專利名稱：渦輪葉片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及燃?xì)鉁u輪發(fā)動機領(lǐng)域，特別地，涉及一種燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的渦輪葉片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在渦輪盤中必須實現(xiàn)渦輪葉片軸向定位鎖緊以確保在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機運行期間渦輪葉片不會松動?，F(xiàn)有的渦輪葉片沿軸向的第一端面采用渦輪盤第一擋板緊抵定位，渦輪葉片沿軸向的第二端面采用封嚴(yán)鎖片結(jié)構(gòu)或增設(shè)渦輪盤第二擋板來實現(xiàn)渦輪葉片在渦輪盤軸向的完全定位和密封，防止渦輪葉片因受軸向氣動力而沿軸向滑移。 如果采用封嚴(yán)鎖片結(jié)構(gòu)則需要在渦輪盤上開設(shè)用于安裝封嚴(yán)鎖片的環(huán)形槽，此環(huán)形槽有可能會引起渦輪盤的應(yīng)力集中，也會帶來裝配不便，且沿周向安裝的封嚴(yán)鎖片之間還存在有不可避免的間隙，影響密封效果。如果采用渦輪盤第二擋板實現(xiàn)葉片盤的軸向定位則需要增設(shè)的渦輪盤第二擋板及其相應(yīng)的緊固零件，不僅增加了生產(chǎn)成本，增加了渦輪盤的負(fù)荷，而且渦輪盤第二擋板安裝工藝較為復(fù)雜，在裝配過程中，甚至有可能需要在渦輪盤上開設(shè)螺栓孔。從而，傳統(tǒng)的渦輪葉片結(jié)構(gòu)在渦輪發(fā)動機運行期間無法保證更高的可靠性。

實用新型內(nèi)容本實用新型目的在于提供一種改進(jìn)的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，以解決現(xiàn)有的渦輪葉片結(jié)構(gòu)中渦輪葉片的第二端面重量增加、定位不可靠及密封效果不佳的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種渦輪葉片結(jié)構(gòu)，包括渦輪盤和固定在渦輪盤上的若干渦輪葉片，其特征在于，每一個渦輪葉片上設(shè)有第二定位凸臺，渦輪盤上設(shè)有若干盤緣第二凸塊，每一個的第二定位凸臺止擋在對應(yīng)的盤緣第二凸塊的內(nèi)側(cè)面上。進(jìn)一步地，每一個渦輪葉片包括支板和設(shè)置在支板上的葉根，第二定位凸臺設(shè)置在支板和葉根的結(jié)合處。進(jìn)一步地，每一渦輪葉片在支板和葉根的結(jié)合處還設(shè)有第一定位凸臺；第一定位凸臺與第二定位凸臺相對布置；渦輪盤上還設(shè)有盤緣第一凸塊，第一定位凸臺支撐在盤緣第一凸塊的上表面上。進(jìn)一步地，渦輪盤上還設(shè)有若干個分別固定葉根的凹槽；每一葉根的末端延伸有凸起，凸起、葉根的底面和凹槽的槽底共同形成通道。進(jìn)一步地，凸起底部與凹槽之間的間隙不大于O. 05mm。進(jìn)一步地，每一葉根內(nèi)設(shè)有與通道貫通的通孔；在每一支板和對應(yīng)的葉根之間還設(shè)有與通孔貫穿的空腔。進(jìn)一步地，每一渦輪葉片還包括設(shè)置在支板上的葉片體，每一空腔與對應(yīng)的葉片體內(nèi)部相通。進(jìn)一步地，還包括一個渦輪盤擋圈，渦輪盤擋圈的一個端面頂?shù)衷诒P緣第一凸塊和第一定位凸臺的結(jié)合處。進(jìn)一步地，渦輪盤設(shè)有外伸軸段，外伸軸段上設(shè)有凸環(huán)，且外伸軸段上套設(shè)有一個壓緊螺母；渦輪盤擋圈固定在渦輪盤上，且渦輪盤擋圈的內(nèi)壁與凸環(huán)的外壁配合，且渦輪盤擋圈的一個端面抵頂在壓緊螺母的端面上。進(jìn)一步地，渦輪盤擋圈上設(shè)有進(jìn)氣口，渦輪盤擋圈與渦輪盤之間形成一個空腔，空腔與通道相通。本實用新型具有以下有益效果此渦輪葉片結(jié)構(gòu)中渦輪葉片的第二側(cè)面上設(shè)有第二定位凸臺，渦輪盤上的第二端面上設(shè)有盤緣第二凸塊，第二定位凸臺止擋在盤緣第二凸塊的內(nèi)側(cè)面上，不僅防止了葉根因受到高溫燃?xì)饬鞯妮S向氣動力而產(chǎn)生軸向的滑移錯位而從凹槽的第二端面一側(cè)滑出。此外，第二定位凸臺與盤緣第二凸塊的內(nèi)側(cè)面的相互止擋，并通過控制凸起底部與凹槽的槽底配合處之間的間隙來很好的實現(xiàn)了冷卻氣體的封嚴(yán)，結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，易于裝配。除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中圖I是本實用新型優(yōu)選實施例的渦輪葉片的示意圖；圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的渦輪葉片與渦輪盤配合處的局部前視示意圖；圖3是本實用新型優(yōu)選實施例的渦輪葉片與渦輪盤配合處的局部后視示意圖；圖4是本實用新型優(yōu)選實施例的渦輪葉片與渦輪盤配合的示意圖；圖5是本實用新型優(yōu)選實施例的冷卻氣體循環(huán)路線的示意圖；以及圖6是本實用新型優(yōu)選實施例的圖5的A-A剖視圖的示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。參見圖1，燃?xì)鉁u輪發(fā)動機的渦輪葉片I長期工作在高溫燃?xì)饬鞯膼毫迎h(huán)境中，為保證運行期間渦輪葉片I結(jié)構(gòu)的機械性能，需要對渦輪葉片I采取冷卻措施?；诠に囍圃旒霸O(shè)備維護(hù)的更換考慮，在實際生產(chǎn)中，渦輪葉片I和渦輪盤2 (見圖2)通常單獨加工制備，然后再組裝在一起。本實用新型的每一個渦輪葉片I包括葉片體10、支板11和葉根12。葉片體10安裝在支板11的第一端面上。葉根12連接于支板11的第二端面上。葉根12包括第一側(cè)面121和與第一側(cè)面121平行的第二側(cè)面122，在第一側(cè)面121與支板11的結(jié)合處，延伸出兩個第一定位凸臺111，在第二側(cè)面122與支板11的結(jié)合處，延伸出兩個第二定位凸臺112。在葉根12的末端，從第二側(cè)面122向遠(yuǎn)離葉片體10的方向延伸一凸起120。支板11與葉根12之間有一沿平行第一側(cè)面121的方向貫通該葉根12的空腔14，葉根12內(nèi)部設(shè)有一通孔13，空腔14與通孔13貫穿。結(jié)合參見圖2至圖5，為固定渦輪葉片1，在渦輪盤2上沿平行于燃?xì)鉁u輪機旋轉(zhuǎn)軸的方向設(shè)有多個截面為異形的凹槽21，這些凹槽21沿渦輪盤2徑向的走向與燃?xì)鉁u輪機旋轉(zhuǎn)軸的半徑平行。渦輪盤2包括第一端面23和平行于第一端面23的第二端面24，此凹槽21貫穿渦輪盤2的第一端面23和第二端面24。每一個渦輪葉片I的葉根12安插在對應(yīng)的凹槽21內(nèi)，以將該渦輪葉片I固定在渦輪盤2上。凸起120、葉根12的底面和凹槽21的槽底共同形成通道6，且通道6與通孔13連通。優(yōu)選的，葉根12沿平行第一側(cè)面121的方向的橫截面與凹槽21的橫截面相嚙合且沿軸向方向兩者長度一致，從而保證了渦輪葉片I在徑向方向上與渦輪盤2的定位緊鎖。更優(yōu)選地，為了更好的保證渦輪葉片I和渦輪盤2在徑向的定位，將凹槽21和葉根12的橫截面均設(shè)置為揪樹形的形狀。詳見圖2和圖3，每相鄰兩個凹槽21之間形成有一個槽間凸起22，且每一個槽間凸起22的形狀類似于倒立的葉根12的形狀。每一個槽間凸起22的上 端緣與渦輪盤2的第一端面23的結(jié)合處設(shè)有盤緣第一凸塊221 ;每一個槽間凸起22的上端緣與渦輪盤2的第二端面24結(jié)合處設(shè)有盤緣第二凸塊222，此盤緣第二凸塊222在沿軸向遠(yuǎn)離第一端面向夕卜，且遠(yuǎn)離旋轉(zhuǎn)軸向上的方向上延伸。當(dāng)葉根12與凹槽21相互嚙合后，第一定位凸臺111軸向支撐在盤緣第一凸塊221上表面上，第二定位凸臺112止擋在盤緣第二凸塊222的內(nèi)側(cè)面上，來軸向定位防止葉根12沿第二側(cè)面24滑出凹槽21。此外，第二定位凸臺112的下端面與對應(yīng)凹槽21之間留有間隙。此時，渦輪盤2的第一端面23與渦輪葉片I的葉根12和盤緣第一凸塊221的端面均平齊。為了保證渦輪葉片I在渦輪盤2上的軸向完全定位，在渦輪盤2的第一端面23還設(shè)有渦輪盤擋圈3軸向緊抵。優(yōu)選地，渦輪盤擋圈3包括渦輪盤擋圈第一端面31和渦輪盤擋圈第二端面32。渦輪盤擋圈3的第一端面31頂?shù)衷诒P緣第一凸塊221和第一定位凸臺111的結(jié)合處。渦輪盤2上設(shè)有外伸軸段5，外伸軸段5上套設(shè)有一個壓緊螺母4，渦輪盤擋圈第二端面32軸向過盈抵頂在壓緊螺母4的端面上，從而，保證了渦輪盤擋圈3沿軸向鎖緊在渦輪盤2上，同時渦輪盤擋圈3與渦輪盤2之間形成有便于冷卻氣體通過的一個空腔。外伸軸段5的側(cè)表面延伸有一凸環(huán)51，凸環(huán)51的外壁與渦輪盤擋圈3接觸處的內(nèi)壁相互配合，保證渦輪盤擋圈3徑向的鎖緊定位。更優(yōu)選地，凸環(huán)51為圓柱形的外壁，與此外壁接觸處的渦輪盤擋圈3的內(nèi)壁也為圓柱形。圓柱形的表面易于加工，且兩圓柱形的表面配合時易于安裝。參見圖5和圖6，在使用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機時，需要對渦輪葉片I采取冷卻措施。具體的冷卻循環(huán)過程如下冷卻氣體首先通過渦輪盤擋圈3上的進(jìn)氣口 33進(jìn)入，經(jīng)渦輪盤擋圈3與渦輪盤2形成的空腔流動至通道6，流經(jīng)通道6的冷卻氣體再沿通孔13至空腔14內(nèi)，最后通過空腔14將冷卻氣體送達(dá)到葉片體10內(nèi)以對葉片體10進(jìn)行冷卻，完成冷卻后的氣體沿葉片體10的側(cè)邊緣排出。優(yōu)選地，為了保證冷氣的封嚴(yán)，凸起120的底部與凹槽21的槽底配合處的間隙不大于O. 05_。相鄰兩個渦輪葉片I的支板11之間留有允許范圍大小的間隙，此間隙可防止渦輪葉片I因為材料熱脹冷縮而變形，同時，允許少量冷卻氣體經(jīng)間隙滲出，達(dá)到氣體密封的目的，又防止了絕大部分的冷卻空氣經(jīng)空腔14沿周向的外泄損耗。在燃?xì)鉁u輪發(fā)動機運行期間，第二定位凸臺112止擋在盤緣第二凸塊222的內(nèi)側(cè)面上，不僅防止了葉根12因受到高溫燃?xì)饬鞯妮S向氣動力而產(chǎn)生軸向的滑移錯位而從凹槽21的第二端面24—側(cè)滑出。此外，第二定位凸臺112與盤緣第二凸塊222的內(nèi)側(cè)面的相互止擋，并通過控制凸起120底部與凹槽21的槽底配合處之間的間隙來很好的實現(xiàn)了冷卻氣體的封嚴(yán)，結(jié)構(gòu)簡單，易于裝配。[0032]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種渦輪葉片結(jié)構(gòu)，包括渦輪盤(2)和固定在所述渦輪盤(2)上的若干渦輪葉片(I)，其特征在于，每一個所述渦輪葉片(I)上設(shè)有第二定位凸臺(112)，所述渦輪盤(2)上設(shè)有若干盤緣第二凸塊(222)，每一個所述的第二定位凸臺(112)止擋在所述對應(yīng)的盤緣第二凸塊(222)的內(nèi)側(cè)面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一個所述渦輪葉片(I)包括支板(11)和設(shè)置在所述支板(11)上的葉根(12)，所述第二定位凸臺(112)設(shè)置在所述支板(II)和所述葉根(12)的結(jié)合處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述渦輪葉片(I)在所述支板(11)和所述葉根(12)的結(jié)合處還設(shè)有第一定位凸臺(111);所述第一定位凸臺(111)與所述第二定位凸臺(112)相對布置；所述渦輪盤(2)上還設(shè)有盤緣第一凸塊(221)，所述第一定位凸臺(111)支撐在所述盤緣第一凸塊(221)的上表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述渦輪盤(2)上還設(shè)有若干個分別固定所述葉根(12)的凹槽(21);每一所述葉根(12)的末端延伸有凸起(120)，所述凸起(120)、所述葉根(12)的底面和所述凹槽(21)的槽底共同形成通道(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述凸起(120)底部與所述凹槽(21)之間的間隙不大于O. 05mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述葉根(12)內(nèi)設(shè)有與所述通道(6)貫通的通孔(13);在每一所述支板(11)和對應(yīng)的所述葉根(12)之間還設(shè)有與所述通孔(13)貫穿的空腔(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，每一所述渦輪葉片(I)還包括設(shè)置在所述支板(11)上的葉片體(10)，每一所述空腔(14)與對應(yīng)的所述葉片體(10)內(nèi)部相通。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括一個渦輪盤擋圈(3)，所述渦輪盤擋圈(3)的一個端面頂?shù)衷谒霰P緣第一凸塊(221)和所述第一定位凸臺(111)的結(jié)合處。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述渦輪盤(2)設(shè)有外伸軸段(5)，所述外伸軸段(5)上設(shè)有凸環(huán)(51)，且所述外伸軸段(5)上套設(shè)有一個壓緊螺母(4)；所述渦輪盤擋圈(3)固定在所述渦輪盤(2)上，且所述渦輪盤擋圈(3)的內(nèi)壁與所述凸環(huán)(51)的外壁配合，且所述渦輪盤擋圈(3)的一個端面抵頂在所述壓緊螺母(4)的端面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的渦輪葉片結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述渦輪盤擋圈(3)上設(shè)有進(jìn)氣口(33)，所述渦輪盤擋圈(3)與所述渦輪盤(2)之間形成一個空腔，所述空腔與所述通道(6)相通。
專利摘要本實用新型涉及了一種渦輪葉片結(jié)構(gòu)，包括渦輪盤和固定在渦輪盤上的若干渦輪葉片，其特征在于，每一個渦輪葉片上設(shè)有第二定位凸臺，渦輪盤上設(shè)有若干盤緣第二凸塊，每一個的第二定位凸臺止擋在對應(yīng)的盤緣第二凸塊的內(nèi)側(cè)面上。而每一個渦輪葉片包括支板和設(shè)置在支板上的葉根，第二定位凸臺設(shè)置在支板和葉根的結(jié)合處。渦輪盤上還設(shè)有若干個分別固定葉根的凹槽，每一葉根的末端延伸有凸起，通過控制凸起底部與凹槽的槽底配合處之間的間隙來很好的實現(xiàn)了冷卻氣體的封嚴(yán)，結(jié)構(gòu)簡單，重量較輕，易于裝配。
文檔編號F01D5/18GK202370590SQ201120479249
公開日2012年8月8日 申請日期2011年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月25日
發(fā)明者付晟, 徐魯兵, 陳競煒 申請人:中國航空動力機械研究所