[發明專利]一種渦輪葉片的減震潤滑結構

有效

• 申請號: 201210306082.3
• 申請日: 2012-08-24
• 公開（公告）號: CN102797509A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 余敏橋
• 申請（專利權）人: 中國南方航空工業（集團）有限公司
• 主分類號: F01D5/28
• 分類號: F01D5/28;F01D5/30;F01D5/16
• 代理公司: 北京尚德技研知識產權代理事務所(普通合伙) 11378
• 代理人: 嚴勇剛

技術領域

本發明涉及渦輪發動機的渦輪葉片的結構，尤其是一種渦輪葉片涂層結構，其可用于高溫渦輪葉片與葉片盤減震潤滑。

背景技術

CN?202370590U公開了一種現有的渦輪葉片結構，如圖1、2所示，其中的渦輪葉片1包括一體形成的葉身10、平臺11和榫頭12。為固定渦輪葉片1，渦輪葉片1的榫頭12插入到沿渦輪盤2徑向布置的榫槽21中，以將渦輪葉片1固定安裝在渦輪盤2上。榫頭12具有一個安裝側面121和與該安裝側面121相對的后側面122，渦輪葉片1安裝到渦輪盤2上時，安裝側面121會首先進入榫槽21。渦輪葉片1的榫頭12呈楔形狀并具有兩個對稱的楔形面123、124，楔形面123、124上具有平行的凹凸結構。渦輪盤2的榫槽21具有與渦輪葉片1的榫頭12形狀配合的結構，用于固定安裝渦輪葉片1。該現有技術通過在渦輪葉片1的平臺11下方設置相應的凸臺結構來解決渦輪葉片1和渦輪盤2連接不嚴密產生滑移錯位的缺陷。

另外，US?2010178169A1也公開了一種渦輪葉片和渦輪盤之間的密封涂層，其通過在與渦輪盤的榫槽底部對應的渦輪葉片的榫頭的底部設置一層涂層以提供相應的密封，并留出一定的空隙供冷卻渦輪葉片的氣流通過。

上述現有技術中的渦輪葉片結構雖然采用了相關的結構或涂層，但是渦輪葉片的榫頭和渦輪盤的榫槽之間仍然會存在較大的安裝間隙，通常情況下，榫頭的楔形面和渦輪槽之間的單邊間隙可達0.2mm，因此當發動機工作時，這些間隙會造成渦輪葉片在渦輪盤上晃動，從而產生較大的震動和磨損，造成安全隱患，并且由于渦輪葉片和渦輪盤需要在高溫燃氣流中工作，相應的部件需要承受較高的溫度，通?？蛇_到800℃左右。而上述現有技術CN202370590U中所應用的凸臺結構難以承受這樣的高溫，其在溫度不超過450℃的應用環境下尚可發揮一定的效能，應用范圍局限在風扇葉片、壓氣機葉片，壓氣機導向葉片等低溫部件，不能用于工作溫度達800℃的高溫氧化性氣氛中的渦輪部件。

而上述現有技術US2010178169A1中的密封涂層乃是為了墊高榫頭和榫槽之間的間隙，以便于冷卻氣流的通過，因此，該現有技術中的密封涂層設置于榫頭底部與榫槽底部之間，該位置處的密封涂層對于位于渦輪葉片的榫頭的楔形面和渦輪槽之間的間隙沒有任何作用，無法抑制因該位置的間隙所產生的震動和磨損。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種渦輪葉片的減震潤滑結構，以減少或避免前面所提到的問題。

具體來說，本發明提供了一種渦輪葉片的減震潤滑結構，其可滿足航空發動機渦輪部件潤滑和減震的雙重功效，且使用溫度不低于800℃。

為解決上述技術問題，本發明提出了一種渦輪葉片的減震潤滑結構，該渦輪葉片包括一體形成的葉身、平臺和榫頭，所述榫頭具有一個安裝側面和與該安裝側面相對的后側面，所述榫頭呈楔形狀并具有兩個對稱的楔形面，其中，所述兩個楔形面上對稱設置有兩個帶狀減震潤滑涂層區，所述減震潤滑涂層區由石墨型氮化硼和鎳、鉻、鋁、鐵的混合物噴涂而成。

優選地，所述石墨型氮化硼和鎳、鉻混合物由如下重量份的組分組成：氮化硼5.5，鋁3.5，鐵8，鎳69，鉻14。

優選地，所述石墨型氮化硼和鎳、鉻混合物的粒度范圍為：-120～+325目。

優選地，所述帶狀減震潤滑涂層區寬3-10mm。

優選地，所述帶狀減震潤滑涂層區臨近所述后側面設置。

優選地，所述帶狀減震潤滑涂層區由所述平臺向所述榫頭的末端延伸，其上部靠近所述后側面122一側，下部延伸靠向所述安裝側面121一側，所述帶狀減震潤滑涂層區與所述后側面呈8-20°夾角。

優選地，位于所述榫頭的末端的所述帶狀減震潤滑涂層區與所述后側面之間的最小距離為3-10mm。

優選地，所述帶狀減震潤滑涂層區的厚度為0.2~2mm。

優選地，所述減震潤滑涂層區采用氧乙炔火焰噴涂形成。

優選地，所述減震潤滑涂層區的氧乙炔火焰噴涂參數為：氧氣壓力32psi，氫氣壓力28psi，氧氣流量70SCFH，氫氣流量250SCFH，噴嘴距離渦輪葉片的距離200～300mm，送粉量60～80g/min，噴涂次數6～12次。

本發明所提供的渦輪葉片的減震潤滑結構，其在渦輪葉片的榫頭的楔形面上設置減震潤滑區，可滿足航空發動機渦輪榫頭和榫槽之間的潤滑和減震雙重功效，且該減震潤滑區采用石墨型氮化硼和鎳、鉻、鋁、鐵的混合物噴涂而成，從而可以使用于溫度不低于800℃的高溫環境下。

附圖說明