一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對(duì)渦輪葉片的緣板部位，屬于機(jī)械阻尼減振結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片工作環(huán)境嚴(yán)苛，不僅要承受高溫高壓高速燃?xì)獾臎_刷，還要在轉(zhuǎn)動(dòng)情況下承受燃?xì)鈬娮熘芷谧兓臎_擊力。渦輪轉(zhuǎn)子葉片因整體剛度、強(qiáng)度、振動(dòng)等原因斷裂的情況在國(guó)內(nèi)外的飛行事故中多次出現(xiàn)。為了增強(qiáng)渦輪葉片整體剛度和抗振性能，降低渦輪轉(zhuǎn)子葉片的最大振動(dòng)應(yīng)力，延長(zhǎng)其使用壽命，需要在渦輪葉片的緣板部位增加阻尼器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了改善傳統(tǒng)平面緣板的接觸阻尼及整環(huán)葉片剛度，提出一種便捷安裝和減振效果良好的成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板。
[0004]—種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，每一個(gè)葉片底部安裝一個(gè)緣板；緣板一側(cè)邊為矩形齒，相對(duì)側(cè)邊為平面結(jié)構(gòu)。
[0005]渦輪葉片的個(gè)數(shù)分為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況，對(duì)于偶數(shù)個(gè)數(shù)的渦輪葉片，將每?jī)蓚€(gè)渦輪葉片分為一組，每組葉片中的兩個(gè)緣板相對(duì)放置安裝。
[0006]對(duì)于一組葉片中的渦輪葉片緣板，相對(duì)側(cè)邊為相互嚙合的多對(duì)矩形齒，且矩形齒的嚙合齒數(shù)相差I(lǐng) ;
[0007]具體為:一個(gè)緣板的矩形齒位于所在葉片的葉盆側(cè)，另一個(gè)緣板的矩形齒位于所在葉片的葉背側(cè)；嚙合矩形齒和渦輪葉片緣板的厚度保持相同。
[0008]矩形齒的齒寬度值由阻尼所需產(chǎn)生摩擦的面積和葉片整體剛度而定，寬度計(jì)算由矩形齒所在緣板側(cè)邊的長(zhǎng)度除以整數(shù)η，η按照需求選取通常為3-8 ;
[0009]矩形齒的齒深依據(jù)整數(shù)η選取，η值越小，深度越大，η值以不觸及葉根部的葉片外形線為極限值，以保證接觸面積。
[0010]矩形齒的數(shù)量由阻尼減振效果的數(shù)值模擬結(jié)果或者試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果確定。
[0011]每組配對(duì)緣板的另一側(cè)邊為平面結(jié)構(gòu)，與相鄰組緣板的平面結(jié)構(gòu)相配合，形成平面接觸。
[0012]對(duì)于奇數(shù)個(gè)數(shù)的渦輪葉片，將其中兩兩緣板配對(duì)后，剩余的一個(gè)緣板選用與其余緣板相同尺寸的平面結(jié)構(gòu)，直接與相鄰兩個(gè)成對(duì)的緣板平面結(jié)構(gòu)相配合，形成平面接觸，最終使整個(gè)渦輪葉片的葉冠間壓緊成整環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0013]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
[0014]I)、本發(fā)明一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，增強(qiáng)了渦輪葉片整體剛度和抗振性能，降低了渦輪轉(zhuǎn)子葉片的最大振動(dòng)應(yīng)力，延長(zhǎng)了其使用壽命。
[0015]2)、本發(fā)明一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，采用矩形齒緣板結(jié)構(gòu)，既安裝方便，又使得葉片之間接觸面增加。
[0016]3)、本發(fā)明一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，該結(jié)構(gòu)能夠提供良好的阻尼效果，也能夠更好地增強(qiáng)葉片剛度。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板的矩形齒在葉盆方向示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板的配合示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片葉冠和緣板示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0021]本發(fā)明一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，在平面接觸緣板的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，如圖1和圖2所示，包括葉片和緣板；葉片的數(shù)量和緣板的數(shù)量相同；每一個(gè)緣板澆鑄在一個(gè)葉片底部；緣板一側(cè)邊為矩形齒，相對(duì)側(cè)邊為平面結(jié)構(gòu)；其余側(cè)邊可以為波紋形，直線形，鋸齒形等常規(guī)形狀。
[0022]渦輪葉片的個(gè)數(shù)分為奇數(shù)和偶數(shù)兩種情況，對(duì)于偶數(shù)個(gè)數(shù)的渦輪葉片，將每?jī)蓚€(gè)渦輪葉片為一組相對(duì)放置成對(duì)安裝；兩個(gè)渦輪葉片緣板的相對(duì)側(cè)為相互嚙合的多對(duì)矩形齒，其中嚙合截面為矩形直齒結(jié)構(gòu)，一組內(nèi)的兩個(gè)渦輪葉片緣板嚙合齒數(shù)相差I(lǐng) ;兩個(gè)渦輪葉片緣板的另一側(cè)邊非嚙合面為平面結(jié)構(gòu)，與另一組渦輪葉片緣板平面結(jié)構(gòu)直接接觸靠緊。也就是兩個(gè)渦輪葉片緣板的另一側(cè)邊與另一組多對(duì)矩形齒的渦輪葉片緣板的另一側(cè)相配合，形成平面接觸。
[0023]每組緣板的位置具體為:一個(gè)渦輪葉片緣板的嚙合矩形齒位于所在葉片的葉盆偵牝另一個(gè)渦輪葉片緣板的嚙合矩形齒位于所在葉片的葉背側(cè)；嚙合矩形齒和渦輪葉片緣板的厚度始終保持相同。
[0024]嚙合矩形齒的齒寬是矩形齒凸出的最前沿，寬度由阻尼所需產(chǎn)生摩擦的面積和多個(gè)葉片整體剛度而定，寬度計(jì)算由矩形齒所在緣板側(cè)邊的長(zhǎng)度除以整數(shù)η，η按照需求選取通常為3_8 ；
[0025]嚙合矩形齒的齒深與矩形齒的寬相垂直，深度依據(jù)整數(shù)η選取，η值越小，深度較大，以不觸及葉根部的葉片外形線為極限值，以保證接觸面積。嚙合齒的數(shù)量由阻尼減振效果的數(shù)值模擬結(jié)果或者試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果確定。
[0026]對(duì)于奇數(shù)個(gè)數(shù)的渦輪葉片，將其中兩兩緣板配對(duì)后，剩余的一個(gè)緣板選用與其余緣板相同尺寸的平面結(jié)構(gòu)，直接與相鄰兩個(gè)成對(duì)的緣板平面結(jié)構(gòu)相配合，形成平面接觸，最終使整個(gè)渦輪葉片的緣板間壓緊成整環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0027]如圖3所示，本發(fā)明成對(duì)矩形齒配合的方案不僅應(yīng)用在渦輪葉片的葉冠，同樣可以相同的方式應(yīng)用于渦輪葉片的緣板，或者渦輪葉片的葉冠和緣板均采用矩形齒配合；且在渦輪葉片的葉冠和緣板均采用矩形齒配合時(shí)，還可使矩形齒配合部分交錯(cuò)布置。
[0028]本發(fā)明一種多對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其中一組緣板相互嚙合可以增加葉片剛性，提高葉片的自振頻率；不同組緣板的平面接觸在葉片振動(dòng)時(shí)，可以通過(guò)相互之間的摩擦吸收振動(dòng)能量，起到減振作用。此結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于民機(jī)/軍機(jī)各種大小推力/功率的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片當(dāng)中；能夠提高葉片剛度和抗振性能，延長(zhǎng)葉片的使用壽命。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其特征在于:每一個(gè)葉片底部安裝一個(gè)緣板；緣板為一側(cè)邊設(shè)計(jì)有矩形齒，相對(duì)側(cè)邊為平面結(jié)構(gòu)； 將每?jī)蓚€(gè)葉片分為一組，每組葉片中的兩個(gè)緣板的矩形齒相對(duì)設(shè)置，且相互嚙合，相鄰兩組葉片中相鄰緣板的平面結(jié)構(gòu)配合接觸。2.如權(quán)利要求1所述的一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其特征在于:所述的葉片為奇數(shù)個(gè)時(shí)，剩余的一個(gè)緣板相對(duì)側(cè)邊均采用平面結(jié)構(gòu)，分別與相鄰兩組葉片中緣板的平面結(jié)構(gòu)配合接觸。3.如權(quán)利要求1所述的一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其特征在于:所述的緣板具體安裝為:每組葉片中一個(gè)緣板的矩形齒位于所在葉片的葉盆側(cè)，另一個(gè)緣板的矩形齒位于所在葉片的葉背側(cè)；且兩個(gè)緣板的矩形齒的齒數(shù)相差I(lǐng)。4.如權(quán)利要求1所述的一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其特征在于:所述的矩形齒的齒寬為矩形齒所在緣板側(cè)邊的長(zhǎng)度除以整數(shù)η，η為3?8。5.如權(quán)利要求1所述的一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其特征在于:所述的矩形齒的齒深需不觸及葉根部的葉片外形線。6.如權(quán)利要求1所述的一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，其特征在于:所述的矩形齒的厚度和緣板的厚度相同。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種成對(duì)矩形齒配合的渦輪葉片緣板，包括葉片和緣板；每一個(gè)葉片底部安裝一個(gè)緣板；緣板為一側(cè)是矩形齒的長(zhǎng)方形。將每?jī)蓚€(gè)渦輪葉片分為一組，每組葉片中的兩個(gè)緣板相對(duì)放置安裝，相對(duì)側(cè)為相互嚙合的矩形齒，兩個(gè)緣板的另一側(cè)為平面結(jié)構(gòu)；每組成對(duì)緣板的平面結(jié)構(gòu)與相鄰組緣板的平面結(jié)構(gòu)相配合，形成平面接觸。優(yōu)點(diǎn)在于，通過(guò)矩形齒緣板之間相互嚙合，增加葉片剛性，提高葉片的自振頻率；不同組緣板的平面接觸在葉片振動(dòng)時(shí)，通過(guò)相互之間的摩擦吸收振動(dòng)能量，起到減振作用。
【IPC分類】F01D5/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105134303
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510586578
【發(fā)明人】魏大盛, 王延榮, 張凱, 李昆
【申請(qǐng)人】北京航空航天大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年12月9日
【申請(qǐng)日】2015年9月15日