本實用新型涉及一種用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子。此外，本實用新型還涉及一種包括上述用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子的空氣渦輪起動機。

背景技術：

空氣渦輪起動機(ATS)是飛機發(fā)動機啟動系統(tǒng)的關鍵部件，其功用是將來自地面氣源車、輔助動力裝置(APU)或發(fā)動機交叉引氣來的壓縮空氣驅(qū)動ATS的渦輪高速旋轉(zhuǎn)做功，且渦輪處在高轉(zhuǎn)速、低扭矩工作狀態(tài)，通過ATS的減速機構(gòu)轉(zhuǎn)變成輸出軸處的低轉(zhuǎn)速、大扭矩的工作狀態(tài)，并帶轉(zhuǎn)發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子在規(guī)定時間內(nèi)將高壓轉(zhuǎn)子加速到規(guī)定轉(zhuǎn)速，從而完成起動主發(fā)動機的任務?？諝鉁u輪起動機是具有高能轉(zhuǎn)子的部件，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速高達50000r/min-120000r/min。此類轉(zhuǎn)子一旦破裂，高速高能的危險碎片若穿透ATS包容結(jié)構(gòu)飛出，會擊傷飛機的機艙、油箱、液壓管路和電器控制線路等，導致機艙失壓、油箱泄漏起火、飛機操控失靈等二次破壞，嚴重危及飛行安全。

為保證產(chǎn)品安全，尤其是滿足飛機的適航性要求，本實用新型的渦輪盤可使盤芯高應力區(qū)的碎片質(zhì)量盡可能少，且有效減少渦輪盤破裂產(chǎn)生劇烈能量波及飛機安全，從而提高飛機的安全性。更重要的是，現(xiàn)有的起動機渦輪效率較低，一般不超過0.82。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的：本實用新型的目的在于提供一種用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子機空氣渦輪起動機，以解決渦輪轉(zhuǎn)子形成大質(zhì)量的破裂碎片而造成災難性的破壞，同時還提高了渦輪轉(zhuǎn)子的氣動效率，有效減輕了轉(zhuǎn)子的重量。

本發(fā)明的技術方案：用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子，包括渦輪軸、輪盤基體、輪緣和葉片，并且為盤片軸一體式結(jié)構(gòu)。輪緣設于輪盤基體的外邊緣，葉片沿輪緣周向等間距分布在輪緣上，輪盤基體兩端面在靠近輪緣部位上設置圓弧狀凹槽，輪盤基體為一非等厚對稱圓盤，在軸與輪緣之間有一筒形環(huán)帶，環(huán)帶與輪盤基體設置圓弧過渡，環(huán)帶可作為轉(zhuǎn)子動平衡去除材料用，輪盤基體與軸結(jié)合處設置圓弧過渡。

所述的輪盤基體兩端面在靠近輪緣部位上設置圓弧狀凹槽(5)，輪盤基體(2)為一非等厚對稱圓盤，且與渦輪軸(1)處設置圓弧過渡(8)。

所述的渦輪軸(1)與輪緣(3)之間有一筒形環(huán)帶(6)，環(huán)帶與輪盤基體設置圓弧過渡(7)，環(huán)帶用于動平衡去除材料。渦輪轉(zhuǎn)子的平衡精度等級達到G2.5。

所述的葉片(4)的數(shù)量為27片，葉片各截面進出口角按氣流的壓力分布進行扭曲，從葉根到葉尖的進口角為47°～104°，從葉根到葉尖的出口角為37.2°～27.4°。

根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供了一種空氣渦輪起動機，其包括上述用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子。

本發(fā)明的有益效果：本實用新型渦輪盤，通過在非等厚對稱輪盤基體與輪緣交接的部分設置過度圓弧，形成“束腰”型的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在輪盤基體發(fā)生破裂前，使設置圓弧過度的方向的斷面(即“束腰”型的結(jié)構(gòu))破裂，發(fā)生斷裂后，輪緣和葉片整圈脫離輪盤基體，脫離后的輪緣和葉片與空氣渦輪起動機其它零組件發(fā)生碰撞，使得渦輪轉(zhuǎn)子失去做功的能力，從而降低渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，避免了輪盤基體高速運轉(zhuǎn)過程中繼續(xù)破裂的發(fā)生，從而阻止了輪盤破裂產(chǎn)生劇烈能量而危機飛機安全。本實用新型的渦輪效率可比現(xiàn)有的渦輪轉(zhuǎn)子增加5％。

附圖說明：

圖1渦輪轉(zhuǎn)子示圖示意圖

其中，1、渦輪軸輪；2、盤基體；3、輪緣；4、葉片；5、凹槽；6、筒形環(huán)帶；7、圓弧過渡；8、圓弧過渡。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但是本實用新型可以由所限定和覆蓋的多種不同方式實施。

圖1是本實用新型優(yōu)選實施的用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，本實例的用于空氣渦輪起動機的渦輪轉(zhuǎn)子，包括包括渦輪軸、輪盤基體、輪緣、葉片，并且為盤片軸一體式結(jié)構(gòu)。輪緣設于輪盤基體的外邊緣，葉片沿輪緣周向等間距分布在輪緣上，輪盤基體兩端面在靠近輪緣部位上設置圓弧狀凹槽，輪盤基體為一非等厚對稱圓盤，在軸與輪緣之間有一筒形環(huán)帶，環(huán)帶與輪盤基體設置圓弧過渡，環(huán)帶可作為轉(zhuǎn)子動平衡去除材料用，輪盤基體與軸結(jié)合處設置圓弧過渡。按此結(jié)構(gòu)設計的渦輪盤可使盤芯高應力區(qū)的碎片質(zhì)量盡可能少，且有效減少渦輪盤破裂產(chǎn)生劇烈能量波及飛機安全，從而提高飛機的安全性。本實用新型的渦輪效率可比現(xiàn)有的渦輪轉(zhuǎn)子增加5％。

所述的輪盤基體兩端面在靠近輪緣部位上設置圓弧狀凹槽5，輪盤基體2為一非等厚對稱圓盤，且與渦輪軸1處設置圓弧過渡8。

所述的渦輪軸1與輪緣3之間有一筒形環(huán)帶6，環(huán)帶與輪盤基體設置圓弧過渡7，環(huán)帶用于動平衡去除材料。渦輪轉(zhuǎn)子的平衡精度等級可達到G2.5。

所述的葉片4的數(shù)量為27片，葉片各截面進出口角按氣流的壓力分布進行扭曲，從葉根到葉尖的進口角為47°～104°，從葉根到葉尖的出口角為37.2°～27.4°。

所屬的渦輪盤通過在非等厚對稱輪盤基體與輪緣交接的部分設置過度圓弧，形成“束腰”型的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)在輪盤基體發(fā)生破裂前，使設置圓弧過度的方向的斷面(即“束腰”型的結(jié)構(gòu))破裂，發(fā)生斷裂后，輪緣和葉片整圈脫離輪盤基體，脫離后的輪緣和葉片與空氣渦輪起動機其它零組件發(fā)生碰撞，使得渦輪轉(zhuǎn)子失去做功的能力，從而降低渦輪轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，避免了輪盤基體高速運轉(zhuǎn)過程中繼續(xù)破裂的發(fā)生，從而阻止了輪盤破裂產(chǎn)生劇烈能量而危機飛機安全。

所述的渦輪效率可比現(xiàn)有的渦輪轉(zhuǎn)子增加5％。