CN204941607U - 涡轮转子 - Google Patents
涡轮转子 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204941607U CN204941607U CN201520685963.XU CN201520685963U CN204941607U CN 204941607 U CN204941607 U CN 204941607U CN 201520685963 U CN201520685963 U CN 201520685963U CN 204941607 U CN204941607 U CN 204941607U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- blade
- turbine
- turbine disk
- turbine rotor
- groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种涡轮转子，其包括涡轮轴，涡轮轴上装设有涡轮盘，涡轮盘的外周缘上安装有沿其外周线布置的多片叶片，每片叶片的叶身相对其叶根具有使相邻叶片的叶冠贴紧以产生预紧力的预扭角，预扭角的扭转方向与叶片扭转变形的方向相反。由于叶片扭转变形时使相邻叶冠的接触面处产生接触应力，当叶片的扭转变形量减小时，相邻叶冠之间的接触应力将显著减小，从而增加叶片的强度，提高叶片工作的安全性；由于多片叶片的叶冠依次贴紧产生预紧力，该预紧力可有效减缓叶片的振动，从而提高发动机的减震性能；由于多片叶片的叶冠依次贴紧，且围设成呈环形的环带，从而有效减少燃气的泄露，提高发动机的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及航空发动机领域，特别地，涉及一种涡轮转子。
背景技术
燃气涡轮发动机中，无论是压气机叶片还是涡轮叶片，叶片的数量多，而发动机就是依靠这众多的叶片完成对气体的压缩和膨胀，并以最高的效率产生强大的动力来推动装备工作。
叶片是一种特殊的零件，它的数量多、形状复杂、要求高、加工难度大，而且是故障多发的零件。叶片分为不带叶冠的叶片和带叶冠的叶片两种，现有的压气机和涡轮中，一般采用带锯齿形叶冠的叶片，叶片安装时，相邻叶片之间没有装配紧度，即装配后相邻叶冠锯齿的接触面间无相互挤压接触力。
该种带锯齿形叶冠的叶片由于装配时相邻叶冠之间没有装配紧度，故而工作时，叶身由于受到气动力作用产生扭转变形，该变形使得相邻叶冠锯齿的接触面间产生挤压接触力，该挤压接触力随着叶身扭转变形程度的增大而显著增大，叶片容易因为强度不够而断裂，引发安全事故，且影响发动机的正常工作。
实用新型内容
本实用新型提供了一种涡轮转子，以解决现有的涡轮转子上的叶片容易因为强度不够而断裂，引发安全事故，且影响发动机的正常工作的技术问题。
本实用新型采用的技术方案如下：
一种涡轮转子，包括涡轮轴，涡轮轴上装设有涡轮盘，涡轮盘的外周缘上安装有沿其外周线布置的多片叶片，每片叶片的叶身相对其叶根具有使相邻叶片的叶冠贴紧以产生预紧力的预扭角，预扭角的扭转方向与叶片扭转变形的方向相反。
进一步地，叶片的底端加工有榫头；叶片的底端的端面上设有用于与涡轮盘上承受气动力的前端面抵顶的凸台，凸台靠近榫头的长度方向的端面。
进一步地，叶片的叶柄上靠近其叶身的侧边处设有卡槽，卡槽和凸台分设于叶片叶身的两侧。
进一步地，涡轮盘的外环面上加工有多个用于安装多片叶片的榫槽，榫槽与叶片上的榫头配合设置，榫槽的两端分别与涡轮盘的前后两个端面连通，且榫槽的长度方向的中线与涡轮盘的轴线具有夹角。
进一步地，涡轮盘的与前端面相对的后端面上加工有环槽；涡轮转子还包括卡圈，卡圈包括同轴的第一卡环、第二卡环以及位于第一卡环和第二卡环之间的连接环，且第一卡环的外径小于第二卡环的外径；第一卡环卡设于环槽内，第二卡环卡设于多片叶片的卡槽内。
进一步地，涡轮盘的承受气动力的前端面上设有朝其轴线方向凸出且呈环状的第一凸环，第一凸环的外环面上设有沿外环面的周线延伸的蓖齿。
进一步地，涡轮盘的前端面上还设有朝其轴线方向凸出且呈环状的第二凸环，第二凸环位于第一凸环内且与第一凸环同轴，第二凸环的外环面上设有沿外环面的周线延伸的蓖齿。
进一步地，涡轮盘的承受气动力的前端面上设有外凸的呈环状的定心凸缘和安装凸缘，定心凸缘的内环面的延伸面与涡轮盘的内环面重合，安装凸缘套设于定心凸缘外；涡轮转子还包括销钉，销钉穿过定心凸缘和安装凸缘后嵌入涡轮轴内以将涡轮盘与涡轮轴固定。
进一步地，涡轮转子还包括用于防止销钉向外飞出的封严套，封严套套装于安装凸缘的外环面上。
进一步地，涡轮轴的端面上加工有沿其长度方向延伸的盲孔；涡轮轴的外表面加工有用于与压气机相连的外花键。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型中，由于每片叶片的叶身相对叶片的叶根具有扭转角，该扭转角使相邻叶片的叶冠贴紧产生预紧力，从而当叶片在离心载荷、温度载荷和气动载荷的作用下扭转变形时，由于相邻叶片的叶冠相互贴紧产生预紧力，该预紧力在一定程度上抑制叶片的扭转变形，从而减小叶片的扭转变形量，由于叶片扭转变形时使相邻叶冠的接触面处产生接触应力，该接触应力随着叶片扭转变形量的增大而显著增大，当叶片的扭转变形量减小时，相邻叶冠之间的接触应力将显著减小，从而增加叶片的强度，提高叶片工作的安全性；
由于多片叶片的叶冠依次贴紧产生预紧力，该预紧力可有效减缓叶片的振动，从而提高发动机的减震性能；由于多片叶片的叶冠依次贴紧，且围设成呈环形的环带，叶片流道内的燃气在该环带的作用下被限制在叶片流道内流动，从而有效减少燃气的泄露，提高发动机的工作效率。
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涡轮转子的剖视结构示意图；
图2是图1中的叶片的结构示意图；
图3是图1中的叶片装设于涡轮盘上的结构示意图；
图4是图3中卡圈的空间结构示意图；
图5是图1中的涡轮盘的主视结构示意图；
图6是图5中的B-B向剖视结构示意图；
图7是图5中的涡轮盘的左视结构示意图；
图8是图7中的D-D向剖视结构示意图。
图例说明
1、涡轮轴；101、盲孔；102、外花键；2、涡轮盘；201、榫槽；202、环槽；203、第一凸环；204、第二凸环；205、定心凸缘；206、安装凸缘；3、叶片；31、叶冠；321、榫头；322、凸台；34、叶柄；341、卡槽；4、卡圈；401、第一卡环；402、连接环；403、第二卡环；5、封严套。
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。
如图1和图3所示，本实用新型的优选实施例提供了一种涡轮转子，其包括涡轮轴1，涡轮轴1上装设有涡轮盘2，涡轮盘2的外周缘上安装有沿其外周线布置的多片叶片3，每片叶片3的叶身相对其叶根具有使相邻叶片3的叶冠31贴紧以产生预紧力的预扭角，预扭角的扭转方向与叶片3扭转变形的方向相反。本实用新型中，由于每片叶片3的叶身相对叶片的叶根具有扭转角，该扭转角使相邻叶片3的叶冠31贴紧产生预紧力，从而当叶片3在离心载荷、温度载荷和气动载荷的作用下扭转变形时，由于相邻叶片3的叶冠相互贴紧产生预紧力，该预紧力在一定程度上抑制叶片3的扭转变形，从而减小叶片3的扭转变形量，由于叶片扭转变形时使相邻叶冠的接触面处产生接触应力，该接触应力随着叶片扭转变形量的增大而显著增大，当叶片3的扭转变形量减小时，相邻叶冠之间的接触应力将显著减小，从而增加叶片的强度，提高叶片工作的安全性；由于多片叶片3的叶冠31依次贴紧产生预紧力，该预紧力可有效减缓叶片3的振动，从而提高发动机的减震性能；由于多片叶片3的叶冠31依次贴紧，且围设成呈环形的环带，叶片流道内的燃气在该环带的作用下被限制在叶片流道内流动，从而有效减少燃气的泄露，提高发动机的工作效率。
具体地，如图2所示，叶片3的底端加工有榫头321。再结合图5所示，涡轮盘2的外环面上加工有多个用于安装多片叶片3的榫槽201，榫槽201的数量与待安装的叶片3的数量相同，且榫槽201与叶片3上的榫头321配合设置，安装时，榫头321与榫槽201为间隙配合，便于安装，且该间隙在工作中由于受热膨胀将消失。
优选地，如图7所示，榫槽201的两端分别与涡轮盘2的前后两个端面连通，且榫槽201的长度方向的中线与涡轮盘2的轴线具有夹角。当涡轮盘2受到气动力F时(气动力F在涡轮盘2前方的导向器的作用下变成如图7所示的方向)，气动力F可分解成垂直于榫槽201的力Fa和平行于榫槽201的力Fb，Fa用于吹动叶片旋转，Fb使叶片具有往气动力F的方向松脱的趋势，故而该力越小越好，本实用新型中，通过设置榫槽201的角度，可使Fb趋于0，从而使叶片3具有最佳的受力状态。
本实用新型中，如图7所示，在气动力的作用下，叶片3具有沿榫槽201由涡轮盘2的前端向后端滑动的趋势，为防止叶片3沿榫槽201滑动，本实用新型优选的实施例中，如图2所示，在叶片3的底端的端面上设置用于与涡轮盘2上承受气动力的前端面抵顶的凸台322，凸台322靠近榫头321的长度方向的端面，叶片3安装于榫槽201内时，其上的凸台322将与涡轮盘2的前端面抵顶，从而可有效防止叶片3向涡轮盘2的后端面滑动。
同样的，为了提高叶片安装的可靠性，防止叶片由涡轮盘2的后端面向前端面滑动，本实用新型中，如图2所示，在叶片3的叶柄34上靠近其叶身的侧边处设置卡槽341，卡槽341和凸台322分设于叶片3叶身的两侧，且在涡轮盘2的与前端面相对的后端面上加工环槽202，如图3所示，同时在卡槽341和环槽202内设置卡圈4，通过卡圈4防止叶片3朝涡轮盘2的前端面滑动。
本实用新型具体的实施例中，如图4所示，卡圈4包括同轴的第一卡环401、第二卡环403以及位于第一卡环401和第二卡环403之间的连接环402，且第一卡环401的外径小于第二卡环403的外径。装配时，如图1和图3所示，第一卡环401卡设于环槽202内，第二卡环403卡设于多片叶片3的卡槽341内。
如图6所示，为了加强涡轮盘2的刚性，本实用新型中，在涡轮盘2的承受气动力的前端面上设置朝其轴线方向凸出且呈环状的第一凸环203。且为了阻止燃气的泄露，提高发动机的效率，故而在第一凸环203的外环面上设置沿外环面的周线延伸的蓖齿，该篦齿与燃烧机匣上固定的封严环组成篦齿封严装置。
进一步地，如图6所示，为了进一步加强涡轮盘2的刚性，本实用新型中，在涡轮盘2的前端面上还设置朝其轴线方向凸出且呈环状的第二凸环204，第二凸环204位于第一凸环203内且与第一凸环203同轴。同样的，为了进一步阻止燃气的泄露，提高发动机的效率，故而在第二凸环204的外环面上设置沿外环面的周线延伸的蓖齿，该篦齿与燃烧机匣上固定的封严环组成篦齿封严装置。
本实用新型中，如图6所示，涡轮盘2的承受气动力的前端面上设有外凸的呈环状的定心凸缘205和安装凸缘206，定心凸缘205的内环面的延伸面与涡轮盘2的内环面重合，安装凸缘206套设于定心凸缘205外。安装时，涡轮轴1与涡轮盘2和定心凸缘205过渡配合，为了使连接更牢固，本实用新型中，采用销钉连接涡轮盘2和涡轮轴1，销钉穿过定心凸缘205和安装凸缘206后嵌入涡轮轴1内以将涡轮盘2与涡轮轴1固定，这种销钉的连接方式结构简单、轻巧，加工方便，强度、刚性均能满足要求，同时具有一定的热节流作用。
优选地，如图6和图8所示，为了防止销钉在工作时飞出，造成安全事故，本实用新型优选的实施例中，涡轮转子还包括用于防止销钉向外飞出的封严套5，封严套5套装于安装凸缘206的外环面上。
本实用新型中，如图1所示，涡轮轴1的端面上加工有沿其长度方向延伸的盲孔101，该盲孔101的内径在涡轮轴1的长度方向上为变直径；涡轮轴1的外表面加工有用于与压气机相连的外花键102。
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和变化。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 (10)
1.一种涡轮转子，其特征在于，
包括涡轮轴(1)，所述涡轮轴(1)上装设有涡轮盘(2)，所述涡轮盘(2)的外周缘上安装有沿其外周线布置的多片叶片(3)，每片所述叶片(3)的叶身相对其叶根具有使相邻所述叶片(3)的叶冠(31)贴紧以产生预紧力的预扭角，所述预扭角的扭转方向与所述叶片(3)扭转变形的方向相反。
2.根据权利要求1所述的涡轮转子，其特征在于，
所述叶片(3)的底端加工有榫头(321)；
所述叶片(3)的底端的端面上设有用于与所述涡轮盘(2)上承受气动力的前端面抵顶的凸台(322)，所述凸台(322)靠近所述榫头(321)的长度方向的端面。
3.根据权利要求2所述的涡轮转子，其特征在于，
所述叶片(3)的叶柄(34)上靠近其叶身的侧边处设有卡槽(341)，所述卡槽(341)和所述凸台(322)分设于所述叶片(3)叶身的两侧。
4.根据权利要求2所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮盘(2)的外环面上加工有多个用于安装多片所述叶片(3)的榫槽(201)，所述榫槽(201)与所述叶片(3)上的所述榫头(321)配合设置，所述榫槽(201)的两端分别与所述涡轮盘(2)的前后两个端面连通，且所述榫槽(201)的长度方向的中线与所述涡轮盘(2)的轴线具有夹角。
5.根据权利要求3所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮盘(2)的与前端面相对的后端面上加工有环槽(202)；
所述涡轮转子还包括卡圈(4)，所述卡圈(4)包括同轴的第一卡环(401)、第二卡环(403)以及位于所述第一卡环(401)和所述第二卡环(403)之间的连接环(402)，且所述第一卡环(401)的外径小于所述第二卡环(403)的外径；
所述第一卡环(401)卡设于所述环槽(202)内，所述第二卡环(403)卡设于所述多片叶片(3)的所述卡槽(341)内。
6.根据权利要求1所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮盘(2)的承受气动力的前端面上设有朝其轴线方向凸出且呈环状的第一凸环(203)，所述第一凸环(203)的外环面上设有沿外环面的周线延伸的蓖齿。
7.根据权利要求6所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮盘(2)的前端面上还设有朝其轴线方向凸出且呈环状的第二凸环(204)，所述第二凸环(204)位于所述第一凸环(203)内且与所述第一凸环(203)同轴，所述第二凸环(204)的外环面上设有沿外环面的周线延伸的蓖齿。
8.根据权利要求1所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮盘(2)的承受气动力的前端面上设有外凸的呈环状的定心凸缘(205)和安装凸缘(206)，所述定心凸缘(205)的内环面的延伸面与所述涡轮盘(2)的内环面重合，所述安装凸缘(206)套设于所述定心凸缘(205)外；
所述涡轮转子还包括销钉，所述销钉穿过所述定心凸缘(205)和所述安装凸缘(206)后嵌入所述涡轮轴(1)内以将所述涡轮盘(2)与所述涡轮轴(1)固定。
9.根据权利要求8所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮转子还包括用于防止所述销钉向外飞出的封严套(5)，所述封严套(5)套装于所述安装凸缘(206)的外环面上。
10.根据权利要求1所述的涡轮转子，其特征在于，
所述涡轮轴(1)的端面上加工有沿其长度方向延伸的盲孔(101)；
所述涡轮轴(1)的外表面加工有用于与压气机相连的外花键(102)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520685963.XU CN204941607U (zh) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 涡轮转子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520685963.XU CN204941607U (zh) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 涡轮转子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204941607U true CN204941607U (zh) | 2016-01-06 |
Family
ID=55009047
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520685963.XU Active CN204941607U (zh) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | 涡轮转子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204941607U (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110439628A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-12 | 重庆天骄航空动力有限公司 | 一种燃气涡轮机叶片与涡轮盘的连接结构 |
| CN110701102A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-17 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种风扇转子叶片结构极具有其的发动机风扇转子 |
| CN113606000A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-05 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种具有减振减重功能的盘式转子系统 |
| CN114233399A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-03-25 | 成都中科翼能科技有限公司 | 一种用于控制涡轮转子叶片叶冠接触面接触应力的方法 |
-
2015
- 2015-09-07 CN CN201520685963.XU patent/CN204941607U/zh active Active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110439628A (zh) * | 2019-09-02 | 2019-11-12 | 重庆天骄航空动力有限公司 | 一种燃气涡轮机叶片与涡轮盘的连接结构 |
| CN110701102A (zh) * | 2019-09-29 | 2020-01-17 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种风扇转子叶片结构极具有其的发动机风扇转子 |
| CN113606000A (zh) * | 2021-07-28 | 2021-11-05 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种具有减振减重功能的盘式转子系统 |
| CN113606000B (zh) * | 2021-07-28 | 2023-03-14 | 中国科学院工程热物理研究所 | 一种具有减振减重功能的盘式转子系统 |
| CN114233399A (zh) * | 2022-02-23 | 2022-03-25 | 成都中科翼能科技有限公司 | 一种用于控制涡轮转子叶片叶冠接触面接触应力的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN204941607U (zh) | 涡轮转子 | |
| JP5008655B2 (ja) | 半径方向差込みタービン翼の固定装置 | |
| CN101435346B (zh) | 涡轮级中转子环的密封 | |
| EP2725201A2 (en) | Axial flow turbine | |
| CN109538352B (zh) | 外鼓转子组件和燃气涡轮发动机 | |
| EP2325438B1 (en) | Seal plates for directing airflow through a turbine section of an engine and turbine sections | |
| US20160238022A1 (en) | Low hub-to-tip ratio fan for a turbofan gas turbine engine | |
| JP5551758B2 (ja) | ステータアッセンブリ、その製造方法およびダンパスプリング | |
| CN106351703A (zh) | 用于燃气涡轮发动机的护罩组件 | |
| CN102996185A (zh) | 涡轮转子叶片组件及其组装方法 | |
| US20090110561A1 (en) | Turbine engine components, turbine engine assemblies, and methods of manufacturing turbine engine components | |
| CN103906896A (zh) | 用于燃气涡轮发动机的不对称径向花键密封件 | |
| CN201818331U (zh) | 分块式高压涡轮导向器 | |
| JP6506532B2 (ja) | タービンエンジンにおいて使用するバケットアセンブリ | |
| US20140064937A1 (en) | Fan blade brush tip | |
| CN104662260B (zh) | 用于涡轮发动机的过渡管道和组装方法 | |
| CN102877892B (zh) | 一种涡轮转子叶片及具有其的燃气轮机 | |
| CN109281712A (zh) | 用于涡轮发动机翼型件的护罩 | |
| CN107120688A (zh) | 燃烧器组件 | |
| CN203978508U (zh) | 两级燃气涡轮 | |
| CN102216570B (zh) | 燃气涡轮机 | |
| CN103016077B (zh) | 涡轮盘冷却封严装置 | |
| CN201991572U (zh) | 主、侧齿和蜂窝带组合迷宫式汽封 | |
| CN203584475U (zh) | 涡轮流道封严结构以及航空发动机涡轮结构 | |
| WO2013169442A1 (en) | Stator assembly |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 412002 Dong Jiaduan, Zhuzhou, Hunan Patentee after: China Hangfa South Industrial Co. Ltd. Address before: 412002 Dong Jiaduan, Zhuzhou, Hunan Patentee before: China Southern Airlines Industry (Group) Co., Ltd. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |