CN217633096U - 一种榫头叶片 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种榫头叶片，解决了榫头棱边峰值应力过大的技术问题。该装置包括叶身和榫头，所述榫头的两侧分别具有榫齿，所述榫头位于进气的一侧与转子的径向接触面之间存在进气侧半径差值，所述榫头位于排气的一侧与转子的径向接触面之间存在排气侧半径差值，并使榫头与榫槽的径向接触面为非同心布置。本实用新型可以改善榫头棱边峰值应力过大、应力周向分布不合理以及榫齿根部应力集中过大的问题，从而提高榫头叶片的使用寿命和使用稳定性。

Description

一种榫头叶片

技术领域

本实用新型属于叶轮机械叶片技术领域，具体涉及一种榫头叶片。

背景技术

目前应用到冶金、石化以及制药领域中的中小型轴流压缩机转子叶片多采用枞树型榫头。在高速运行过程中，转子叶片主要承受离心载荷和气动载荷作用，离心载荷产生离心力，由榫齿承受。

相关技术中的榫头通常包括叶身和榫头，榫头的两侧分别具有榫齿，并且榫齿与榫槽径向接触面的回转半径相同，当榫头安装在压缩机上时，榫头与压缩机榫槽的径向接触面为同心布置。

然而，由于榫头与榫槽的径向接触面为同心布置，当透平机械运行时，榫头存在单侧棱边峰值应力过大的问题。不仅如此，由于榫头受到的应力周向分布不均，进气侧榫齿根部的峰值应力靠近叶背侧，排气侧榫齿根部的峰值应力则靠近叶盆。同时，榫齿的齿根部应力较为集中，导致峰值应力过大，影响榫头叶片的使用寿命和实用稳定性。

由此可知，相关技术中的榫头叶片存在榫头棱边峰值应力过大、榫头应力周向分布不合理以及榫齿根部应力集中过大的问题，有待改进。

实用新型内容

为了解决上述全部或部分问题，本实用新型的目的在于提供一种榫头叶片，可以改善榫头棱边峰值应力过大、应力周向分布不合理以及榫齿根部应力集中过大的问题，从而提高榫头叶片的使用寿命和使用稳定性。

本实用新型提供了一种榫头叶片，包括叶身和榫头，所述榫头的两侧分别具有榫齿，所述榫头位于进气的一侧与转子的径向接触面之间存在进气侧半径差值，所述榫头位于排气的一侧与转子的径向接触面之间存在排气侧半径差值，并使榫头与榫槽的径向接触面为非同心布置。

可选地，所述进气侧半径差值与排气侧半径差值相等。

可选地，所述进气侧半径差值和排气侧半径差值分别为20～80mm。

可选地，所述榫齿与榫槽静态状态下为线面接触。

可选地，位于进气侧的所述榫齿以及位于排气侧的榫齿的最高点截面与榫头的中心线之间分别存在应力夹角。

可选地，两个所述应力夹角的度数相同。

可选地，所述应力夹角的度数为2～8°。

可选地，所述榫齿的齿根位置具有圆角。

可选地，所述圆角的半径为0.5～5mm。

可选地，所述叶身与榫头一体成型连接。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的榫头叶片，具有以下优点：

该设计将转子叶片榫头与榫槽的径向接触面调整为非同心设计，极大地降低榫头棱边峰值应力；通过调整榫齿周向棱边最高点截面的位置，实现榫头与榫槽的径向接触状态的改变，使应力周向分布更合理；通过调整榫齿根部最佳圆角半径的大小，降低榫齿圆角处应力集中，从而提高榫头的使用寿命和使用稳定性。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1为本实用新型实施例中榫头叶片的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例中榫头叶片的局部剖视图；

图3为本实用新型实施例中榫头叶片的榫头的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中榫头叶片的榫头的结构示意图；

图5为本实用新型实施例中榫头叶片与压缩机安装后的结构示意图。

附图标记说明：

1、叶身；2、榫头；3、榫齿；4、进气侧半径差值；5、排气侧半径差值；6、应力夹角；7、圆角；

100、榫头；200、压缩机；300、榫槽；400、榫头中心线；500、进气侧榫齿最高点截面；600、排气侧榫齿最高点截面。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

如图1、图2、图3、图4、图5所示为本实用新型实施例，该实施例中公开了一种榫头叶片，包括叶身1和榫头2，榫头2的两侧分别具有榫齿3，叶身1与榫头2一体成型连接，以提高榫头叶片的结构强度。

在一个实施例中，如图4和图5所示，榫头2位于进气的一侧与转子的径向接触面之间存在进气侧半径差值4，榫头2位于排气的一侧与转子的径向接触面之间存在排气侧半径差值5。当榫头100安装在压缩机200上时，榫头100与榫槽300的径向接触面为非同心布置，以改善榫头叶片棱边峰值应力过大的问题。

在一个实施例中，如图4和图5所示，进气侧半径差值4与排气侧半径差值5相等，并且进气侧半径差值4和排气侧半径差值5分别为20～80mm。同时，榫齿3与榫槽300静态状态下为线面接触，进一步改善榫头叶片棱边峰值应力过大的问题。

本实施例中的榫头叶片，由于榫头100与榫槽300的径向接触面为非同心布置，有效改善榫头叶片棱边峰值应力过大的问题，从而提高榫头叶片的使用寿命和使用稳定性。

进气侧半径差值4和排气侧半径差值5也可以存在些许差异，只要满足半径差值在20～80mm的范围即可。

在一个实施例中，如图3和图4所示，位于进气侧的榫齿3的最高点截面(即：进气侧榫齿最高点截面500)与榫头中心线400之间存在应力夹角6，位于排气侧的榫齿3的最高点截面(即：排气侧榫齿最高点截面600)与榫头中心线400之间也存在应力夹角6，并且两个应力夹角6的度数相同，且应力夹角6的度数为2～8°，以改善榫头叶片应力周向分布不合理的问题。

两个应力夹角6的度数也可以存在些许差异，只要满足度数在2～8°的范围即可。

在一个实施例中，如图3和图4所示，榫齿3的齿根位置具有圆角7，并且圆角7的半径为0.5～5mm，以改善榫齿3根部应力集中过大的问题。

由上述过程可知，通过对榫头的结构优化，降低榫头棱边峰值应力及整体应力水平，保证在榫齿处的应力周向分布更合理，降低榫齿根部应力集中，增加榫头强度储存裕度，提高榫头的疲劳寿命，保证叶片的安全稳定运行同时提高机组的可靠性。

需要注意的是，除非另有说明，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种榫头叶片，包括叶身(1)和榫头(2)，所述榫头(2)的两侧分别具有榫齿(3)，其特征在于，所述榫头(2)位于进气的一侧与转子的径向接触面之间存在进气侧半径差值(4)，所述榫头(2)位于排气的一侧与转子的径向接触面之间存在排气侧半径差值(5)，并使榫头(2)与榫槽的径向接触面为非同心布置。

2.根据权利要求1所述的榫头叶片，其特征在于，所述进气侧半径差值(4)与排气侧半径差值(5)相等。

3.根据权利要求2所述的榫头叶片，其特征在于，所述进气侧半径差值(4)和排气侧半径差值(5)分别为20～80mm。

4.根据权利要求1所述的榫头叶片，其特征在于，所述榫齿(3)与榫槽静态状态下为线面接触。

5.根据权利要求1所述的榫头叶片，其特征在于，位于进气侧的所述榫齿(3)以及位于排气侧的榫齿(3)的最高点截面与榫头(2)的中心线之间分别存在应力夹角(6)。

6.根据权利要求5所述的榫头叶片，其特征在于，两个所述应力夹角(6)的度数相同。

7.根据权利要求6所述的榫头叶片，其特征在于，所述应力夹角(6)的度数为2～8°。

8.根据权利要求1所述的榫头叶片，其特征在于，所述榫齿(3)的齿根位置具有圆角(7)。

9.根据权利要求8所述的榫头叶片，其特征在于，所述圆角(7)的半径为0.5～5mm。

10.根据权利要求1所述的榫头叶片，其特征在于，所述叶身(1)与榫头(2)一体成型连接。

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