CN115355065B - 一体化三腔空心支板 - Google Patents

Abstract

本发明公开的一体化三腔空心支板，属于航空燃气涡轮发动机风扇部件设计的领域，至少部分解决现有技术中支板的连接方式致使整体使用性能降低的技术问题。包括叶身，所述叶身的沿径向方向上的两端分别一体式形成有上支板头和下支板头，所述上支板头、下支板头与叶身在对接位置无横向对接焊缝以消除焊接应力；所述叶身沿发动机轴向依次间隔设置有前腔、中腔和后腔，其中：所述前腔和中腔用以空心支板的减重且相连通，避免在高空低速的环境下结冰；所述后腔两端的开口分别沿上支板头、下支板头进行延伸，以形成用以进油、回油和引线的通孔，整体重量降低且提高使用性能。

Description

一体化三腔空心支板

技术领域

本发明属于航空燃气涡轮发动机风扇部件设计的领域，尤其涉及一种一体化三腔空心支板。

背景技术

进气承力框架作为发动机第一个轴承支点的一部分，第一个轴承支点即为发动机轴线方向上从前向后排序的第一个轴承支点。进气承力框架也是发动机风扇转子支承的重要组成部分，要求能可靠的承受和传递第一个轴承支点的径向力以保证发动机的工作可靠性。为满足第一个轴承支点的正常工作，进气承力框架需设计有相应结构满足支点进油、回油、通风、风扇转子转速测试引线的需要。由于进气单元体工作环境恶劣，飞机高空穿越水滴云层时，进气支板结冰会对发动机性能和安全产生不利影响，因此进气承力框架结构还需考虑发动机进口防冰功能需求。综上，进气承力框架设计需考虑的因素众多，结构复杂，设计难度大，一直以来都是航空发动机设计的研究重点。

进气承力框架中，进气支板是连接第一个轴承支点和外机匣的枢纽，要求其需要有较好的刚度及强度、外廓需满足气动构型要求。此外，进气承力框架中提供给第一个轴承支点的进油、回油、通风、风扇转子转速测试引线以及进口防冰功能皆由进气支板承担，例如，传统的技术方案中进气支板与机匣普遍采用螺栓连接方式，通过大螺母将进气支板固定在外机匣壁面上、内机匣处通过螺栓或销钉将进气支板与轴承座连接，组成进气承力框架，存在零件数目多、结构复杂、重量大的缺点，致使整体的功能性降低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种一体化三腔空心支板，至少部分解决现有技术中的支板的连接方式致使整体使用性能降低的技术问题。

提供的一体化三腔空心支板，焊接在发动机的进气承力框架上，包括叶身，所述叶身的沿径向方向上的两端分别一体式成型有上支板头和下支板头，所述上支板头、下支板头与叶身在对接位置无横向对接焊缝以消除焊接应力；

所述叶身沿发动机轴向依次间隔设置有前腔、中腔和后腔，其中：

所述前腔和中腔用以空心支板的减重且相连通，避免在高空低速的环境下结冰；

所述后腔两端的开口分别沿上支板头、下支板头进行延伸，以形成用以进油、回油和引线的通孔。

本发明的技术有益效果：

与国内其它机型中的空心支板相比，结构/功能一体化的三腔空心支板结构完整，无横向中间对接焊缝，消除了焊接产生的内应力，极大提升了结构可靠性，并且一体化设计省去了支板内部管路，取消了滑油管路众多小零件，降低了功能支板厚度，实现了进气支板等厚度设计，有利于降低流场畸变，提升发动机性能，同时，摒弃了传统的螺栓连接方式，采用较为常用的电子束焊与机匣连接，设计极大的简化了构件结构。结构/功能一体化的三腔空心支板设计使得进气承力框架零件数量减少70%，结构减重。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例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公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为前端机匣的装配示意图；

图2为本发明叶身的主视图；

图3为本发明叶身的俯视剖视图；

图4为前腔设置通气孔的示意图；

其中：1、上支板头；2、叶身；3、下支板头；4、进气锥；21、前腔；22、中腔；23、后腔；221、通气孔。

具体实施方式

下面结合附图对本公开实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

如图1所示的一体化三腔空心支板，焊接在发动机的进气承力框架上，位于发动机最前端，如图2所示，空心支板包括叶身2，叶身2的沿径向方向上的两端分别一体式成型有上支板头1和下支板头3，一体式的方式优选的为，叶身2的两端分别部分嵌入上支板头1和下支板头3，以一体式的方式设置，目的是致使上支板头1、下支板头3与叶身2在对接位置无横向对接焊缝以消除焊接应力；

如图3所示，叶身2沿发动机轴向依次间隔设置有前腔21、中腔22和后腔23，其中：

前腔21和中腔22用以空心支板的减重且相连通，避免在高空低速的环境下结冰，优选的，前腔21贯穿叶身2且两端开口结构设置；

后腔23两端的开口分别沿上支板头1、下支板头3进行延伸，以形成用以进油、回油和引线的通孔，后腔23可作为第一个轴承支点的进油、回油、通风以及测试引线通道，取消了滑油管路等小零件，极大地简化了滑油管路。支板的结构功能一体化设计省去了内部管路，降低了功能支板厚度，有利于降低流场畸变，提升发动机性能。

作为本案所提供的具体实施方式，发动机进气口位置设置有进气锥4，防止进气锥4的结冰，具体的：

前腔21近邻机匣位置的一端开口结构设置，并且延伸出上支板头1与发动机内的热端部件连通，另一端开口结构设置并延伸出下支板头3与进气锥4相互连通，以将发动机内的热端部件产生的热气引入所述前腔内，并输送至进气锥内，避免进气锥在高空低速的环境下结冰。

进气锥4的前端通过连接件与下支板头3连接，例如，法兰和螺纹组件等进行安装，后端通过止口的方式与下支板头3连接。

进一步的，如图4所示，中腔22的壁面上沿发动机径向方向上且在近邻下支板头3位置处间隔设置有通气孔221，中腔22通过通气孔221与前腔21相连通，热端部件的热空气进入中腔22避免整个支板在高空低速的环境下结冰，优选的，中腔22沿发动机径向方向的两端封闭，且中腔22贯穿叶身2，便于与叶身2一体式成型。

以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种一体化三腔空心支板，焊接在发动机的进气承力框架上，包括叶身，发动机进气口位置设置有进气锥，其特征在于，所述叶身的沿径向方向上的两端分别一体式成型有上支板头和下支板头，所述上支板头、下支板头与叶身在对接位置无横向对接焊缝以消除焊接应力；

所述叶身沿发动机轴向依次间隔设置有前腔、中腔和后腔，其中：

所述前腔和中腔用以空心支板的减重且相连通，避免在高空低速的环境下结冰，其中：所述前腔近邻机匣位置的一端开口结构设置，并且与发动机内的热端部件连通，近邻所述下支板头的一端与所述进气锥相互连通，以将发动机内的热端部件产生的热气引入所述前腔内，并输送至进气锥内，避免进气锥在高空低速的环境下结冰，且，所述前腔贯穿所述叶身且两端开口结构设置；

所述中腔的壁面上沿发动机径向方向上且在近邻所述下支板头位置处间隔设置有通气孔，所述中腔通过所述通气孔与所述前腔相连通，热端部件的热空气进入所述中腔避免所述上支板头、下支板头在高空低速的环境下结冰；

所述后腔两端的开口分别沿上支板头、下支板头进行延伸，以形成用以进油、回油和引线的通孔；

所述叶身的两端分别部分嵌入所述上支板头和下支板头，以一体式的方式设置。

2.根据权利要求1所述的一体化三腔空心支板，其特征在于，所述中腔沿发动机径向方向的两端封闭，且所述中腔贯穿所述叶身。

3.根据权利要求2所述的一体化三腔空心支板，其特征在于，所述前腔贯穿所述叶身且两端开口结构设置。

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