一种可防止安装边外翻的平衡块结构及发动机叶盘的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空发动机转子设计技术，具体涉及一种可防止转子安装边外翻的平衡块结构及发动机叶盘。
【背景技术】
[0002]对于转子系统，为了减小其不平衡量，避免其工作时的有害振动，必须进行动平衡。因此航空发动机风扇或压气机转子一般都设计有平衡面加装平衡块。为了达到较好的平衡效果，平衡块安装边所处半径位置通常较高，随着高性能发动机转速越来越高，安装边受到很大的离心力，导致其应力和变形都很大，因而寿命严重不足，并常常发生局部翻边现象。
[0003]图1为现有某发动机盘平衡块安装示意图。发动机盘3的前安装边为平衡面，在前安装边上通过加装平衡块I进行动平衡，平衡块I通过销子2周向固定。平衡块的离心力通过接触面A传递到发动机盘上。
[0004]通过数值仿真分析发现，平衡安装边的应力和变形较大，变形示意图见图2。由图2可见，安装边变形后，其重心位于G点。离心力F相对于安装边根部截面m-m形成弯矩M,M = F* L，顺时针方向。
[0005]因此，安装边容易局部外翻，引发故障。这样的故障模式多次在试验中出现，造成了严重的损失。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型目的是:提供一种通过改变其重心位置和传力路径，可减小安装边外翻弯矩或使弯矩方向反向，从而有效防止安装边外翻的平衡块结构。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种可防止安装边外翻的平衡块4结构，其包括外缘5、内缘6、底部7及销孔8，其中，外缘5和内缘6与底部7形成一用于收容安装边的凹槽，内外缘上设置有用于销钉2安装的销孔8，且内缘6顶部具有用于与叶盘盘缘内侧表面接触的凸起。
[0008]内缘6厚度大于外缘5厚度。
[0009]安装边底部与凹槽底部7之间留有间隙。
[0010]销钉2与安装边销孔之间为间隙配合。
[0011]在非工作状态下，销钉2与安装边销孔之间的间隙及安装边底部与凹槽底部7之间的间隙均大于内缘6顶部凸起与叶盘盘缘内侧表面之间的间隙。
[0012]一种发动机叶盘，其转子安装边上设置有如上所述的可防止安装边外翻的平衡块4结构。
[0013]本实用新型的技术效果是:本实用新型通过平衡块的结构优化，改变其重心位置和传力路径，可减小安装边外翻弯矩或使弯矩方向反向，从而有效防止安装边外翻，减少故障，提高转子寿命。
【附图说明】
[0014]图1是现有某发动机盘平衡块安装示意图；
[0015]图2是现有某发动机安装边外翻示意图；
[0016]图3是本实用新型可防止安装边外翻的平衡块结构示意图，
[0017]其中，1-U型平衡块；2-销子；3_整体叶盘；4_平衡块；5_外缘、6-内缘、7_底部、8-销孔。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明:
[0019]请参阅图3，本实用新型可防止安装边外翻的平衡块4结构包括外缘5、内缘6、底部7及销孔8，其中，外缘5和内缘6与底部7形成一用于收容安装边的凹槽，内外缘上设置有用于销钉2安装的销孔8。另外，内缘6顶部具有用于与叶盘盘缘内侧表面接触的凸起，在非工作状态下，内缘6顶部凸起与叶盘盘缘内侧表面之间存在一定的间隙。
[0020]所述平衡块4结构内缘6厚度大于外缘5厚度，以使得平衡块重心内移。
[0021]安装边底部与凹槽底部7之间留有间隙，销钉2与安装边销孔之间为间隙配合，使得内缘6顶部凸起具有上移的空间余量。在非工作状态下，销钉2与安装边销孔之间的间隙及安装边底部与凹槽底部7之间的间隙均大于内缘6顶部凸起与叶盘盘缘内侧表面之间的间隙，以保证工作状态时，内缘6顶部凸起能与叶盘盘缘内侧表面紧密接触。
[0022]由于平衡块I结构优化后为非对称结构，内缘6厚于外缘5，重心更靠近内缘6 —侦牝外翻力矩减小。工作时，将发动机盘安装边底面A与凹槽底部7设计成间隙配合，将销钉2与安装边销孔之间设计为间隙配合，保证平衡块4的内缘6突起与盘体在B面紧密接触，使得平衡块大部分离心力通过B面传递到发动机盘上，改变了传力路径，安装边载荷减小，从而能有效防止安装边翻边。
[0023]另外，本实用新型还提供一种发动机叶盘，该发动机叶盘的转子安装边采取上述非对称的平衡块4结构，以有效防止安装边外翻。
【主权项】
1.一种可防止安装边外翻的平衡块结构，其特征在于，包括外缘(5)、内缘(6)、底部(7)及销孔(8)，其中，外缘(5)和内缘(6)与底部(7)形成一用于收容安装边的凹槽，内外缘上设置有用于销钉安装的销孔(8)，且内缘顶部具有用于与叶盘盘缘内侧表面接触的凸起。
2.根据权利要求1所述的可防止安装边外翻的平衡块结构，其特征在于，内缘(6)厚度大于外缘(5)厚度。
3.根据权利要求1所述的可防止安装边外翻的平衡块结构，其特征在于，安装边底部与凹槽底部(7)之间留有间隙。
4.根据权利要求3所述的可防止安装边外翻的平衡块结构，其特征在于，销钉(2)与安装边销孔之间为间隙配合。
5.根据权利要求4所述的可防止安装边外翻的平衡块结构，其特征在于，在非工作状态下，销钉(2)与安装边销孔之间的间隙及安装边底部与凹槽底部(7)之间的间隙均大于内缘(6)顶部凸起与叶盘盘缘内侧表面之间的间隙。
6.一种发动机叶盘，其特征在于，转子安装边上设置有如权利要求1至5任一项所述的可防止安装边外翻的平衡块结构。
【专利摘要】本实用新型属于航空发动机转子设计技术，具体涉及一种可防止转子安装边外翻的平衡块结构及发动机叶盘。所述可防止安装边外翻的平衡块结构包括外缘、内缘、底部及销孔，其中，外缘和内缘与底部形成一用于收容安装边的凹槽，内外缘上设置有用于销钉安装的销孔，且内缘顶部具有用于与叶盘盘缘内侧表面接触的凸起。本实用新型通过平衡块的结构优化，改变其重心位置和传力路径，可减小安装边外翻弯矩或使弯矩方向反向，从而有效防止安装边外翻，减少故障，提高转子寿命。另外，还提供一种安装有上述平衡结构的发动机叶盘。
【IPC分类】F04D29-66, F01D5-10
【公开号】CN204357784
【申请号】CN201420796461
【发明人】王梅, 王硕, 何云, 陈官峰, 张明磊, 江志敏, 吴坚, 林淑环
【申请人】中国燃气涡轮研究院
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月15日