一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及到一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)，高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片由葉身1、加強(qiáng)筋3、緣板4和伸根5、陶芯定位孔6組成，其特征在于，在葉身1及伸根5處還設(shè)置有減重機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型減重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了單、雙腔結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)，減重效果明顯；在葉片中部靠進(jìn)氣邊區(qū)域，為滿足高負(fù)熱載，采用了沿徑向帶有空間角的加強(qiáng)筋，保證了葉片工作時的強(qiáng)度儲備。在葉身根部、伸根區(qū)域分別設(shè)計(jì)獨(dú)特減重結(jié)構(gòu)，有效降低了葉片離心力以及葉身與緣板轉(zhuǎn)接區(qū)域應(yīng)力集中系數(shù)，也改善了葉片工作應(yīng)力的分布形態(tài)。本實(shí)用新型減重結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，尺寸精度易控制。
【專利說明】—種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及到一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減
重結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]國外的高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片均采用空心+氣冷+盤片分離式結(jié)構(gòu)。目前，從所能收集到的有關(guān)轉(zhuǎn)速在40000rad/min以上的渦輪轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)相關(guān)報道中看，由于其轉(zhuǎn)速高、溫度載荷較大，均采用盤片分離式空心潤輪葉片。相比之下，國內(nèi)在轉(zhuǎn)速40000rad/min以上的渦輪轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中，一直采用整體葉盤，整體葉盤均為實(shí)心非冷卻結(jié)構(gòu)，重量較大，無防振減重結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]發(fā)明目的:提供一種減重效果良好的高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)。
[0004]技術(shù)方案:一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)，高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片由葉身
1、加強(qiáng)筋3、緣板4和伸根5、陶芯定位孔6組成，其特征在于，在葉身I及伸根5處還設(shè)置有減重機(jī)構(gòu)。
[0005]所述減重機(jī)構(gòu)延伸至伸根5的中部。
[0006]所述減重機(jī)構(gòu)為陶瓷型芯2，由實(shí)體9和空腔10組成，各截面最大內(nèi)切圓直徑在0.95?2.10mm范圍之內(nèi)。
[0007]有益效果:本實(shí)用新型減重結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了單、雙腔結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，易實(shí)現(xiàn)，減重效果明顯；在葉片中部靠進(jìn)氣邊區(qū)域，為滿足高負(fù)熱載，采用了沿徑向帶有空間角的加強(qiáng)筋，保證了葉片工作時的強(qiáng)度儲備。在葉身根部、伸根區(qū)域分別設(shè)計(jì)獨(dú)特減重結(jié)構(gòu)，有效降低了葉片離心力以及葉身與緣板轉(zhuǎn)接區(qū)域應(yīng)力集中系數(shù)，也改善了葉片工作應(yīng)力的分布形態(tài)。本實(shí)用新型減重結(jié)構(gòu)簡單，工藝性較好，尺寸精度易控制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2為本實(shí)用新型側(cè)視圖；
[0010]圖3為本實(shí)用新型局部示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，請參閱圖1至圖3。
[0012]如圖1及圖2所示，一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)，高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片由葉身1、加強(qiáng)筋3、緣板4和伸根5、陶芯定位孔6組成，其特征在于，在葉身I及伸根5處還設(shè)置有減重機(jī)構(gòu)。
[0013]所述減重機(jī)構(gòu)延伸至伸根5的中部。[0014]所述減重機(jī)構(gòu)為陶瓷型芯2，由實(shí)體9和空腔10組成，各截面最大內(nèi)切圓直徑在0.95?2.10mm范圍之內(nèi)。
[0015]通常在高轉(zhuǎn)速航空發(fā)動機(jī)的渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，由于轉(zhuǎn)速達(dá)30000rad/min以上，所以采用葉片+葉盤整體鑄造，而這類葉盤的直徑均不超過250mm。但在轉(zhuǎn)速達(dá)40000rad/min以上，葉盤直徑大約在300mm的渦輪轉(zhuǎn)子部件，由于轉(zhuǎn)速、溫度、流道及強(qiáng)度壽命等技術(shù)條件的限制，渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)已不可能采用整體葉盤結(jié)構(gòu)。因此，渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)只能采用盤片分離式結(jié)構(gòu)，在保證強(qiáng)度壽命滿足的前提下，盡可能減少葉片重量成為設(shè)計(jì)的難點(diǎn)。本實(shí)用新型用于葉身+伸根區(qū)域減重，是從葉尖到伸根區(qū)域設(shè)計(jì)成獨(dú)特空心結(jié)構(gòu)，尤其在葉身根部至伸根局域的空腔結(jié)構(gòu)，可使葉片整體重量降低20%，質(zhì)心半徑進(jìn)一步減小，同時，該減重結(jié)構(gòu)有效改善了葉片整體的應(yīng)力分布，尤其降低了葉身根部的應(yīng)力水平。
[0016]本實(shí)施例中，整個葉片屬于單腔+雙腔結(jié)構(gòu)，上、下部分屬單腔結(jié)構(gòu)7，中間區(qū)域?qū)匐p腔結(jié)構(gòu)8，整個腔體各截面厚度控制在0.80?1.40mm。減重結(jié)構(gòu)由實(shí)體9和空腔(10組成，其各截面最大內(nèi)切圓直徑控制在0.95?2.10mm，且葉身跟截面最大內(nèi)切圓直徑最大，減重結(jié)構(gòu)獨(dú)特結(jié)構(gòu)在于沿深至伸根中部，但距榫頭第一縮頸截面1.5mm以上。
【權(quán)利要求】
1.一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)，高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片由葉身(I)、加強(qiáng)筋(3)、緣板(4)和伸根(5)、陶芯定位孔(6)組成，其特征在于，在葉身(I)及伸根(5)處還設(shè)置有減重機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述減重機(jī)構(gòu)延伸至伸根(5)的中部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高負(fù)荷渦輪轉(zhuǎn)子葉片陶芯減重結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述減重機(jī)構(gòu)為陶瓷型芯(2)，由實(shí)體(9)和空腔(10)組成，各截面最大內(nèi)切圓直徑在0.95?.2.1Omm范圍之內(nèi)。
【文檔編號】F01D5/18GK203488217SQ201320417573
【公開日】2014年3月19日 申請日期:2013年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月12日
【發(fā)明者】李世峰, 羅秋生, 孫飛龑, 李劍白, 陶云亞 申請人:中國燃?xì)鉁u輪研究院