CN107762568A - 焊接形成的风扇机匣 - Google Patents

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项洁琼
王继业
苏里
王坤
赵旭辉
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D9/00—Stators
    • F01D9/02—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles
    • F01D9/04—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector
    • F01D9/042—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators
    • F01D9/044—Nozzles; Nozzle boxes; Stator blades; Guide conduits, e.g. individual nozzles forming ring or sector fixing blades to stators permanently, e.g. by welding, brazing, casting or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/007—Preventing corrosion

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明涉及航空发动机技术领域，具体提供了焊接形成的风扇机匣，包括前外环、后外环和叶身，前外环沿轴向的一端具有向外的前法兰边，另一端具有第前焊接凸台，所述前外环内壁的靠近所述前法兰边的一侧设有耐磨涂层，后外环沿轴向的一端具有后焊接凸台，另一端具有向外的后法兰边，所述后焊接凸台和所述前焊接凸台通过磨擦焊或电子束焊的方式相焊接，叶身与所述后外环一体成型，将外环与每个静子叶片焊接的加工方案调整为机加带法兰边、后外环的整环静子叶片、与前内环焊接的方案，增加了机加工作量，减少了焊接、剔除了锻造的工作量，降低了对生产厂的设备要求。

Description

焊接形成的风扇机匣
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及焊接形成的风扇机匣。
背景技术
我国机械加工行业中，机加发展较快，焊接工艺发展较慢。由于减重需要，风扇机匣一般为焊接式：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、重量轻。由于为薄壁焊接结构，存在很多问题。
传统焊接式风扇机匣存在如下缺陷：
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。
发明内容
为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷，本发明提供了焊接形成的风扇机匣，包括：
前外环，其沿轴向的一端具有向外的前法兰边，另一端具有第前焊接凸台，所述前外环内壁的靠近所述前法兰边的一侧设有耐磨涂层；
通过机加工方式得到的后外环，其沿轴向的一端具有后焊接凸台，另一端具有向外的后法兰边，所述后焊接凸台和所述前焊接凸台通过磨擦焊或电子束焊的方式相焊接；
通过机加工方式得到的叶身，其与所述后外环一体成型。
本发明提供的焊接形成的风扇机匣，具有如下有益效果：
1、将外环与每个静子叶片焊接的加工方案调整为机加带法兰边、后外环的整环静子叶片、与前内环焊接的方案，增加了机加工作量，减少了焊接、剔除了锻造的工作量，降低了对生产厂的设备要求；
2、复杂且数量多的焊缝简化为一条环形焊缝，缩短了焊接时间，降低了机匣焊接应力、收缩变形量，增加了机匣刚性；
3、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。新方案工艺成熟，保留了原结构精简、重量轻的优点。
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。
附图标记：
10前外环
11前法兰边
12耐磨涂层
13前焊接凸台
20后外环
21后焊接凸台
22后法兰边
30叶身
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。
如图1所示，本发明提供的焊接形成的风扇机匣，包括前外环10、通过机加工方式得到的后外环20和通过机加工方式得到的叶身30。前外环10沿轴向的一端具有向外的前法兰边11，另一端具有第前焊接凸台13，前外环10内壁的靠近前法兰边11的一侧设有耐磨涂层12。加工时，前外环10由环锻件半精加工形成，前法兰边11的安装边以及前外环10的内壁面均留有余量。后外环20沿轴向的一端具有后焊接凸台21，另一端具有向外的后法兰边22，后焊接凸台21和前焊接凸台13通过磨擦焊或电子束焊的方式相焊接。加工时，后外环20由环锻件精加工形成，后法兰边22的安装边和后外环20的内壁面不留有余量。叶身30与后外环20一体成型。
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.焊接形成的风扇机匣，其特征在于，包括：
前外环(10)，其沿轴向的一端具有向外的前法兰边(11)，另一端具有第前焊接凸台(13)，所述前外环(10)内壁的靠近所述前法兰边(11)的一侧设有耐磨涂层(12)；
通过机加工方式得到的后外环(20)，其沿轴向的一端具有后焊接凸台(21)，另一端具有向外的后法兰边(22)，所述后焊接凸台(21)和所述前焊接凸台(13)通过磨擦焊或电子束焊的方式相焊接；
通过机加工方式得到的叶身(30)，其与所述后外环(20)一体成型。
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