CN112049686A - 燃气轮机转子和燃气轮机 - Google Patents

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胡淑慧
刘洋
钟姝
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

本发明涉及一种燃气轮机转子和燃气轮机，燃气轮机转子包括：轮盘(1)；榫槽，包括位于轮盘的周面上的敞口和位于敞口的内侧的内腔，敞口的宽度小于内腔的宽度；叶片(2)，包括位于其根部的连接部，连接部包括与榫槽的内腔相适配的第一部分和与榫槽的敞口相适配的第二部分；以及弹性推压部件(3)，设在榫槽的底部用于将叶片(2)沿轮盘(1)的径向朝远离轮盘(1)的中心的方向推压。应用本申请的技术方案，弹性推压部件设在榫槽的底部并用于将叶片沿轮盘的径向朝远离轮盘的方向推压，从而改善了相关技术中存在的在装配叶片和轮盘时叶片的根部不能与榫槽的表面贴合的问题。

Description

燃气轮机转子和燃气轮机
技术领域
本发明涉及航空发动机领域，具体而言，涉及一种燃气轮机转子和燃气轮机。
背景技术
图1示出了一种相关技术的燃气轮机转子的经过其轴线的纵截面的结构示意图。如图1所示，相关技术的燃气轮机转子包括轮盘1和沿轮盘1的周向布置的多个叶片3，轮盘1的周面上设置有沿轮盘1的周向延伸的榫槽2，榫槽2包括位于轮盘1的周面上的敞口和位于敞口的内侧的内腔，榫槽2的敞口的宽度小于内腔的宽度，叶片3的根部设置有与榫槽2相适配的连接部，连接部包括与榫槽2的内腔相适配的第一部分和与榫槽2的敞口相适配的第二部分。榫槽2的敞口的宽度小于叶片3的连接部的第一部分，因此叶片3能够被限制沿轮盘1的径向朝远离轮盘1的方向移动。
轮盘1的周面上还设有与榫槽2相通的连接部进口，连接部进口与榫槽2沿轮盘1的周向并排布置。连接部进口的位于轮盘1的周面上的敞口的宽度大于叶片3的连接部的第一部分，因此叶片3的根部的连接部能够沿径向插入连接部进口，叶片3的连接部插入连接部进口后沿周向移动即可进入到榫槽2内。
如图1所示，在将叶片3的根部安装在榫槽2中后，叶片3的根部与榫槽2的底面之间具有一定的间距d。转子的叶片3与轮盘1在装配时，由于叶片3与轮盘1之间在径向上存在间隙。导致叶片3在装配时叶片3的根部的配合面不能有效贴合榫槽2的表面，与实际工作状态不一致。装配时叶片3的缘板间周向间隙较转子工作装填缘板周向间隙偏小。这种结构方式存在着以下缺点：
1.装配过程中转子的叶片3在重力的作用下沉，装配时转子缘板周向间隙满足要求，发动机实际运转过程中转子缘板周向间隙偏大。周向间隙偏大不利于转子重量均匀分布，进而引发超出预期的转子不平衡量。
2.转子不平衡量引起发动机工作时的振动为主要振源，严重的振动可使发动机零、部件疲劳损伤甚至损坏。
发明内容
本发明旨在提供一种燃气轮机转子和燃气轮机，以改善现有技术中存在的在装配叶片和轮盘时叶片的根部不能与榫槽的表面贴合的问题。
根据本发明实施例的一个方面，本发明提供了一种燃气轮机转子，燃气轮机转子包括：
轮盘；
榫槽，包括位于轮盘的周面上的敞口和位于敞口的内侧的内腔，敞口的宽度小于内腔的宽度；
叶片，包括位于其根部的连接部，连接部包括与榫槽的内腔相适配的第一部分和与榫槽的敞口相适配的第二部分；以及
弹性推压部件，设在榫槽的底部用于将叶片沿轮盘的径向朝远离轮盘的中心的方向推压。
可选地，弹性推压部件包括：
基底，设在榫槽的底面上；以及
弹片，与基底连接并相对于与基底翘起，用于将叶片沿轮盘的径向朝远离轮盘的中心的方向推压。
可选地，弹片的第一端与基底连接，弹片的第二端为高于基底的自由端。
可选地，基底和弹片由同一片状部件形成，片状部件的一部分上翘以形成弹片，并在基底上形成与弹片的形状一致的缺口。
可选地，基底上设置有沿轮盘的周向布置的多个弹片，弹片与叶片一一对应地设置。
可选地，弹性推压部件为沿轮盘的周向延伸的弧形。
可选地，弹性推压部件为多个，多个弹性推压部件沿轮盘的周向并排布置。
根据本发明的另一方面，还提供了一种燃气轮机，该燃气轮机包括上述的燃气轮机转子。
应用本申请的技术方案，弹性推压部件设在榫槽的底部并用于将叶片沿轮盘的径向朝远离轮盘的方向推压，从而改善了相关技术中存在的在装配叶片和轮盘时叶片的根部不能与榫槽的表面贴合的问题。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了相关技术的燃气轮机的纵截面的结构示意图；
图2示出了本发明的实施例的燃气轮机转子的横截面的结构示意图；
图3示出了本发明的实施例的燃气轮机转子的弹性推压部件的结构示意图；以及
图4示出了本发明的实施例的燃气轮机转子的弹性推压部件的截面结构示意图。
具体实施方式
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。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。
图2示出了本实施例的燃气轮机转子的横截面的结构示意图。如图2所示，本实施例的燃气轮机转子包括轮盘1和沿轮盘1的周向布置的多个叶片2。
轮盘1的周面上设置有用于安装叶片2的榫槽，榫槽包括位于轮盘1的周面上的敞口和位于敞口的内侧的内腔，敞口的宽度小于榫槽的内腔的宽度。榫槽沿轮盘1的周向延伸，多个叶片2均安装在榫槽中。
叶片2包括位于其根部的连接部，连接部包括与榫槽的内腔相适配的第一部分和与榫槽的敞口相适配的第二部分。轮盘1的周面上还设有连接部进口，连接部进口与榫槽沿轮盘的周向布置并连通，连接部进口位于轮盘1的周面上的敞口的宽度大于叶片2的根部的连接部第一部分的宽度，因此，叶片2的连接部能够由连接部进口插入，连接部插入连接部进口后沿轮盘2的周向移动至榫槽中，由于榫槽的敞口的宽度小于连接部的第一部分的宽度，因此叶片被限制沿径向朝远离轮盘的方向移动。
为了改善现有技术中存在的叶片2的根部的连接部不能够与榫槽的表面有效贴合的问题，本实施例的燃气轮机还包括弹性推压部件3，弹性推压部件3设在榫槽的底部并用于将叶片2沿轮盘1的径向朝远离轮盘1的方向推压。弹性推压部件3位于榫槽的底面和叶片2之间。
图3示出了本实施例的弹性推压部件3的结构示意图，图4示出了本实施例的弹性推压部件3的截面结构示意图。
结合图3和图4所示，本实施例的弹性推压部件3包括设在榫槽的底面上的基底31和与基底31连接并相对于基底31翘起的弹片32，弹片32用于将叶片2沿轮盘1的径向朝远离轮盘1的方向推压。
基底31和弹片32由同一片状部件形成，片状部件的部分上翘以形成弹片32，并在基底31上形成与弹片32的形状一致的缺口。
弹片32的第一端与基底31连接，弹片32的第二端为高于基底31的自由端。弹片32沿第一方向相对于基底31逐渐升高。
自由状态下的弹片32的远离基底31的一端的高度为a，自由状态下的弹片32与基底31之间的夹角为b。自由状态下的弹片32的远离基底31的一端的高度大于叶片2的根部与榫槽的底面之间的间距。
在将叶片2安装到榫槽内的过程中，首先将叶片2的根部的连接部插入到连接部进口，然后沿上述的第一方向将叶片2的连接部朝榫槽内移动，当叶片2的根部的连接部安装到榫槽内后，弹片32被叶片2压缩，弹片32的远离基底31的一端的高度a减小，弹片32与基底31之间的夹角b变小。
本实施例中，弹性推压部件3为沿轮盘1的周向延伸的弧形。多个弹性推压部件3沿轮盘1的周向并排布置。
每个弹性推压部件3的基底31上设置有多个弹片32，弹片32与叶片2一一对应地设置，弹片32用于将相应的叶片2沿轮盘1的径向朝远离轮盘1的方向推压。
本实施例中，弹性推压部件3为钣金件，利用钣金件的回弹性质，使得弹性推压部件3能够顺利地装入轮盘1上的榫槽中。根据叶片2沿轮盘1的周向上布置的密集程度相应地设置弹片31，例如每个弹性推压部件3的基底31上设置有5至6个弹片31。每个基底31上设有多个弹片32，相对于弹片32、基底31和叶片2一一对应地设置，有利于减少零件的数量，增强结构的可靠性。
在基盘1的榫槽的底部设置弹性推压部件3，弹性推压部件3的弹片31将叶片2朝基盘1的中心的方向推压，并起到支撑叶片2的作用，有利于消除装配过程中带来的叶片2和榫槽底面之间的间隙，从而使叶片2的连接部顺利、有效地贴合榫槽的表面。
本实施例的燃气轮机转子的结构有利于消除装配过程中叶片2与榫槽的底面之间的间隙，保证装配过程叶片2即处于燃气轮机工作时叶片所处的位置。
本实施例的燃气轮机转子的结构有利于保证转子的缘板周向间隙与转子发生高速旋转时间隙相当，装配过程中有效控制转子周向间隙。通过转子周向间隙的有效控制，从而使装配过程中转子不平衡量更接近实际工作状态。因此，减小了叶片周向窜动带来的不平衡量的变化，通过转子周向间隙的有效控制，从而使装配过程中转子不平衡量更接近实际工作状态。
根据本发明的另一方面，本实施例还公开了一种燃气轮机，该燃气轮机包括上述的燃气轮机的转子。本实施例中的燃气轮机为航空发动机。
以上所述仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机转子，其特征在于，包括：
轮盘(1)；
榫槽，包括位于轮盘的周面上的敞口和位于所述敞口的内侧的内腔，所述敞口的宽度小于所述内腔的宽度；
叶片(2)，包括位于其根部的连接部，所述连接部包括与所述榫槽的内腔相适配的第一部分和与所述榫槽的敞口相适配的第二部分；以及
弹性推压部件(3)，设在所述榫槽的底部用于将所述叶片(2)沿所述轮盘(1)的径向朝远离所述轮盘(1)的中心的方向推压。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机转子，其特征在于，所述弹性推压部件(3)包括：
基底(31)，设在所述榫槽的底面上；以及
弹片(32)，与所述基底(31)连接并相对于与所述基底(31)翘起，用于将所述叶片(2)沿所述轮盘(1)的径向朝远离所述轮盘(1)的中心的方向推压。
3.根据权利要求2所述的燃气轮机转子，其特征在于，所述弹片(32)的第一端与所述基底(31)连接，所述弹片(32)的第二端为高于所述基底(31)的自由端。
4.根据权利要求2所述的燃气轮机转子，其特征在于，所述基底(31)和所述弹片(32)由同一片状部件形成，所述片状部件的一部分上翘以形成弹片(32)，并在所述基底(31)上形成与所述弹片(32)的形状一致的缺口。
5.根据权利要求2所述的燃气轮机转子，其特征在于，所述基底上(31)设置有沿所述轮盘(1)的周向布置的多个弹片(32)，所述弹片(31)与所述叶片(2)一一对应地设置。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机转子，其特征在于，所述弹性推压部件(3)为沿所述轮盘(1)的周向延伸的弧形。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机转子，其特征在于，所述弹性推压部件(3)为多个，多个所述弹性推压部件(3)沿所述轮盘(1)的周向并排布置。
8.一种燃气轮机，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的燃气轮机转子。
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