CN203308525U - 枞树形榫结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种枞树形榫结构，包括榫槽和安装于榫槽的榫头，在受载荷情况下，榫槽和榫头相互接触并挤压，此榫槽和榫头的接触面为弧面；榫槽和榫头的横截面均为枞树形，枞树形的横截面包括若干个与榫槽接触的第一接触线，第一接触线为圆弧线，第一接触线的两端与枞树形横截面的相邻弧段均相切。本实用新型的枞树形榫结构，在受载荷情况下，其榫槽和榫头相互接触并挤压，榫槽和榫头的接触面为弧面，此圆弧半径是接触线100长度的20～80倍。此结构可有效降低因结构受力变形或加工误差而产生的应力集中现象，提高涡轮叶片盘的可靠性和耐久性。其中，榫头的第一接触线为圆弧线，榫槽的第二接触线为直线，方便加工，降低了生产加工成本。

Description

枞树形榫结构

技术领域

本实用新型涉及燃气轮机涡轮部件冷却领域，特别地，涉及一种枞树形榫结构。

背景技术

参见图4，涡轮叶片通过榫头1安装在轮盘的榫槽2内。榫头1和榫槽2内啮合，其中，榫头1和榫槽2之间设有一定的间隙，此间隙方便装配，同时避免热胀冷缩带来的不利影响。工作时膨胀的高温高压气体将压力作用在涡轮叶片上，驱动轮盘绕轮盘的中轴线旋转，在工作状态下，榫头1和榫槽2之间有若干接触面来传递力。

现有技术中，榫头1和榫槽2的若干接触面均为平面，结合图5，沿垂直于榫槽2的中轴线的任一横截平面上，榫槽2和榫头1的两接触线分别为第一接触线10和第二接触线20。在没有变形和加工误差的理想情况下，第一接触线10和第二接触线20相互平行，受力接触后形成的接触线12'为直线，作用力均匀地分布于整个接触线12'，没有应力集中现象。然而实际情况是:实际结构有加工误差，榫头1和榫槽2的接触面不断承载会发生弹性变形，因而形成的第一接触线10和第二接触线20不可能绝对平行的，接触线12'的两端易出现小面积的“点接触"现象，进而产生应力集中，降低榫结构的可靠性和耐久性。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种新型的枞树形榫结构，以解决接触线12的两端均出现小而积的"点接触"现象面产生的应力集中,从而降低榫结构的可靠性和耐久性的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种枞树形榫结构，包括榫槽和安装于榫槽的榫头，在受载荷情况下，榫槽和榫头相互接触并挤压，此榫槽和榫头的接触面为弧面，榫槽和榫头的横截面均为枞树形，枞树形的横截面包括若干个与榫槽接触的第一接触线，第一接触线为圆弧线，第一接触线的两端与枞树形横截面的相邻弧段均相切。

进一步地，枞树形的横截面由凹部和凸部顺次光滑连接，第一接触线设置于凸部的上表面。

进一步地，第一接触线包括弧线本体，顺次光滑连接于弧线本体两端的过渡弧段，过渡弧段与榫头的相邻弧段均相切。

进一步地，榫槽包括与第一接触线接触的第二接触线，第二接触线与第一接触线的贴合处形成接触线，接触线为曲线。

进一步地，第一接触线的圆弧半径为弧线本体的20-80倍。

进一步地，第二接触线为与第一接触线相匹配的弧线。

本实用新型具有以下有益效果:本实用新型的枞树形榫结构，在受载荷情况下，其榫槽2和榫头1相互接触并挤压，榫槽2和榫头1的接触面为弧面，此圆弧半径是接触线100长度的20-80倍。此结构可有效降低因结构受力变形或加工误差而产生的应力集中现象，提高涡轮叶片盘的可靠性和耐久性。其中，榫头的第一接触线为圆弧线，榫槽的第二接触线为直线，方便加工，降低了生产加工成本。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:

图1是本实用新型优选实施例的枞树形榫结构的装配示意图:

图2是本实用新型优选实施例的图1的a处放大示意图;

图3是本实用新型优选实施例的第一接触线的结构示意图;

图4是现有技术的枞树形榫结构示意图;以及

图5是现有技术的图4的局部放大示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图2，本实用新型涉及一种枞树形榫结构，包括:榫糟2和安装于榫糟2的榫头1，在受载荷情况下，榫槽2和榫头1相互接触并挤压，榫槽2和榫头1的接触面为弧面;榫头1和榫槽2的横截面均为枞树形，榫头1的枞树形的横截面包括若十个与榫槽2接触的第一接触线10，第一接触线10为弧线，第一接触线10的两端与枞树形横截面的相邻弧段均相切。

枞树形的横截面由凹部和凸部顺次光滑连接，第一接触线10设置于凸部的上表面。

参见图3，第一接触线10包括弧线本体100，顺次光滑连接于弧线本体100两端的过渡弧段101，过渡弧段101与榫头1的相邻弧段均相切。榫槽2包括与第一接触线10接触的第二接触线20，第二接触线20与第一接触线10的贴合处形成接触线12，接触线12为曲线。

本实用新型的实施例中，第一接触线10的圆弧半径为弧线本体100的长度的20-80倍，此时，弧形的第一接触线10与榫头1的相邻弧线均相切。此结构使得弧线相对于接触线12较平缓，降低了应力集中现象。同时，第二接触线20为直线，在满足使用条件的情况下，方便榫槽2的生产加工，节省成本。在其他实施例中，第二接触线20也可为与第一接触线10的弧段相匹配的弧段。

装配时，榫头1沿榫槽2的端部滑移至榫槽2内，与榫槽2内啮合。工作时膨胀的高温高压气体将压力作用在涡轮叶片上，带动轮盘绕轮盘的中轴线旋转，在工作状态下，榫头1和榫槽2靠贴合的平面来传递力矩。其中，沿垂直于榫槽2的中轴线的任一横截平面上，榫头1和榫槽2的两接触线分别为第一接触线10和第二接触线20，第一接触线10和第二接触线20的贴合处形成接触线12。在本实施例中，榫头1的第一接触线10为圆弧，榫槽2的第二接触线20为直线，第一接触线10与第二接触线20的接触部位落在接触线12的中间部位的区域，由于第一接触线10为半径较大的弧线，很平缓，使得榫头1和榫槽2的接触面积较大，即接触线12的长度较长，应力集中变小;随着弹性变形的增大，接触区域在原有的基础上向两端扩张变大，平缓的弧线使得应力集均匀。当存在加工误差时，接触中心会在接触线12上有所移动，但应力大小基本不变。

本实用新型的枞树形榫结构，在受载荷情况下，其榫槽2和榫头1相互接触并挤压，榫槽2和榫头1的接触面为弧面，此圆弧半径是接触线100长度的20~80倍。此结构可有效降低因结构受力变形或加1误差而产生的应力集中现象，提高涡轮叶片盘的可靠性和耐久性。其中，榫头1的第一接触线10为圆弧线，榫槽2的第二接触线20为直线，方便加工，降低了生产加工成本。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改利变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种枞树形榫结构，包括：榫槽（2）和安装于所述榫槽（2）的榫头（1），在受载荷情况下，所述榫槽（2）和榫头（1）相互接触并挤压，其特征在于，所述榫槽（2）和榫头（1）的接触面为弧面； 

所述榫头（1）的横截面为枞树形，所述枞树形的横截面包括若干个与所述榫槽（2）接触的第一接触线（10），所述第一接触线（10）为圆弧线，所述第一接触线（10）的两端与所述枞树形横截面的相邻弧段均相切。 

2.根据权利要求1所述的枞树形榫结构，其特征在于，所述枞树形的横截面由凹部和凸部顺次光滑连接，所述第一接触线（10）设置于所述凸部的上表面。 

3.根据权利要求2所述的枞树形榫结构，其特征在于，所述第一接触线（10）包括弧线本体（100），顺次光滑连接于所述弧线本体（100）两端的过渡弧段（101），所述过渡弧段（101）与所述榫头（1）的相邻弧段均相切。 

4.根据权利要求3所述的枞树形榫结构，其特征在于，所述榫槽（2）包括与所述第一接触线（10）接触的第二接触线（20），所述第二接触线（20）与所述第一接触线（10）的贴合处形成接触线（12），所述接触线（12）为曲线。 

5.根据权利要求4所述的枞树形榫结构，其特征在于，所述第一接触线（10）的圆弧半径为所述弧线本体（100）的20～80倍。 

6.根据权利要求4或5所述的枞树形榫结构，其特征在于，所述第二接触线（20）为与所述第一接触线（10）相匹配的弧线。 

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