KR20030031436A

KR20030031436A - 로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트 및 그 사용 방법

Info

Publication number: KR20030031436A
Application number: KR1020020062403A
Authority: KR
Inventors: 예일게리에드워드; 바일리나노엘제이콥; 릴리브릿지웨인알란
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2001-10-15
Filing date: 2002-10-14
Publication date: 2003-04-21
Also published as: US6652237B2; JP2003161105A; US20030077176A1; CN100445517C; JP4391736B2; DE10247767A1; CN1412418A; RU2303703C2; KR100733194B1

Abstract

로터 휠(12)과 버킷(16) 사이의 더브테일 조인트는 로터상의 수 더브테일 구성요소(14) 및 버킷상의 암 더브테일 구성요소(18)를 포함한다. 수 더브테일 구성요소는 대체로 반경방향 내측으로 지향된 표면을 따라 경사 표면을 갖는 축방향 돌출 후크(28, 30, 32, 34)를 구비한다. 경사 표면은 회전축에 수직이고 휠 더브테일을 양분하는 평면과의 끼인각을 형성하며, 상기 각도는 90°보다 크며, 모든 후크에 대해 일정하다. 또한, 단일 반경 필릿(26)은 경사진 압착 표면과 목 표면(24) 사이의 전이 표면을 따라 제공된다. 따라서, 응력 집중이 최소화된다.

Description

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트 및 그 사용 방법{BUCKET AND WHEEL DOVETAIL DESIGN FOR TURBINE ROTORS}

본 발명은 터빈에 관한 것으로, 특히 증기 터빈 로터의 휠과 증기 터빈 버킷(bucket) 사이의 더브테일 조인트(dovetail joint)에 관한 것이다.

증기 터빈용 터빈 버킷과 터빈 로터 휠 사이의 더브테일 부착 기술은 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 오염된 증기 환경에서 작동하는 저압 로터의 나중 스테이지상의 종래의 접선방향 도입 더브테일은 응력 부식 균열(stress corrosion cracking; SCC)을 발생시키는 것으로 알려져 있다. SCC는 전형적인 더브테일 구성의 후크 필릿 영역에 존재하는 응력 레벨에 의해 가속된다. 보통, 이들 응력은 허용할 수 있지만, 오염된 증기로 인해 균열이 개시할 수 있고, 발견되지 않는 상태로 있으면 휠 후크의 파손을 야기하는 깊이까지 성장할 수 있다. 극단적인 경우에, 모든 후크가 파손하며, 버킷이 로터로부터 풀려 달아난다. 버킷 대 휠 더브테일 조인트에 대한 오랜 경험상, 휠 후크는 균열이 발생하지만, 버킷 후크는 균열이 발생하지 않는다는 것을 알고 있다. 명백하게, 이것은 저압 로터에 사용된 NiCrMoV 등의 저 합금강이 버킷에 사용된 12Cr강 보다 SCC에 대한 저항성이 훨씬 낮기 때문이다. 휠용 강은 전체 저압 로터 디자인 사항에 이용할 수 있는 특성의최적 조합을 부여한다. 따라서, 전형적인 저압 증기 환경에서 SCC를 방지하는 효과적인 수단은 휠 더브테일의 응력을 허용가능한 레벨까지 감소시키는 것이다. 부식 환경에서 작동하는 구성요소의 최대 응력이 재료의 항복 강도 이하인 경우에, SCC에 대한 저항성은 크게 향상된다.

증기 터빈 로터용의 버킷 및 휠 더브테일 디자인은 본 출원인의 미국 특허 제 5,474,423 호, 제 5,494,408 호 및 5,531,569 호에 개시 및 도시되어 있다. 상기 미국 특허 제 5,474,423 호에 있어서, 더브테일 조인트 디자인은 반경방향 최외측 후크와 최내측 후크 사이의 두께가 감소하는 4개의 후크를 로터 휠상에 제공한다. 또한, 로터 휠 더브테일의 목부와 가로놓인 후크의 바닥 표면 사이에는 다중 반경을 갖는 필릿, 즉 복합 필릿이 제공되어, 필릿의 증가된 반경으로 응력 집중을 감소시킨다. 그러한 종래 디자인의 추가적인 특징은 후크의 반경방향 최외측 표면을 따라 복합 필릿의 다양한 형태와 조합하여 편평한 표면을 포함한다. 상기 미국 특허 제 5,494,408 호에 있어서, 상이한 필릿 반경이 후크 사이에 제공된다. 상기 미국 특허 제 5,531,569 호에 있어서, 복합 필릿 반경이 개시되어 있다.

본 발명에 따르면, 휠 후크 필릿에 있어서 버킷의 원심력에 의해 야기되는 집중 응력을 최소화하고 후크 필릿 반경을 보다 크게 하여 응력 집중을 더욱더 감소시키는, 로터 휠 및 버킷 더브테일 조인트 디자인이 제공된다. 본 발명의 주요 관점에 따르면, 휠 후크의 하부측을 따르는 로터 휠 접촉면, 즉 대체로 반경방향내측을 향하는 표면에는 더브테일을 따르는 상이한 반경의 더브테일의 각 후크에 대한 동일한 경사 표면 각도가 제공된다. 로터 회전에 의해 버킷이 휠 후크의 하부측을 따르는 접촉면을 통해 더브테일상에 부여되는 원심력을 발전시킨다는 것은 자명하다. 이들 힘은 더브테일에 응력을 발생시키는데 후크의 필릿 영역내에 피크 응력이 발생된다. 경사 표면은 소정의 필릿 반경에 대한 응력 집중을 감소시키고, 후크 필릿 반경을 보다 크게 하여 응력 집중을 더욱더 감소시킨다.

특히, 통상의 접선방향 도입 더브테일에 대한 압착 표면(crush surface)은 더브테일을 따르는 여러 위치에서 목 표면과 압착 표면 사이의 전이부로서 사용되는 필릿을 갖는 축방향 원주방향 평면상에 있다. 이들 2개의 표면은 종래의 접선방향 도입 더브테일에서 90° 이격되어 있다. 본 출원인의 미국 특허 제 6,142,737 호에 있어서, 2개의 표면은 90°보다 멀리 이격되어 있지만, 후크에 따라 변한다. 본 발명에 있어서, 이들 압착 표면은, (반경방향 평면내에서) 압착 표면, 즉 경사 표면과 목 표면 사이의 전이각(transition angle)이 90°보다 크고 각 후크 반경에서 동일하도록 회전된다. 회전각이 경사각으로 불린다. 집중 응력은 하중 경로가 방향을 변경하도록 강제되는 경우에 발생한다. 경사진 압착 표면에 의하면, 90°로부터 보다 큰 각도로의 방향 변경은 덜 극심하며, 그에 따라 응력 집중이 보다 감소한다. 또한, 경사 압착 표면은 종래의 90° 전이에 비해 동일한 전이 거리에서 보다 큰 필릿 반경을 허용하여, 필릿 반경이 보다 커지고, 응력 집중이 보다 감소한다. 경사진 압착 표면은 버킷 다리의 굽힘 및 휠 더브테일의 탱상의 축방향 하중을 발생시키는 축방향의 힘의 성분을 야기한다는 것은 자명하다.이러한 효과를 최소화하기 위해, 경사각이 후크마다 일정하다. 즉, 동일한 경사각이 각 후크 반경에 제공된다. 압착 표면의 경사각이 90°로부터 증가하기 때문에, 필릿 반경이 또한 증가되어 응력 집중을 감소시킨다.

다른 관점에 있어서, 후크 두께 및 길이가 후크상의 굽힘 및 전단 응력 뿐만 아니라 후크 사이의 하중 분배를 제어한다는 것은 자명하다. 결과적으로, 후크 두께는 균일한 최소 응력 집중을 달성하도록 변화되며, 즉 후크 두께가 반경방향 높이를 감소시키면서 증가한다.

본 명세서에 설명된 바와 같은 본 발명은 3개의 후크 및 4개의 후크 더브테일 디자인에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 임의의 개수의 후크를 갖는 다른 더브테일과 함께 사용될 수 있다. 또한, 본 발명은 SCC에 민감한 로터에만 한정되지 않으며, 본 발명의 이점 및 장점은 크리프가 SCC 이외의 파손 모드인 경우에 고온 영역에서의 더브테일 균열 발생 등의 더브테일 후크의 균열 발생을 개시하는 다른 응력 발생 조건에 대해서도 실현될 수도 있다.

본 발명에 따른 바람직한 실시예에 있어서, 축을 중심으로 회전가능한 로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트에 있어서, 로터 휠상의 수 더브테일 구성요소 및 버킷상의 암 더브테일 구성요소를 포함하며, 수 더브테일 구성요소는 암 더브테일 구성요소를 로터 휠에 접선방향으로 수납하며, 수 더브테일 구성요소는 축에 수직이며 수 더브테일 구성요소를 양분하는 평면의 양측에 놓이는 다수의 원주방향 연장 후크를 포함하며, 각각의 후크는 대체로 반경방향 내측을 향하는 표면을 구비하며, 평면의 양측 각각의 적어도 한쌍의 후크의 상기 표면은 상기 평면으로부터멀리 그리고 축을 향해 또한 상기 축으로부터 멀리 연장하는 각도를 규정하며, 평면의 양측 각각의 각 쌍의 후크의 상기 표면의 각도는 서로 동일한, 로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트가 제공된다.

본 발명에 따른 다른 바람직한 실시예에 있어서, 축을 중심으로 회전가능한 로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트의 사용 방법에 있어서, 로터 휠은 암 더브테일 구성요소를 로터 휠에 접선방향으로 수납하기 위한 수 더브테일 구성요소를 포함하며, 수 더브테일 구성요소는 축에 수직이며 수 더브테일 구성요소를 양분하는 평면의 양측에 놓이는 다수의 원주방향 연장 후크를 포함하며, 각각의 후크는 대체로 반경방향 내측을 향하는 표면을 구비하며, 평면의 양측 각각의 후크의 상기 표면은 평면으로부터 멀리 그리고 축을 향해 또한 상기 축으로부터 멀리 연장하는 각도를 규정하며, 각 표면의 각도는 모든 다른 표면의 각도와 동일하며, 각 버킷상의 암 더브테일 구성요소는 수 더브테일 후크에 대체로 상보적인 다수의 원주방향 연장 후크를 포함하며, 수 더브테일 구성요소의 경사 표면에 대체로 상보적인 반경방향 외측으로 지향된 경사 표면을 구비하며, 암 더브테일 구성요소의 상기 표면의 각도는 서로 동일한, 로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트의 사용 방법이 제공된다.

도 1은 전형적인 터빈 로터 휠 및 버킷 더브테일 조인트의 개략도,

도 2는 본 발명에 따른 터빈 휠 더브테일의 단면도,

도 3은 본 발명에 따른 휠 및 버킷 더브테일 조인트의 필릿 및 탱 영역의 부분 확대 단면도,

도 4는 도 2의 휠 더브테일의 더브테일 조인트와 정합하기 위한 버킷 더브테일 조인트의 단면도,

도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예로서, 도 2 및 도 4와 유사한 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 샤프트12 : 로터 휠

14 : 수 더브테일 구성요소16 : 터빈 버킷

18 : 암 더브테일 조인트20 : 블레이드

22, 122 : 압착 표면24, 124 : 목 표면

26, 126 : 필릿

28, 30, 32, 34, 128, 130, 132 : 후크

36 : 휠 더브테일38 : 암 더브테일

41 : 휠 포켓52, 152 : 탱

도 1을 참조하면, 일련의 수 더브테일 구성요소(male dovetail component)(14)의 외측 반경을 따라 종단하는 로터 휠(12)을 장착하는 로터 본체,예를 들어 샤프트(10)가 도시되어 있다. 터빈 버킷(16) 각각은 그 반경방향 최내측 부분을 따라 수 더브테일 조인트(14)와 정합하기 위한 암 더브테일 조인트(female dovetail joint)(18)를 포함하며, 버킷(16)은 암 더브테일 구성요소(18)로부터 연장하는 블레이드(20)를 포함한다. 명백한 바와 같이, 더브테일 조인트는 접선방향 도입형 더브테일 구성이다.

다음의 설명에 있어서, 더브테일이 샤프트(10)의 회전축에 수직인 반경방향 평면에 대칭이어서, 더브테일의 절반, 즉 반경방향 평면의 일 측면을 따르는 더브테일 후크만을 인용하는 것이 인정된다는 것은 자명하다. 따라서, 더브테일 조인트에는 실제 8개의 후크가 있지만, 도 2 내지 도 4에 대한 본 설명은 더브테일을 형성하는 4개의 후크를 인용한다. 통상적으로, 후크는 반경방향 최외측 후크로부터 반경방향 최내측 후크까지 순차적으로 제 1, 제 2, 제 3 및 제 4 후크로 불려진다. 또한, 휠 후크와 버킷 후크 사이의 접촉면은 압착 표면 또는 경사 표면으로 알려져 있다. 접선방향 도입 더브테일을 위한 압착 표면 또는 경사 표면은 더브테일의 압착 표면과 목 표면 사이의 전이부로서 이용되는 필릿을 갖는 축방향 원주방향 평면상에 놓인다. 도 2에 도시된 바와 같이, 압착 표면(22), 목 표면(24) 및 그 표면들 사이의 필릿(26)은 버킷의 암 더브테일(38)과의 조인트를 형성하는 휠 더브테일(36)의 각각의 후크(28, 30, 32, 34)에 제공된다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 각각의 후크의 경사진 압착 표면(22)은 각 후크의 더브테일의 목부를 통과하는 반경방향 평면과 각도(α)를 형성하며, 상기 각도는 평면으로부터 멀리, 그리고 로터 축을 향해 또한 그 축으로부터 멀리 개방된다. 도 2에 있어서, 4개의 후크(28, 30, 32, 34)가 도시되어 있다. 결과적으로, 각 후크(28)의 경사진 압착 표면(22)은 수 더브테일을 가로지르는 반경방향 평면과 각도(α)를 또한 형성한다. 따라서, 휠 더브테일의 높이 전체에 걸쳐 경사진 압착 표면(22)이 수평면에 대해 일정한 각도로 있다는 것은 자명하다. 경사진 압착 표면(22)을 수평면에 대해 소정 각도로 형성함으로써, 소정의 필릿 반경에 대한 응력 집중이 감소되며, 후크 필릿 반경을 보다 크게 하여 응력 집중을 더욱더 감소시킬 수 있다. 집중 응력은 하중 경로가 방향을 변경하도록 강제되는 경우에 발생한다. 경사진 압착 표면, 특히 각 후크에 대한 동일 압착 표면 각도에 의해, 방향 변경이 덜 극심하며, 응력 집중이 보다 작아진다. 경사진 압착 표면의 다른 이점은 종래 기술의 0° 전이부, 즉 수평면에 평행한 압착 표면과 비교하여 동일한 전이 거리에서 보다 큰 반경을 허용하는 것이다.

바람직한 실시예에 있어서, 각도(α)는 각 압착 경사 표면(22)에 대해 110°인 것이 바람직하다. 또한, 경사진 압착 표면에 의해 허용되는 보다 큰 필릿 반경은 집중 응력을 보다 작게 하면서 또한 필릿 영역내의 응력을 감소시킨다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 경사진 압착 표면(22)과 목부(24) 사이에서 전이하는 각각의 필릿 반경은 증가된다.

또한, 후크 두께 및 길이는 후크의 굽힘 및 전단 응력 뿐만 아니라 후크 사이의 하중 분배를 제어한다. 이것 모두는 집중 응력의 정도에 기여한다. 따라서, 후크 두께 및 길이는 균일한 최소 집중 응력을 달성하도록 변화된다.

도 3을 참조하면, 휠 더브테일(36)은 포켓 각도(β)를 갖는 휠 포켓(41)과,로터의 축에 수직인 평면으로부터 멀리 반경방향 내측으로 경사진 축방향을 향하는 표면(43)을 포함한다. 휠 포켓 각도(β)는 반경방향 평면에 대해 소정 각도, 바람직하게 약 5°로 형성된다. 하중 경로는 그에 따라 방향을 변경하도록 강제되며, 그러한 방향의 변경이 응력 집중을 보다 작게 한다. 또한, 도 3은 하부 좌우측 필릿을 도시하고 있다. 일반적으로, 이들 필릿을 크게 하여 응력 집중을 더욱더 감소시킨다. 예를 들면, 우측 필릿(40), 즉 내측 필릿의 반경이 0.225인치이다. 좌측 필릿(42), 즉 외측 필릿의 반경이 0.140인치이다. 통상적으로, 후크 필릿(44)의 반경은 0.340이며, 포켓의 바닥부로부터의 돌기의 높이(46)는 0.360인치이며, 돌기의 두께(48)는 0.407이다. 탱 높이 및 두께는 버킷으로부터의 축방향 하중으로 인한 굽힘 전단을 제어하며, 탱 필릿의 집중 응력을 최소화하도록 설계된다.

본 발명의 개시된 예시적인 실시예와 연관된 다른 주요 치수는 다음과 같다.

후크의 축방향 길이(L)	후크의 반경방향 높이(h)
후크 1(28)	1.850인치	0.362인치(h1)
후크 2(30)	2.750인치	0.341인치(h2)
후크 3(32)	3.650인치	0.424인치(h3)
후크 4(34)	4.518인치	0.532인치(h4)

반경방향 높이는 도 2에 참조 부호(h1 내지 h4)로 표시된 바와 같이 후크의 각 상부 표면의 축방향 최외측 단부로부터 그 하부측을 따라 경사 표면의 시작부까지 연장한다.

목부의 축방향 길이(N)는 다음과 같다.

N1[후크(28)와 후크(30) 사이]	0.980인치
N2[후크(30)와 후크(32) 사이]	1.880인치
N3[후크(32)와 후크(34) 사이]	2.780인치
N4[후크(34)와 탱 사이]	3.680인치

도 4를 참조하면, 버킷(50)의 암 더브테일(38)이 도시되어 있으며, 도 2에 도시된 수 더브테일 구성요소에 대체로 상보적이다. 버킷 더브테일의 여러 상보적인 구성요소는 접미사(B)를 추가하여 휠 더브테일과 유사한 참조 부호로 지시된다. 공차 이외에는, 버킷 더브테일(38)의 치수 특성은 휠 더브테일에 대한 치수 특성과 동일하거나, 그 치수 특성에 대해 밀착 끼워맞춤 관계로 제공되며, 추가적인 예외로서 후크 또는 탱이 수직선에 대해 20°의 확장각(σ)을 포함한다. 탱(52)은 로터 축에 수직인 평면으로부터 멀리 반경방향으로 그리고 수 더브테일 휠 포켓(41)의 경사 표면(43)보다 큰 각도로 경사진 축방향을 향하는 표면(53)을 포함한다는 것은 중요하다. 도시된 실시예에 있어서, 버킷의 더브테일 높이는 4.197인치이다.

후크들 사이의 축방향 길이는 다음과 같다.

후크 1(28B)	1.000인치
후크 2(30B)	1.900인치
후크 3(32B)	2.800인치
후크 4(34B)	3.700인치

목부의 축방향 길이(NB)는 다음과 같다.

NB1[후크(28B) 위]	1.900인치
NB2[후크(30B) 위]	2.800인치
NB3[후크(32B) 위]	3.700인치
NB4[후크(34B) 위]	4.600인치

상기 치수들에 따르면, 더브테일 형상이 현재의 증기 경로에 적합한 전체 크기를 유지하면서 집중 응력을 최소화한다는 것은 자명할 것이다. 예를 들어 미국 특허 제 6,142,737 호에 개시된 디자인과 비교될 때, 본 발명은 동일 하중 조건에서 휠 더브테일의 최고 집중 응력이 48,920psi이며, 이것은 동일 조건에서 집중 응력이 27% 감소하였다는 것을 나타낸다.

이하 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예를 도시하고 있으며, 여기서 유사 부분에는 유사 참조 부호에 접두사(1)를 추가하여 적용된다. 도시된 바와 같이, 이전 실시예에서와 같은 4개의 후크 대신에 3개의 후크만이 각각의 수 더브테일(136) 및 암 더브테일(138)상에 제공된다. 이전 실시예에서와 같이 각각의 후크(128, 130, 132)에 대한 압착 표면(122)은 더브테일의 압착 표면과 목부 사이의 전이부로서 이용되는 필릿을 구비한다. 따라서, 압착 표면(122), 목 표면(124) 및 이들 표면사이의 필릿(126)은 각각의 후크(128, 130, 132)에 제공된다. 이전 실시예에서와 유사하게, 각각의 압착 표면 또는 경사 표면은 더브테일의 목부를 통과하는 반경방향 평면과 각도(α)를 형성하며, 상기 각도는 평면으로부터 멀리, 그리고 로터 축을 향해 또한 로터 축으로부터 멀리 개방된다. 경사진 압착 표면(122)은 휠 더브테일(136)의 높이 전체에 걸쳐 수평면에 대해 일정한 각도로있다. 이전 실시예에서와 같이, 이들 경사진 압착 표면은 소정의 필릿에 대한 응력 집중을 감소시키며, 후크 필릿 반경을 보다 크게 할 수 있어 응력 집중을 더욱더 감소시킨다. 바람직한 압착 표면 각도(α)는 110°이다.

이하 도 5를 참조하면, 본 발명의 이 실시예에서의 휠 포켓(139)은 로터 축에 수직인 평면으로부터 멀리 반경방향 내측 방향으로 경사진 축방향 대면 표면(141)을 구비한다. 또한, 탱(152)은 로터 축에 수직인 평면으로부터 반경방향으로 그리고 수 더브테일 휠 포켓(139)의 경사 표면(141)보다 큰 각도로 경사진 축방향 대면 표면(153)을 포함한다. 포켓(139)은 반경이 각각 0.094인치 및 0.140인치인 우측 필릿(140) 및 좌측 필릿(142)을 구비한다. 세번째 후크, 즉 후크(132) 아래에 놓인 필릿(160)의 반경은 0.225인치이다.

휠 더브테일과 연관된 본 발명의 제 2 실시예에서의 다른 주요 치수는 다음과 같다.

후크의 축방향 길이(L)	후크의 반경방향 높이(h)
후크 1(128)	2.038인치	0.453인치(h1)
후크 2(130)	3.044인치	0.453인치(h2)
후크 3(132)	4.050인치	0.453인치(h3)

이전 실시예에서와 같이, 반경방향 높이는 후크의 각 상부 표면의 축방향 최외측 단부로부터 그 하부측을 따라 경사 표면의 시작부까지 연장한다.

목부의 축방향 길이(N)는 다음과 같다.

N1[후크(128)와 후크(130) 사이]	1.154인치
N2[후크(130)와 후크(132) 사이]	2.160인치
N3[후크(132)와 탱 사이]	3.193인치

버킷의 암 더브테일(138)은 도 5에 도시된 수 더브테일 구성요소에 대체로 상보적으로 도 6에 도시되어 있다. 예를 들면, 탱(152)이 휠 포켓(139)내에 수납되기 위한 것이다. 도 6의 버킷 더브테일의 다양한 상보적인 구성요소는 접미사(B)를 추가하여 휠 더브테일과 유사한 참조 부호로 지시된다. 공차 이외에는, 버킷 더브테일(138)의 치수 특성은 휠 더브테일에 대한 치수 특성과 동일하거나, 그 치수 특성에 대해 밀착 끼워맞춤 관계로 제공된다. 예를 들면, 버킷의 더브테일 높이는 3.340인치이다.

후크들 사이의 축방향 길이는 다음과 같다.

후크 1(128B)	1.362인치
후크 2(130B)	2.369인치
후크 3(132B)	3.374인치

목부의 축방향 길이(1NB)는 다음과 같다.

1NB1[후크(128B) 위]	2.062인치
1NB2[후크(130B) 위]	3.068인치
1NB3[후크(132B) 위]	4.074인치

본 발명이 현재 가장 실제적이고 바람직한 실시예로 고려되는 것과 관련하여설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에만 한정되지 않으며, 오히려 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범위내의 다양한 변형 및 동등 구성을 커버하고자 한다는 것이 이해될 것이다.

본 발명에 따르면, 로터 휠 및 버킷 더브테일 조인트를 제공하여, 휠 후크 필릿에 있어서 버킷의 원심력에 의해 야기되는 집중 응력을 최소화하고, 후크 필릿 반경을 보다 크게 하여 응력 집중을 더욱더 감소시킬 수 있다.

Claims

축을 중심으로 회전가능한 로터 휠(12)과 버킷(16) 사이의 더브테일 조인트에 있어서,

로터 휠상의 수 더브테일 구성요소(14) 및 버킷상의 암 더브테일 구성요소(18)를 포함하며, 상기 수 더브테일 구성요소(14)는 상기 암 더브테일 구성요소(18)를 로터 휠에 접선방향으로 수납하며, 상기 수 더브테일 구성요소는 축에 수직인 평면의 양측에 놓이고 상기 수 더브테일 구성요소를 가로지르는 다수의 원주방향 연장 후크(28, 30, 32, 34, 128, 130, 132)를 포함하며, 각각의 상기 후크는 대체로 반경방향 내측을 향하는 표면(22)을 구비하며,

상기 평면의 양측 각각의 적어도 한쌍의 후크의 상기 표면은 상기 평면으로부터 멀리 그리고 상기 축을 향해 또한 상기 축으로부터 멀리 연장하는 각도(α)를 규정하며, 상기 평면의 양측 각각의 상기 각 쌍의 후크의 상기 표면의 각도는 서로 동일한

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 1 항에 있어서,

목부(24, 124)는 상기 표면 및 반경방향 내측으로 아래에 놓인 후크의 대체로 반경방향 외측을 향하는 부분과, 상기 목부와 상기 표면 사이의 필릿을 결합시키는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 1 항에 있어서,

반경방향 최외측 후크(28, 128)로부터 반경방향 최내측 후크(34, 132)까지의 각 후크는 반경방향 두께가 증가하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 1 항에 있어서,

상기 수 더브테일은 상기 평면의 양측 각각에 적어도 3개의 후크(28, 30, 32, 128, 130, 132)를 구비하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 1 항에 있어서,

상기 수 더브테일은 상기 평면의 양측 각각에 4개의 후크(28, 30, 32, 34)를 구비하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 1 항에 있어서,

상기 수 더브테일은 상기 평면의 양측에 베이스에 인접한 휠 포켓(41, 139)을 구비하며, 각 휠 포켓은 상기 평면으로부터 멀리 반경방향 내측 방향으로 경사진 축방향을 향하는 표면(43, 141)을 구비하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 6 항에 있어서,

상기 암 더브테일은 상기 수 더브테일 휠 포켓(41, 139)내에 수납되기 위한 탱(52, 152)을 구비하며, 상기 탱은 상기 평면으로부터 멀리 반경방향 내측 방향으로 그리고 수 더브테일 휠 포켓의 경사 표면보다 큰 각도로 경사진 축방향을 향하는 표면(53, 153)을 구비하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 2 항에 있어서,

목부(24, 124)는 상기 표면 및 반경방향 내측으로 아래에 놓인 후크의 대체로 반경방향 외측을 향하는 부분과, 상기 목부와 상기 표면 사이의 필릿을 결합시키며, 반경방향 최외측 후크로부터 반경방향 최내측 후크까지의 각 후크는 반경방향 두께가 증가하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
제 8 항에 있어서,

상기 수 더브테일은 상기 평면의 양측 각각에 적어도 3개의 후크(28, 30, 32, 128, 130, 132)를 구비하는

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트.
축을 중심으로 회전가능한 로터 휠(12)과 버킷(16) 사이의 더브테일 조인트의 사용 방법에 있어서,

상기 로터 휠은 암 더브테일 구성요소를 로터 휠에 접선방향으로 수납하기 위한 수 더브테일 구성요소(14)를 포함하며, 상기 수 더브테일 구성요소는 축에 수직이며 상기 수 더브테일 구성요소를 양분하는 평면의 양측에 놓이는 다수의 원주방향 연장 후크(28, 30, 32, 34, 128, 130, 132)를 포함하며, 각각의 상기 후크는 대체로 반경방향 내측을 향하는 표면(22, 122)을 구비하며, 상기 평면의 양측의 각각의 후크의 상기 표면은 상기 평면으로부터 멀리 그리고 상기 축을 향해 또한 상기 축으로부터 멀리 연장하는 각도를 규정하며, 각 표면의 각도는 모든 다른 표면의 각도와 동일하며, 각 버킷상의 상기 암 더브테일 구성요소는 상기 수 더브테일 후크에 대체로 상보적인 다수의 원주방향 연장 후크(28B, 30B, 32B, 34B, 128B, 130B, 132B)를 포함하며, 상기 수 더브테일 구성요소의 상기 경사 표면에 대체로 상보적인 반경방향 외측으로 지향된 경사 표면을 구비하며, 상기 암 더브테일 구성요소의 상기 표면의 각도는 서로 동일한

로터 휠과 버킷 사이의 더브테일 조인트의 사용 방법.