CN107747563B - 带阻尼的风扇机匣 - Google Patents

Abstract

本发明涉及航空发动机技术领域，具体提供了带阻尼的风扇机匣，将机匣与每个静子叶片焊接的加工方案调整为带第二外环的整环静子叶片插入到第一外环的方案，去掉焊接、热处理工艺，在机匣与叶片外环之间增加阻尼层，解决机匣变形、静子叶片叶身错位、转静子轴向间隙小引发的耐磨涂层轴向长度不足、大缘板小机匣余量等问题，增强了机匣抗振动能力。

Description

带阻尼的风扇机匣

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及带阻尼的风扇机匣。

背景技术

目前整环机匣一般采用焊接式：在薄壁机匣上铣出异形孔，异形孔与静子上缘板小间隙配合后用电子束焊焊接，结构精简。

传统焊接式风扇机匣存在以下缺陷：

1、由于对每个静子叶片上缘板分别焊接，焊缝较多，静子上缘板处容易存在焊不透或者应力过大的情况，容易萌生裂纹；

2、静子叶片焊接、热处理后叶身实际角向、轴向位置与理论位置存在偏移，机匣整体收缩与流路数据存在偏移，影响气动稳定性，且偏移位置无统计学规律；

3、在静子叶片与下一级的转子叶片轴向距离较小时，由于机匣后法兰边要在上缘板焊接应力区以外，下一级转子叶片上方的耐磨涂层轴向长度储备不足，存在转子叶尖磨到风扇机匣基体的风险，若保证耐磨涂层轴向长度，法兰边在上缘板焊缝危险距离内，容易萌生裂纹；

4、静子叶片稠度大、叶片叶形变化较大时，需要较大的静子上缘板，会造成机匣铣出异形孔后周向余量较小，强度储备不足的情况；

5、由于维护需要，需在静子叶片所在轴向区域增加维护座，采用焊接方案时，维护座焊缝与上缘板焊缝距离较近甚至交叉，容易萌生裂纹，采用装配方案需要铣加工机匣外表面，影响批产生产速度；

6、薄壁机匣除焊接变形、焊接内应力，受振动力影响较大，容易出现裂纹故障，影响使用寿命。

发明内容

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了带阻尼的风扇机匣，包括：

第一外环，其沿轴向的一端具有向外的第一法兰边，另一端具有向外的第二法兰边，所述第一外环内壁的靠近所述第一法兰边的一侧设有耐磨涂层，且所述第一外环具有止动凸台，所述止动凸台位于所述耐磨涂层的沿轴向远离所述第一法兰边的一侧，所述第一外环上开有通孔；

通过机加工方式得到的第二外环，其与所述第一外环过渡配合，所述第二外环的一端与所述止动凸台相配合，所述第二外环和所述第一外环之间设有减震胶，所述第二外环上开有通孔，其与所述第一外环的通孔相对应；

通过机加工方式得到的叶身，其与所述第二外环一体成型；

维护座，其通过紧固件固定在所述第一外环外侧，所述维护座的位置与所述第一外环的通孔相对应，所述紧固件的一端沉于所述第二外环内。

本发明提供的带阻尼的风扇机匣，具有如下有益效果：

1、将机匣与每个静子叶片焊接的加工方案调整为带第二外环的整环静子叶片插入到第一外环的方案，将原来的机加、焊接、锻造、热处理工艺改为纯机加，焊缝数量由叶片数减为0，避免了机匣焊接应力、增加了机匣刚性，降低了对生产厂的设备要求，没有了因焊接、热处理等特种工艺处理、周转带来的长周期，缩短了整体加工时间和生产成本，静子叶型更符合设计状态；

2、解决了机匣变形、静子叶片叶身错位，转静子轴向间隙小引发的耐磨涂层轴向长度不足、大缘板小机匣余量等问题，减小了气动损失和碰磨基体的概率；

3、由于取消焊接工艺，第一外环和第二外环的材料可以不相同，考虑减重、减振、隐身、降噪等需求，可使用特殊功能的复合材料、铝合金材料部分或全部替代钛合金材料；

4、相较于传统焊接式机匣，当需要特殊叶片时，该结构方案可保证测量方案测量准确性更高、气动流场影响更小、改装成本更小、改装周期更短；

5、该方案对维护座和测试座适应能力强，避免了传统采用铣加工凸台或者焊接带来的加工周期、焊接应力等问题。

6、增加了机匣的阻尼效果，提高了机匣的抗振动能力。

附图说明

以下参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释和说明本发明，而不能理解为对本发明的保护范围的限制。

图1是本发明的一种示意性实施例的风扇机匣的正视剖面图；

图2是本发明的一种示意性实施例中的维护座的正视剖视图。

附图标记：

10第一外环

11第一法兰边

12第二法兰边

13耐磨涂层

14止动凸台

20第二外环

21减振胶

30叶身

40维护座

50紧固件

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是：在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，均仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本文中，“示意性”表示“充当实例、例子或说明”，不应将在本文中被描述为“示意性”的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。

在本文中，“第一”、“第二”等仅用于彼此的区分，而非表示它们的重要程度及顺序等。

如图1所示，本发明提供的风扇机匣，包括第一外环10、通过机加工方式得到的第二外环20、通过机加工方式得到的叶身30和维护座40。

第一外环10沿轴向的一端具有向外的第一法兰边11，另一端具有向外的第二法兰边12，第一外环10内壁的靠近第一法兰边11的一侧设有耐磨涂层13，且第一外环10具有止动凸台14，止动凸台14位于耐磨涂层13的沿轴向远离第一法兰边11的一侧，第一外环10上开有通孔。

第二外环20与第一外环10过渡配合，第二外环20的一端与止动凸台14相配合，第二外环20和第一外环10之间设有减震胶21，提高了机匣的抗振动能力。

第二外环20上开有通孔，其与第一外环10的通孔相对应。

叶身30与第二外环20一体成型，装配时，第二外环20从第二法兰边12所在侧推入并与第一外环10过渡配合。

如图2所示，维护座40通过紧固件50固定在第一外环10外侧，可用于机匣维护，也可用于动应力测量或者流道内总温总压测量，维护座40的位置与第一外环10的通孔相对应，紧固件50的一端沉于第二外环20内，紧固件50以螺栓为例，在装配后，螺栓头不应凸出流道面，以避免螺纹孔的存在和影响流道面内的流场。可以理解的是，维护座40可设置多个，即第一外环10的通孔和第二外环20的通孔也设置多个。当需要进行动应力测量或者流道内总温总压测量时，可在需测量角向对第二外环20进行补加工切断，在相应位置增加特殊功能的单个叶片，通过径向沉头形式的螺栓进行定位，试验完毕后重新装配被切掉的叶片。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.带阻尼的风扇机匣，其特征在于，包括：

第一外环(10)，其沿轴向的一端具有向外的第一法兰边(11)，另一端具有向外的第二法兰边(12)，所述第一外环(10)内壁的靠近所述第一法兰边(11)的一侧设有耐磨涂层(13)，且所述第一外环(10)具有止动凸台(14)，所述止动凸台(14)位于所述耐磨涂层(13)的沿轴向远离所述第一法兰边(11)的一侧，所述第一外环(10)上开有通孔；

通过机加工方式得到的第二外环(20)，其与所述第一外环(10)过渡配合，所述第二外环(20)的一端与所述止动凸台(14)相配合，所述第二外环(20)和所述第一外环(10)之间设有减震胶(21)，所述第二外环(20)上开有通孔，其与所述第一外环(10)的通孔相对应；

通过机加工方式得到的叶身(30)，其与所述第二外环(20)一体成型；

维护座(40)，其通过紧固件(50)固定在所述第一外环(10)外侧，所述维护座(40)的位置与所述第一外环(10)的通孔相对应，所述紧固件(50)的一端沉于所述第二外环(20)内。

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