５秒から５秒間続くと明記されている。したがって、柔らかい材料についてであったとしても、そこでは、航空部品に対して行われる圧縮プレストレス負荷による強いショットピーニングとは無関係の表面仕上げによる非常に軽いショットピーニングが対象となり、航空部品の表面は、少なくとも４分から１０分間ショットピーニングが施されなければならない。したがって、この特許は、解決すべき問題への解決策とはならない。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ロータ上への羽根の固定部の寿命を延ばすための方法であって、ロータはリムを有し、そのリムの周囲には複数の取外し可能な羽根が固定され、羽根の固定部は２つの構成部品を備え、それら構成部品のいずれか一方は、ロータの周囲に配置されたあり継ぎ型の溝であり、他方の構成部品は、羽根上に備えられた脚であり、その脚は、溝に対して補足的な形状を有し、脚は、ロータ上に羽根の固定部を生成することができるように、溝の中に嵌め込まれることができ、少なくとも一方の構成部品は、その表面に圧縮プレストレスを生成することができるように、球の噴射によってショットピーニングされる方法を提案する。
【００１３】
このような方法は、ショットピーニングが「超音波式」と呼ばれる方法によって行われ、球が、振動を加えられるソノトロードの衝突によって噴射され、さらに、球がエンクロージャの中に含まれ、エンクロージャの内部で霧を形成し、ショットピーニングされる構成要素は、球の霧（ｂｒｏｕｉｌｌａｒｄ ｄｅ ｂｉｌｌｅ）と接触するように導かれ、さらにショットピーニングが、Ｆ８Ａ以上のアルメン指数で実施される点が注目される。
【００１４】
本発明者は、超音波による強いショットピーニングが、圧縮空気によるジェットノズルを利用する従来のショットピーニングとは反対に、処理される部品の粗さをわずかにしか増大させないことを見出した。このようにして、本発明は、振動摩擦による摩耗へのすぐれた耐性を保持することによって、羽根の固定部の疲労耐性を増大させるためにこの意外な特性を利用する。
【００１５】
本発明の利点はまた、羽根の固定部の振動摩擦による摩耗耐性を増大させることにある。なぜなら、羽根の固定部の構成部品の表面の大きい圧縮プレストレス負荷が、冷間加工による硬化を引き起こすからである。
【００１６】
有利には、０．８ｍｍ以上の直径を有する球を使用することによって、ショットピーニングの効率が改善され、処理された部品の粗さが安定し、さらには減少する。
【００１７】
有利には、圧縮プレストレスは５００ＭＰａ以上となる。
【００１８】
この方法の独自の実施形態においては、本発明は、羽根付きロータのリム上の「軸方向」と呼ばれる溝への適用を提案する。
【００１９】
この方法の他の独自の実施形態においては、本発明は、羽根付きロータのリム上の「環状」と呼ばれる溝への適用を提案する。
【００２０】
この方法の他の独自の実施形態においては、本発明は、羽根の脚への適用を提案する。
【００２１】
超音波式ショットピーニングの特性の詳細な説明と、羽根の固定部への３つの適用例と、添付の図面を参照して、本発明がよりよく理解され、その利点がより明らかになるだろう。
【００２２】
【発明の実施の形態】
試験によって、強度の大きい「超音波式」と呼ばれるショットピーニングは、圧縮空気のジェットノズルを用いた球の噴射による従来のショットピーニングとは反対に、処理された表面の粗さを著しく増大させないことがわかった。以下の表は、ニッケル−クロムを主成分とした耐熱超合金でできた部品上で行われたいくつかの比較結果を示している。
【００２３】
− １行目は、ショットピーニング前に測定した粗さ（Ｒａ）を示している。
【００２４】
− ２行目は、Ｆ１７Ａに等しいアルメン指数（ｄ’ｉｎｄｉｃｅ Ａｌｍｅｎ）をもつ従来の強いショットピーニングと、１０００ＭＰａにまで達するショットピーニングされた表面の下へのプレストレス負荷との後に、これら同じ表面について測定された粗さ（Ｒａ）を示している。
【００２５】
− ３行目は、１０００ＭＰａに達する表面の下へのプレストレス負荷とともに、Ｆ１７Ａに等しいアルメン指数を有する先の例と同等の超音波式ショットピーニング後に、その同じ表面で測定された粗さ（Ｒａ）を示している。
【００２６】
【表１】

第１欄に示された第１の例においては、粗さＲａ＝０．２７μｍでフライスによって機械加工された表面Ｎｏ．１は、従来のショットピーニング後にはその粗さが１．６７μｍも増えるのに対して、ソノトロード（ｓｏｎｏｔｒｏｄｅ）と平行に配置されたこの表面Ｎｏ．１は、超音波式ショットピーニングによっては、その粗さは０．２μｍしか増えない。
【００２７】
第２欄に示された第２の例においては、Ｒａ＝０．９０μｍで旋盤によって機械加工された表面Ｎｏ．２は、従来のショットピーニング後にはその粗さが０．６３μｍも増えるのに対して、今度はソノトロードに垂直に配置されたこの表面Ｎｏ．２は、超音波によるショットピーニング後には、その粗さはほぼ変わらない。
【００２８】
処理された表面の粗さを著しく増大させることなく、強いショットピーニングを可能にする、超音波式ショットピーニングのこの注目される特性は、このように、図１を参照して説明することができるだろう。振動するソノトロードの衝突によって運動エネルギーを供給された球１は、ソノトロード自体の上、エンクロージャの壁面上、さらにショットピーニングを受けた部品２の表面３に跳ね返り、こうして、これらの球１は、０°から９０°までのほぼ均等な配分に従って、また何らかの方向に沿って、アトランダムの入射角αおよびβの角度で、この表面に跳ね返る。これらの条件において、
− この表面に対して垂直に近い角度αでショットピーニングされる表面に衝突する球１ａは、衝撃場所に、大きな圧縮プレストレスを生成するために効果的であり、しかしながら、それらの球は、衝撃を受けた表面３に凹凸を形成するビード５に取り囲まれたクレータ４を残す。
【００２９】
− 逆に、球１ｂは小さい角度βで表面３に衝撃を与える、すなわち、表面３をむしろシェービングし、ビード５の高さを平らにし、少なくとも部分的にクレータ４を吸収し、それらの球１ｂは、十分な圧縮プレストレス負荷を生成するためにはほとんど、あるいはまったく有効でないことは明らかである。シェービングするこれらの球の役割は、先の表によって確認される。というのも、表面Ｎｏ．２は、好ましくはシェービングする球を受取る。なぜなら、それは、ソノトロードに垂直な位置で超音波によってショットピーニングされるからであり、そのことから、粗さがそれほど増大しないことが説明される。
【００３０】
したがって、ショットピーニングされた表面３の粗さをそれほど増大させないショットピーニングは、処理される表面上で、この表面３に対する直角に近い入射角αでの球１ａの衝突と、この表面をシェービングする球１ｂの衝突を組み合わせることができなければならないということができる。直角に近い入射角αとは、４５°以上の角度αを意味し、衝突の効果は、この角度αが９０°に近づけば近づくほど大きくなる。シェービング入射角βとは、４５°未満、好ましくは、１５°から３０°の間の角度βを意味する。
【００３１】
本発明による強いショットピーニングはまた、１２０％から３００％までの「カバー（ｒｅｃｏｕｖｒｅｍｅｎｔ）」と呼ばれる率を前提とする、すなわち、ショットピーニングは、９８％の通常のカバー率を得るために必要な時間Ｔ１の１２０％から３００％に等しい時間Ｔ中に実施され、通常のカバー率は、衝突された表面とショットピーニングが行われる表面全体との比である。
【００３２】
反対に、従来のショットピーニングの場合には、球は、好ましい入射角および方向によってショットピーニングされる表面に衝突し、この入射角は、ショットピーニングされる表面にプレストレスを負荷するために十分なものでなければならない。そのことから、クレータの周りに形成されるビードは、平らにされておらず、反対に、×５０から×１００までの拡大率で、顕微鏡ではっきりと見ることができるような波状に集まろうとし、クレータ自体は、波に対してある程度垂直な畝状に集まろうとする。
【００３３】
超音波式ショットピーニングの大きな利点は、その実施が少量の球しか必要としない点にある。したがって、その場、スチールまたはセラミック製のころがり軸受用の球に匹敵する高品質の球を使用することができる。従来のショットピーニングとは反対に、
・これらの球は、完璧に球形であり、したがって、より良い表面状態をもたらし、
・これらの球は非常に硬いので割れず、したがって、ショットピーニングされた部品の表面状態を劣化させる恐れのある鋭角の稜部分も生じない。
【００３４】
次に、図２を参照する。羽根付きのロータは、幾何学的軸１１の周りの一般的な回転形を有するリム１０を備え、このリム１０は、周囲の表面１２によって外側に向って径方向に限定され、２つの側面１３によって側方に限定される。リム１０は、その周囲１２に、「軸方向」と呼ばれるほぼ長方形の複数の溝１４を備え、それらの溝の各々は、２つの側方開口部１６によって側方に延長された口１５を有し、この口１５は、その周囲１２に通じており、側方開口部１６は、側面１３に通じている。溝１４は、より狭い口１５を有する「あり継ぎ」と呼ばれるほぼ台形の断面を有する。これらの溝１４は、幾何学軸１１に平行または斜めにすることができる。それらは直線形または円弧形とすることもできる。
【００３５】
次に図３を参照する。この図では、羽根２０は、高方から低方に向って連続的に、その薄い翼部分２１と、羽根２０の各側に側方に延在する基面２２と、溝１４の形状と相補的なほぼ台形の脚２３とを備える。羽根２０は、その脚２３によって、限定された間隙とともに、溝１４内に嵌め込まれ、次に、脚２３は、ここには図示されていないさまざまな鎖錠手段によって、溝１４の中に固定される。脚２３は、口１５の後方に位置する２本の接触ライン２４にしたがって溝１４と接触し、その口１５より後退する。羽根２０の固定部分２６は、溝１４と脚２３とを備える。
【００３６】
ここで、図４と５を同時に参照しよう。ソノトロード３０は、溝１４の口１５内に入れることができる振動表面３１を有する。ソノトロード３０は、球１の直径より小さい間隙とともにスリーブ３２内にスライドする。口１５に対するソノトロード３０の球への密閉は、スリーブ３２によって確保することができる。ただし、好ましい実施形態においては、この密閉は、球１の直径より小さい間隙をともなう直線的な溝の場合には、たとえば長方形の口１５の形状と相補的な形状をソノトロード３０に与えることによってより簡単に確立される。スリーブ３２は、ソノトロード３０の両側に２つの閉鎖手段すなわち耳状部３３を支持し、これらの耳状部は、球１の直径以下の間隙で溝１４の開口部１６を覆うことができる。ソノトロード３０と耳状部３３が溝１４を閉鎖し、ショットピーニング中にその溝１４内に球を入れるために協働することがわかる。
【００３７】
このような装置によって、軸方向溝１４の超音波式ショットピーニング方法は以下の操作を含む。
【００３８】
− リム１０を、ソノトロード３０の上方で、幾何学軸１１に沿ってリム１０の回転によってソノトロード３０の上方に各溝１４を導くために適切な位置に配置する。
【００３９】
− ソノトロード３０上に、所定量の球１を配置し、ソノトロードは、振動表面３１の上方に、球１を入れることができる容器を構成するために、好ましくはスリーブ３２内に戻される。
【００４０】
− ソノトロード３０の上方に各溝１４を連続的に導くために、リム１０を回転させる。こうして、各溝１４は、以下の操作の対象となる。
【００４１】
− 耳状部３３で開口部１６を覆い、溝１４の口１５内にソノトロード３０を導く。この操作は、好ましくは、耳状部３３が開口部１６を覆うまで、ソノトロード３０とスリーブ３２を同時に上げることによって実施され、次に、ソノトロード３０は、口１５の中でだけ上げられ、そのことから、結果的に、溝１４の中に球１を導き、ソノトロード３０を作動位置に置くことができる。
【００４２】
− ソノトロード３０に振動を与えることによって、溝１４のショットピーニングを行う。
【００４３】
− ソノトロード３０を引抜く。
【００４４】
口１５自体の中にソノトロード３０の振動表面３１を導くことが有利であり、その振動表面３１は、ほぼ、この口の最も狭い断面のレベルにある。その結果、
− 溝１４の内部に生じる球１の霧の均等性と等方性が改善され、その結果、特に、口１５の後方で、さらにに後退した接触ライン２４上で、大きなプレストレス負荷と小さな粗さをよりよく組み合わせることができる。
【００４５】
− ショットピーニングから、口１５自体を保護する。この口１５は、凹凸を形成しているので、球１の衝突によって押しつぶされる恐れがあるからである。
【００４６】
ここで、図６を参照しよう。羽根付きロータは、この第２の実施形態においては、幾何学軸１１の周りに一般的回転形状を有するリム１０を有し、このリム１０は、環状周囲表面１２によって外側に向って径方向に限定される。リム１０は、この実施形態においては、その説明が同じになる、３つの環状溝１４を周囲１２に有する。各環状溝１４は、同じく環状で、周囲１２に通じる口１５を有する。各溝はまた、同じく周囲１２に通じる局所的な開口部１８を有し、この開口部１８は「局所的」と呼ばれる。この環状溝１４は、より狭い口１５をともなう「あり継ぎ」と呼ばれるほぼ台形の断面を有する。
【００４７】
ここで、図７を参照しよう。羽根２０は、この図で、連続的に高方から低方に向って、薄い翼２１と、羽根２０の両側に側方に延在する基面２２と、溝１４の形状と相補的なほぼ台形の形状の脚２３を有し、この例においては、脚２３は、翼２１に横方向に配置される。この図はまた、翼２１の断面２１ａを参考として示している。羽根２０は、限定された間隙とともに環状溝１４内にその脚２３によって嵌め込まれ、ここには図示されていない鎖錠手段によって固定される。各環状溝１４は、このようにして、複数の羽根２０を収納し、その脚２３は、図６では参照符号１８が付された局所的な開口部から差込まれ、スライドすることによって環状溝１４内の正しい位置に導かれる。脚２３は、口１５の後方に位置する、同じく環状の２本の接触ライン２４に沿って環状溝１４に接触する。羽根２０の固定部２６とはまた、環状溝１４と脚２３という意味である。
【００４８】
ここで、図８および９を同時に参照してみよう。ソノトロード３０は、溝１４の口１５内に入り込むことができる振動表面３１を有する。ソノトロード３０は、球１の直径より小さい間隙をともなうスリーブ３２内をスライドする。口１５に対するソノトロード３０の球に対する密閉は、スリーブまたは他の何らかの手段によって確立することができる。ただし、好ましい実施形態においては、この密閉は、ソノトロード３０に対して、球１の直径より小さい間隙で離れた口１５の幅と同じ幅を有する長方形断面を与えることによって、より簡単に確立される。スリーブ３２は、ソノトロード３０の両側で２つの耳状部３３を支持し、これらの耳状部は、球１の直径より小さな間隙をともない、環状溝１４内をスライドすることができる。ソノトロード３０と耳状部３３は、環状溝１４の一部分の内部に球１を入れるために、この溝１４の壁面に対して協働することがわかる。
【００４９】
このような装置によって、環状溝１４の超音波式ショットピーニング方法は、以下の操作を行う。
【００５０】
− リム１０を、ソノトロード３０の上方で、その幾何学軸１１に沿ったリム１０の回転によってソノトロード３０の上方に環状溝１４が次々に導かれるのに適切な位置に配置する。
【００５１】
− ソノトロード３０上に所定量の球１を配置する。ソノトロードは、振動表面３１の上方に、球１を入れることができる容器を構成することができるように、スリーブ３２内に戻されることが好ましい。
【００５２】
− ソノトロード３０の上方に局所的な開口部１８を向ける。
【００５３】
− 局所的開口部１８内にソノトロード３０と２つの耳状部３３を導き、ソノトロード３０は、口１５のレベルおよびその口１５と同一線上に置かれ、２つの耳状部３３は、ソノトロード３０の両側に、溝１４と同一線上に置かれる。
【００５４】
− ２つの耳状部３３とソノトロード３０が環状溝１４内に置かれると、リム１０を回転させ、ソノトロード３０を振動させる。
【００５５】
− 耳状部３３が、局所的な開口部１８内に再び出るとすぐにソノトロード３０を停止させる。
【００５６】
− ２つの耳状部３３とソノトロード３０が、局所的な開口部１８内に置かれると、リム１０の回転を停止させる。
【００５７】
ここで、図１０と１１を同時に参照しよう。羽根２０の脚２３をショットピーニングするために、底部４１が開口部４２を有するエンクロージャ４０が使用されるが、その開口部に、球１の直径より小さい間隙を有するソノトロード３０を通し、エンクロージャ４０は、好ましくは薄いフード４５によって覆われ、フード４５は、処理される脚２３に対して相補的な形状を有する複数の開口部４６を有し、フード４５とソノトロード３０との間の距離は、脚２３の底部２３ａが、ソノトロード３０に触れないように、脚２３の高さ以上とする。
【００５８】
このような装置を用いて、羽根２０の脚２３の超音波式ショットピーニング方法は、以下の操作を行う。
【００５９】
− エンクロージャ４０内に所定量の球１を投入する。
【００６０】
− フード４５の開口部４６内に脚２３を入れ、フード４５上に羽根２０を固定する。
【００６１】
− ショットピーニングを行うためにソノトロード３０を振動させる。
【００６２】
この方法の利点は、ショットピーニングされない羽根の部分、すなわち基面２２および翼２１の保護被覆によるコーティングをしないですみ、こうした保護は、フード、基面２２、さらにエンクロージャ４０の外側にあるフード４５の後方に留まる翼２１によって行われる。
【００６３】
有利にも、脚２３は、ソノトロード３０の振動表面３１の上方に位置決めされ、その結果、あらゆる脚２３の均等なショットピーニングを確立することができる。
【００６４】
さらに、有利には、羽根２０は、脚２３の底部２３ａに通じる冷却用空洞を有し、この底部２３ａは、球１の直径より小さいソノトロード３０からの距離で位置決めされ、その結果、冷却用空洞内に球１が入り込むのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 運動中の球の衝突作用を受ける材料の変形を表す図である。
【図２】 ロータのリムと、その周囲における「軸方向」と呼ばれる溝を表す図である。
【図３】 軸方向溝付きのリムへの羽根の取付け図である。
【図４】 軸方向溝の超音波によるショットピーニング方法の正面図であり、図５のＢに沿った断面図である。
【図５】 軸方向溝の超音波によるショットピーニング方法の断面図であり、図４のＡに沿った断面図である。
【図６】 「環状」と呼ばれる溝付きロータのリムを表す図である。
【図７】 環状溝付きのリムへの羽根の取付け図である。
【図８】 環状溝の超音波式ショットピーニング方法の正面図であり、図９のＤに沿った断面図である。
【図９】 環状溝の超音波式ショットピーニング方法の断面図であり、図８のＣに沿った断面図である。
【図１０】 羽根の脚の超音波式ショットピーニング方法の正面図であり、図１１のＥに沿った断面図である。
【図１１】 羽根の脚の超音波式ショットピーニング方法の上面図である。
【符号の説明】
１ 球
１０ リム
１１ 幾何学軸
１２ 周囲表面
１３ 側面
１４ 軸方向溝
１５ 口
１６ 側方開口部
１８ 局所的開口部
２０ 羽根
２１ 翼
２２ 基面
２３ 脚
２３ａ 脚の底部
２４ 接触ライン
２６ 固定部品
３０ ソノトロード
３１ 振動表面
３２ スリーブ
３３ 耳状部
４０ エンクロージャ
４１ 底部
４２、４６ 開口部
４５ フード

Claims (8)

1. ロータへの羽根の固定部（２６）の寿命を延ばすための方法であって、ロータはリム（１０）を有し、該リムの周囲（１２）に、取外し可能な複数の羽根（２０）が固定され、固定部は、２つの構成部品（１４、２３）を有し、該構成部品の一方（１４）は、リム（１０）上の周囲（１２）に配置されたあり継ぎ型の溝であり、他方の構成部品（２３）は、羽根（２０）に配置された脚であり、脚（２３）は溝（１４）に対して相補的な形状を有し、脚（２３）は溝（１４）内に嵌め込むことができ、その結果、リム（１０）への羽根の固定部（２６）を形成することができ、少なくとも一方の構成部品（１４、２３）は、圧縮プレストレスを表面に生成することができるように、球（１）の噴射によってショットピーニングされ、
   ａ）ショットピーニングは、「超音波式」と呼ばれる方法で実施され、球（１）は、振動を受けるソノトロード（３０）の衝撃によって噴射され、球（１）は、エンクロージャ（４０）内に含まれ、エンクロージャ（４０）の内部で霧を形成し、ショットピーニングされる構成部（１４、２３）は、球（１）の霧と接触するように導かれ、
   ｂ）ショットピーニングは、Ｆ８Ａ以上のアルメン指数で実施されることを特徴とする方法。
2. 球（１）が、０．８ｍｍ以上の直径を有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 構成部品は、スチール、チタン合金、クロムを主成分とする超合金、ニッケルを主成分とする超合金のグループの材料でできており、プレストレス負荷は５００ＭＰａ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
4. 軸方向溝（１４）のショットピーニングに適用される請求項１から３のいずれか一項に記載の方法であって、該軸方向溝（１４）が、ほぼ直線形であり、各端に側方開口部（１６）が開口され、さらに、溝（１４）の口（１５）に対してソノトロード（３０）を密閉する手段をともなった、口（１５）の中に入れることができるソノトロードと、側方開口部（１６）を覆い、球（１）の直径より小さい間隙で閉鎖することができる２つの耳状部（３３）とを使用し、
   前記方法がさらに
   リム（１０）を、ソノトロード（３０）の上方で、幾何学的軸（１１）に沿ってリム（１０）を回転させることによって、ソノトロード（３０）の上方に各軸方向溝（１４）を導くために適切な位置に配置する操作と、
   ソノトロード（３０）上に一定量の球（１）を配置する操作と、
   ソノトロード（３０）の上方で、各軸方向溝（１４）を連続的に導くために、リム（１０）を回転させる操作とを含み、
   各軸方向溝（１４）は、
   耳状部（３３）によって側方開口部（１６）を覆い、軸方向溝（１４）の口（１５）の中にソノトロード（３０）を導く操作と、
   ソノトロード（３０）を振動させることによって、軸方向溝（１４）のショットピーニングを行う操作と
   ソノトロード（３０）を引抜く操作とを受けることを特徴とする方法。
5. 環状溝（１４）のショットピーニングに適用される請求項１から３のいずれか一項に記載の方法において、該環状溝（１４）が、羽根（２０）の脚（２３）を通すことができる局所的開口部（１８）を有し、
   ソノトロード（３０）を環状溝（１４）の口（１５）に対して密閉するための手段をともなった、口（１５）内に入れることができるソノトロード（３０）と、球（１）の直径より小さな間隙で環状溝（１４）内を通すことができる２つの耳状部（３３）とを使用し、
   リム（１０）を、ソノトロード（３０）の上方で、幾何学軸（１１）に沿ってリム（１０）の回転によってソノトロード（３０）の上方に環状溝（１４）を次々と送り込むために、適切な位置に置く操作と、
   ソノトロード（３０）上に所定量の球（１）を配置する操作と、
   ソノトロード（３０）の上方に局所的な開口部（１８）を向ける操作と、
   局所的開口部（１８）内にソノトロード（３０）と２つの耳状部（３３）とを導き、ソノトロード（３０）は、口（１５）のレベルで、該口（１５）と同一線上に存在し、２つの耳状部（３３）は、ソノトロード（３０）の両側で、環状溝（１４）と同一線上にする操作と、
   リム（１０）を回転させ、２つの耳状部（３３）およびソノトロード（３０）が環状溝（１４）内に来ると、ソノトロード（３０）を振動させる操作と、
   １つの耳状部（３３）が局所的開口部（１８）内に再び出るとすぐに、ソノトロード（３０）を停止させる操作と、
   ２つの耳状部（３３）とソノトロード（３０）が局所的な開口部（１８）内に来ると回転を停止させる操作とを含むことを特徴とする方法。
6. 羽根の脚のショットピーニングに適用される請求項１から３のいずれか一項に記載の方法であって、
   底部（４１）に、球（１）の直径より小さい間隙でソノトロード（３０）が通る開口部（４２）を備えるエンクロージャ（４０）を使用し、該エンクロージャ（４０）は、薄いフード（４５）で覆われ、フード（４５）は、脚（２３）に相補的な形状の複数の開口部（４６）を有し、フード（４５）とソノトロード（３０）との間の距離は、脚（２３）の高さ以上であり、
   エンクロージャ（４０）内に所定量の球（１）を投入する操作と、
   フード（４５）の開口部（４６）内に脚（２３）を差込み、羽根（２０）を固定する操作と、
   ショットピーニングを行うためにソノトロード（３０）を振動させる操作とを含むことを特徴とする方法。
7. あらゆる羽根（２０）が、ソノトロード（３０）の振動表面（３１）の上方に位置することを特徴とする、請求項６に記載の方法。
8. 羽根（２０）が、脚（２３）の底部（２３ａ）に通じる冷却用空洞を有し、底部（２３ａ）が、球（１）の直径より小さいソノトロード（３０）からの距離に位置決めされることを特徴とする、請求項７に記載の方法。

Images