[發(fā)明專利]渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)和渦輪發(fā)動機

有效

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• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113153445B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 聶建豪;賀宜紅;何康
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)湖南動力機械研究所
• 主分類號: F01D5/30
• 分類號: F01D5/30;F01D5/32
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43211
• 代理人: 李婷婷

本發(fā)明公開了一種渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)和渦輪發(fā)動機，包括渦輪盤和葉片，渦輪盤包括渦輪盤主體和榫頭結(jié)構(gòu)，榫頭結(jié)構(gòu)包括第一榫頭和位于第一榫頭中間端部的第二榫頭，第一榫頭的兩側(cè)對稱分布有凸齒，相鄰兩個榫頭結(jié)構(gòu)之間形成凹槽結(jié)構(gòu)；葉片包括葉片主體，用于與榫頭結(jié)構(gòu)榫接配合的榫槽結(jié)構(gòu)，榫槽結(jié)構(gòu)包括與第一榫頭榫接配合的第一榫槽，與第二榫頭榫接配合并處于第一榫槽內(nèi)部的第二榫槽；第一榫槽包括第三榫槽和第四榫槽；第一榫槽靠近凹槽結(jié)構(gòu)的一端與凹槽結(jié)構(gòu)之間設(shè)有用于葉片軸向限位的限位件。本發(fā)明的渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)，避免單級渦輪轉(zhuǎn)子葉片數(shù)目減小，典型榫接結(jié)構(gòu)葉片緣板懸臂過大，造成應(yīng)力過大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機領(lǐng)域，特別地，涉及一種渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還涉及一種包括上述渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動機。

背景技術(shù)

目前渦輪工作葉片與渦輪盤采用榫接方式進(jìn)行連接，如圖1和圖2所示，葉片榫頭呈現(xiàn)楔形，兩側(cè)做有對稱分布的梯形或半圓形齒，渦輪盤盤緣上相應(yīng)地做有同樣型面的榫槽。工作時葉片的離心力迫使榫頭的所有齒的支撐表面壓在輪盤的榫齒上。在葉片的離心力和彎曲力矩的作用下，榫齒承受著剪切和彎曲，榫頭的所有齒的工作表面承受擠壓，榫頭各截面承受拉伸。目前航空發(fā)動機快速發(fā)展，其功率/重量比率在不斷上升，渦輪工作葉片的每級葉片數(shù)量呈現(xiàn)下降的趨勢。但是隨著每級葉片數(shù)目的減少，渦輪工作葉片緣板的懸臂長度(如圖1中L1和L2所示)會增大，緣板與伸根相接的位置應(yīng)力將增大，葉片強度將難以滿足設(shè)計要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)，以解決隨著每級轉(zhuǎn)子葉片數(shù)目的減少，渦輪工作葉片緣板的懸臂長度增大，導(dǎo)致緣板與伸根相接位置應(yīng)力增大，使得葉片強度將難以滿足設(shè)計要求的技術(shù)問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)，包括渦輪盤和若干均布于渦輪盤周邊的葉片，渦輪盤包括渦輪盤主體，處于渦輪盤主體外周均勻布設(shè)有的榫頭結(jié)構(gòu)，榫頭結(jié)構(gòu)包括第一榫頭和位于第一榫頭中間端部的第二榫頭，第一榫頭的兩側(cè)對稱分布有凸齒，相鄰兩個榫頭結(jié)構(gòu)之間形成凹槽結(jié)構(gòu)；葉片包括葉片主體，處于葉片主體的緣板處設(shè)有用于與榫頭結(jié)構(gòu)榫接配合的榫槽結(jié)構(gòu)，榫槽結(jié)構(gòu)包括與第一榫頭榫接配合的第一榫槽，與第二榫頭榫接配合并處于第一榫槽內(nèi)部的第二榫槽；第一榫槽包括與第一榫頭一側(cè)凸齒的型面配合的第三榫槽，與第一榫頭另一側(cè)凸齒的型面配合的第四榫槽；第一榫槽靠近凹槽結(jié)構(gòu)的一端與凹槽結(jié)構(gòu)之間設(shè)有用于葉片軸向限位的限位件。

進(jìn)一步地，葉片主體的緣板的周向?qū)挾扰c榫槽結(jié)構(gòu)的周向?qū)挾认嗟取?/p>

進(jìn)一步地，第一榫槽周向?qū)挾刃∮诎疾劢Y(jié)構(gòu)周向?qū)挾鹊囊话耄坏诙静壑芟驅(qū)挾刃∮诎疾劢Y(jié)構(gòu)周向?qū)挾鹊囊话搿?/p>

進(jìn)一步地，第一榫槽采用縱樹形榫槽；第一榫頭采用與第一榫槽相配合的縱樹形榫頭。

進(jìn)一步地，第二榫槽和第二榫頭的橫截面為相互配合的凸字形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，限位件采用鎖片、導(dǎo)流盤、擋板、漲圈中的一種。

進(jìn)一步地，鎖片采用長方體結(jié)構(gòu)；鎖片包括基體和折疊段，折疊段布設(shè)在基體的兩端可自由彎折用于與渦輪盤貼合并鎖緊連接。

進(jìn)一步地，葉片主體的緣板上包括1個葉型、2個葉型或3個葉型。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機，包括上述渦輪發(fā)動機渦輪工作葉片的榫接結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明具有以下有益效果：