CN117722235A - 双辐板涡轮盘 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双辐板涡轮盘，涉及航空发动机技术领域，双辐板涡轮盘包括：左辐板和右辐板，左辐板和右辐板间隔设置，且左辐板和右辐板之间形成盘腔；盘心连接结构，位于盘腔的内侧，盘心连接结构与左辐板和右辐板均抵接。本发明实施例通过设置盘心连接结构便于传递盘心应力，并减小盘心应力水平。该结构既能明显减小盘心应力,又能方便装配、减小过渡态脱落的风险。

Description

双辐板涡轮盘

技术领域

本说明书涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种双辐板涡轮盘。

背景技术

双辐板涡轮盘通过左、右辐板焊接而成，两个辐板围成一个中心盘腔。这种结构形式在满足涡轮盘变形及强度要求的前提下，双辐板涡轮盘较之单辐板涡轮盘减重15%，进而减轻发动机整体质量，提高发动机推重比。在美国IHPTET计划下，针对下一代高推重比涡扇发动机的高压涡轮盘设计，提出低机械惯量、热惯量的新型涡轮盘结构设计技术。

研究表明，在双辐板涡轮盘工作过程中，盘心应力最大。因此可通过改进盘心连接结构，改善整个盘身的应力分布，优化传力路径，从而提高双辐板涡轮盘的承载能力和寿命。

针对双辐板涡轮盘盘心连接结构，国内、外提出了挂钩、垫片、滑舌、旋唇形通道等结构，这些结构一定程度上减小了盘心应力，优化了整盘应力分布。但这些结构存在装配困难、过渡态有脱落风险等问题。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种用于航空发动机的双辐板涡轮盘，以解决涡轮盘盘心应力大、盘心结构在过渡态容易脱落的问题。

本发明具体方案为：一种双辐板涡轮盘，包括：左辐板和右辐板，左辐板和右辐板间隔设置，且左辐板和右辐板之间形成盘腔；盘心连接结构，位于盘腔的内侧，盘心连接结构与左辐板和右辐板均抵接，在径向截面内，盘心连接结构呈T形状。

进一步地，盘心连接结构包括：环形结构；多个凸起结构，设置在环形结构的内表面且朝向环形结构的轴线凸起，多个凸起结构沿环形结构周向间隔均布。

进一步地，环形结构上开设有多个径向贯通的引气通道，多个径向贯通的引气通道沿环形结构周向间隔均布，且每个引气通道均位于相邻两个凸起结构之间。

进一步地，凸起结构包括依次连接的第一圆弧段、第二圆弧段、第三圆弧段和第四圆弧段，其中，第四圆弧段与环形结构的内壁连接，第一圆弧段与第四圆弧段间隔相对设置，第二圆弧段和第三圆弧段对称设置在第一圆弧段两侧，且第二圆弧段的一端和第三圆弧段的一端均与第一圆弧段连接，第二圆弧段的另一端和第三圆弧段的另一端均与第四圆弧段连接。

进一步地，凸起结构的数量为6至10个。

进一步地，凸起结构的厚度为3-4mm。

进一步地，盘心连接结构的环形结构与盘腔的内侧对应位置设置有安装间隙，安装间隙为0.15-0.25mm。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：本发明实施例通过设置盘心连接结构便于传递盘心应力，并减小盘心应力水平。该结构既能明显减小盘心应力, 又能方便装配、减小过渡态脱落的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的一些实施例，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是本发明实施例的整体结构示意图；

图2是图1的局部放大示意图；

图3是本发明实施例中盘心连接结构的结构示意图；

图4是图3的主视图；

图5是本发明实施例的整体装配结构的第一方向视图；

图6是本发明实施例的整体装配结构的第二方向视图。

图中附图标记：1、左辐板；2、盘心连接结构；3、右辐板；4、回转轴线；5、盘腔；21、环形结构；22、凸起结构；23、引气通道。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，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申请的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。本申请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，在没有背离本申请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。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种双辐板涡轮盘，包括左辐板1、右辐板3和盘心连接结构2。左辐板1和右辐板3间隔设置，且左辐板1和右辐板3之间形成盘腔5；盘心连接结构2位于盘腔5的内侧，盘心连接结构2与左辐板1和右辐板3均抵接。

本发明实施例通过设置盘心连接结构2便于传递盘心应力，并减小盘心应力水平。该结构既能明显减小盘心应力, 又能方便装配、减小过渡态脱落的风险。

在径向截面内，盘心连接结构2呈T形状。盘心连接结构2包括环形结构21和多个凸起结构22，多个凸起结构22设置在环形结构21的内表面且朝向环形结构21的轴线凸起，多个凸起结构22沿环形结构21周向间隔均布。环形结构21为周向连续结构，多个凸起结构22彼此不连接且位于环形结构21的周向中部位置。

优选地，环形结构21上开设有多个径向贯通的引气通道23，多个径向贯通的引气通道23沿环形结构21周向间隔均布，且每个引气通道23均位于相邻两个凸起结构22之间。

上述引气通道23可以进行冷气引入，从而实现双辐板涡轮盘的冷却。

凸起结构22呈腰形或者跑道形，凸起结构22包括依次连接的第一圆弧段、第二圆弧段、第三圆弧段和第四圆弧段，其中，第四圆弧段与环形结构21的内壁连接，第一圆弧段与第四圆弧段间隔相对设置，第二圆弧段和第三圆弧段对称设置在第一圆弧段两侧，且第二圆弧段的一端和第三圆弧段的一端均与第一圆弧段连接，第二圆弧段的另一端和第三圆弧段的另一端均与第四圆弧段连接。

设置成上述结构可以便于冷气引入，使气体可以顺畅进入到双辐板涡轮盘的内部，同时不会发生冷却不均的问题。

具体地，本发明实施例中的凸起结构22的数量为6至10个，优选为8个。每个凸起结构22的厚度为3-4mm。且凸起结构22的根部倒圆，倒圆大小为R3-R4。

在本实施例中，凸起结构22的总截面面积不小于盘心对应环面面积的1/2。

盘心连接结构2的环形结构21与盘腔5的内侧对应位置设置有安装间隙，安装间隙为0.15-0.25mm，优选为0.2mm。

需要说明的是，左辐板1与右辐板3在盘缘采用焊接界面连接而成，在盘心形成盘腔5，并通过盘心连接结构2连接。盘心连接结构2为绕回转轴线4的回转体。

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

Claims (7)

1.一种双辐板涡轮盘，其特征在于，包括：

左辐板（1）和右辐板（3），左辐板（1）和右辐板（3）间隔设置，且左辐板（1）和右辐板（3）之间形成盘腔（5）；

盘心连接结构（2），位于盘腔（5）的内侧，盘心连接结构（2）与左辐板（1）和右辐板（3）均抵接，在径向截面内，盘心连接结构（2）呈T形状。

2.根据权利要求1所述的双辐板涡轮盘，其特征在于，盘心连接结构（2）包括：

环形结构（21）；

多个凸起结构（22），设置在环形结构（21）的内表面且朝向环形结构（21）的轴线凸起，多个凸起结构（22）沿环形结构（21）周向间隔均布。

3.根据权利要求2所述的双辐板涡轮盘，其特征在于，环形结构（21）上开设有多个径向贯通的引气通道（23），多个径向贯通的引气通道（23）沿环形结构（21）周向间隔均布，且每个引气通道（23）均位于相邻两个凸起结构（22）之间。

4.根据权利要求2所述的双辐板涡轮盘，其特征在于，凸起结构（22）包括依次连接的第一圆弧段、第二圆弧段、第三圆弧段和第四圆弧段，其中，所述第四圆弧段与环形结构（21）的内壁连接，所述第一圆弧段与所述第四圆弧段间隔相对设置，所述第二圆弧段和所述第三圆弧段对称设置在所述第一圆弧段两侧，且所述第二圆弧段的一端和所述第三圆弧段的一端均与所述第一圆弧段连接，所述第二圆弧段的另一端和所述第三圆弧段的另一端均与所述第四圆弧段连接。

5.根据权利要求2所述的双辐板涡轮盘，其特征在于，凸起结构（22）的数量为6至10个。

6.根据权利要求2所述的双辐板涡轮盘，其特征在于，凸起结构（22）的厚度为3-4mm。

7.根据权利要求2所述的双辐板涡轮盘，其特征在于，盘心连接结构（2）的环形结构（21）与盘腔（5）的内侧对应位置设置有安装间隙，所述安装间隙为0.15-0.25mm。