CN216658970U - 一种发动机用复合材料静子叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发动机用复合材料静子叶片，包括包括外缘板、工作面和非工作面大布、中间层、内缘板的复合材料模压件、镍包边和衬套；工作面和非工作面大布包括2层玻璃布预浸料大布铺层、6层碳纤维布预浸料大布铺层；中间层由11层非工作面碳纤维布预浸料中间铺层和11层工作面碳纤维布预浸料中间铺层铺放而成，外缘板由最外层的2层玻璃布预浸料外缘外铺层、中间19层碳纤维布预浸料外缘中铺层和41层碳纤维布预浸料小布外缘内铺层铺放而成；内缘板由2层玻璃布预浸料内缘外铺层、8层碳纤维布预浸料内缘内铺层铺放而成。本实用新型重量轻、使用寿命长、使用可靠性高。

Description

一种发动机用复合材料静子叶片

技术领域

本实用新型属于发动机叶片制造领域，涉及一种发动机用复合材料静子叶片。

背景技术

现有涡轮风扇发动机风扇部件都是金属材料，重量超标，为进一步提高涡轮风扇发动机效率，满足发动机低油耗设计要求，提高大客发动机市场竞争力，发动机减重已成为各大客发动机生产商的主要目标之一。由于复合材料在比强度和比刚度方面的优势，是各大发动机生厂商提高发动机推重比、减轻发动机重量行之有效的方法和手段，所以为减轻风扇单元体重量，研究复合材料的静子叶片非常重要。

实用新型内容

本实用新型的目的就是解决现有技术中存在的上述问题，提供一种重量轻、使用寿命长、使用可靠性高的发动机用复合材料静子叶片。

为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种发动机用复合材料静子叶片，包括复合材料模压件、包裹在复合材料模压件前缘和后缘的镍包边和衬套；复合材料模压件包括外缘板、工作面大布 、非工作面大布、位于工作面大布和非工作面大布之间的中间层、内缘板；外缘板上开有两个以外缘板的中心对称分布的安装孔，安装孔内安装有衬套；

所述工作面大布和非工作面大布都包括最外层的2层玻璃布预浸料大布铺层、内层的6层碳纤维布预浸料大布铺层；工作面和非工作面的8层大布铺层形状分别与叶片的工作面和非工作面的水平方向的形状相匹配，越靠近内层的大布铺层中间越细，工作面和非工作面的各对应大布铺层以相同角度铺放，从外层到内层按照+45°、-45°、0°、-45°、+45°、0°、0°和+45°的铺层角度铺装，减少了静子叶片的变形；工作面大布2和非工作面大布4边缘反方向外翻，各翻向内缘板7和外缘板1的内缘，使复合材料模压件组成一体，提高了静子叶片的承载能力；

所述中间层由11层非工作面碳纤维布预浸料中间铺层和11层工作面碳纤维布预浸料中间铺层铺放而成，中间铺层以中间为对称面，对应层以相同角度对称铺放，从外层到内层按照0°、0°、-45°、0°、0°、0°、+45°、-45°、0°、0°和-45°的铺层角度铺装；非工作面中间铺层最外层形状与非工作面大布铺层最内层的形状相匹配，越往内层的中间铺层越短，工作面中间铺层最外层形状与工作面大布铺层相匹配，越往内层的中间铺层越短；

所述外缘板中间厚、两端薄，所述安装孔开在中间，其由最外层的2层玻璃布预浸料外缘外铺层、中间19层碳纤维布预浸料外缘中铺层和41层碳纤维布预浸料小布外缘内铺层铺放而成，2层外缘外铺层和19层外缘中铺层将41层小布外缘内铺层包裹在内部，按照+45°、-45°、0°和90°交替铺放；提高了外缘板结构完整性及承载能力；

所述内缘板为圆角矩形，其由2层玻璃布预浸料内缘外铺层、8层碳纤维布预浸料内缘内铺层铺放而成，内缘外铺层和内缘内铺层从外向内铺层角度采用+45°和-45°交替铺放。

进一步优选地，所述工作面大布、非工作面大布和外缘板之间存在间隙，间隙内充满填充材料Ⅰ；所述工作面大布、非工作面大布和内缘板之间存在间隙，间隙内充满填充材料Ⅱ；填充材料Ⅰ和填充材料Ⅱ是由碳纤维布预浸料条搓制而成。进一步提高复合材料静子叶片强度。

本实用新型采用复合材料替代金属材料，降低了静子叶片的重量，将玻璃布预浸料铺放在碳纤维布预浸料外侧，提高了静子叶片的表面光洁度，避免了电偶腐蚀。本实用新型大幅提高了静子叶片的可靠性，延长了叶片的使用寿命长，降低了静子叶片的维修成本。

附图说明

图1为本实用新型从一个角度看的结构示意图；

图2为本实用新型从另一个角度看的结构示意图；

图3为图2的AA剖面图；

图4为图2的BB剖面图；

图5为本实用新型中复合材料模压件的局剖结构示意图；

图6为本实用新型中外缘板的结构示意图；

图7为本实用新型中内缘板的结构示意图；

图8为本实用新型中中间层的径向图；

图9为本实用新型中中间层的截面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1至图9所示，本实施例包括复合材料模压件8、包裹在复合材料模压件8前缘和后缘的镍包边10和衬套11。复合材料模压件包括外缘板1、工作面大布2 、非工作面大布4、位于工作面大布和非工作面大布4之间的中间层3、内缘板7。外缘板1上开有两个以外缘板1的中心对称分布的安装孔9，安装孔9内安装有衬套11。

所述工作面大布2和非工作面大布4都包括最外层的2层玻璃布预浸料大布铺层、内层的6层碳纤维布预浸料大布铺层。工作面和非工作面的8层大布铺层形状分别与叶片的工作面和非工作面的水平方向的形状相匹配，越靠近内层的大布铺层中间越细，工作面和非工作面的各对应大布铺层以相同角度铺放，从外层到内层按照+45°、-45°、0°、-45°、+45°、0°、0°和+45°的铺层角度铺装，减少了静子叶片的变形。工作面大布2和非工作面大布4边缘反方向外翻，各翻向内缘板7和外缘板1的内缘，使复合材料模压件组成一体，提高了静子叶片的承载能力。

所述中间层3由11层非工作面碳纤维布预浸料中间铺层和11层工作面碳纤维布预浸料中间铺层铺放而成，中间铺层以中间为对称面，对应层以相同角度对称铺放，从外层到内层按照0°、0°、-45°、0°、0°、0°、+45°、-45°、0°、0°和-45°的铺层角度铺装。非工作面中间铺层最外层形状与非工作面大布铺层最内层的形状相匹配，越往内层的中间铺层越短，工作面中间铺层最外层形状与工作面大布铺层相匹配，越往内层的中间铺层越短。

所述外缘板1中间厚、两端薄，所述安装孔开在中间，其由最外层的2层玻璃布预浸料外缘外铺层、中间19层碳纤维布预浸料外缘中铺层和41层碳纤维布预浸料小布外缘内铺层铺放而成，2层外缘外铺层和19层外缘中铺层将41层小布外缘内铺层包裹在内部，按照+45°、-45°、0°和90°交替铺放。提高了外缘板结构完整性及承载能力。

所述内缘板7为圆角矩形，其由2层玻璃布预浸料内缘外铺层、8层碳纤维布预浸料内缘内铺层铺放而成，内缘外铺层和内缘内铺层从外向内铺层角度采用+45°和-45°交替铺放。

进一步优选地，所述工作面大布2、非工作面大布4和外缘板1之间存在间隙，间隙内充满填充材料Ⅰ5。所述工作面大布2、非工作面大布4和内缘板7之间存在间隙，间隙内充满填充材料Ⅱ6。填充材料Ⅰ5和填充材料Ⅱ6是由碳纤维布预浸料条搓制而成。

当然，本实用新型还有其它多种实施例，在不违背本实用新型精神和实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本实用新型作出相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于等同技术的改进，属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (2)

1.一种发动机用复合材料静子叶片，其特征在于：包括复合材料模压件、包裹在复合材料模压件前缘和后缘的镍包边和衬套；复合材料模压件包括外缘板、工作面大布 、非工作面大布、位于工作面大布和非工作面大布之间的中间层、内缘板；外缘板上开有两个以外缘板的中心对称分布的安装孔，安装孔内安装有衬套；

所述工作面大布和非工作面大布都包括最外层的2层玻璃布预浸料大布铺层、内层的6层碳纤维布预浸料大布铺层；工作面和非工作面的8层大布铺层形状分别与叶片的工作面和非工作面的水平方向的形状相匹配，越靠近内层的大布铺层中间越细，工作面和非工作面的各对应大布铺层以相同角度铺放，从外层到内层按照+45°、-45°、0°、-45°、+45°、0°、0°和+45°的铺层角度铺装；工作面大布和非工作面大布边缘反方向外翻，各翻向内缘板和外缘板的内缘；

所述中间层由11层非工作面碳纤维布预浸料中间铺层和11层工作面碳纤维布预浸料中间铺层铺放而成，中间铺层以中间为对称面，对应层以相同角度对称铺放，从外层到内层按照0°、0°、-45°、0°、0°、0°、+45°、-45°、0°、0°和-45°的铺层角度铺装；非工作面中间铺层最外层形状与非工作面大布铺层最内层的形状相匹配，越往内层的中间铺层越短，工作面中间铺层最外层形状与工作面大布铺层相匹配，越往内层的中间铺层越短；

所述外缘板中间厚、两端薄，所述安装孔开在中间，其由最外层的2层玻璃布预浸料外缘外铺层、中间19层碳纤维布预浸料外缘中铺层和41层碳纤维布预浸料小布外缘内铺层铺放而成，2层外缘外铺层和19层外缘中铺层将41层小布外缘内铺层包裹在内部，按照+45°、-45°、0°和90°交替铺放；

所述内缘板为圆角矩形，其由2层玻璃布预浸料内缘外铺层、8层碳纤维布预浸料内缘内铺层铺放而成，内缘外铺层和内缘内铺层从外向内铺层角度采用+45°和-45°交替铺放。

2.根据权利要求1所述的发动机用复合材料静子叶片，其特征在于：所述工作面大布、非工作面大布和外缘板之间存在间隙，间隙内充满填充材料Ⅰ；所述工作面大布、非工作面大布和内缘板之间存在间隙，间隙内充满填充材料Ⅱ；填充材料Ⅰ和填充材料Ⅱ是由碳纤维布预浸料条搓制而成。

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