一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于航空发动机领域，特别是涉及到一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构，高负荷涡轮转子叶片由叶身1、加强筋3、缘板4和伸根5、陶芯定位孔6组成，其特征在于，在叶身1及伸根5处还设置有减重机构。本实用新型减重结构设计采用了单、双腔结构，结构简单，易实现，减重效果明显；在叶片中部靠进气边区域，为满足高负热载，采用了沿径向带有空间角的加强筋，保证了叶片工作时的强度储备。在叶身根部、伸根区域分别设计独特减重结构，有效降低了叶片离心力以及叶身与缘板转接区域应力集中系数，也改善了叶片工作应力的分布形态。本实用新型减重结构简单，工艺性较好，尺寸精度易控制。
【专利说明】—种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于航空发动机领域，特别是涉及到一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减
重结构。
【背景技术】
[0002]国外的高负荷涡轮转子叶片均采用空心+气冷+盘片分离式结构。目前，从所能收集到的有关转速在40000rad/min以上的涡轮转子叶片结构相关报道中看，由于其转速高、温度载荷较大，均采用盘片分离式空心润轮叶片。相比之下，国内在转速40000rad/min以上的涡轮转子设计中，一直采用整体叶盘，整体叶盘均为实心非冷却结构，重量较大，无防振减重结构。
【发明内容】
[0003]发明目的:提供一种减重效果良好的高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构。
[0004]技术方案:一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构，高负荷涡轮转子叶片由叶身
1、加强筋3、缘板4和伸根5、陶芯定位孔6组成，其特征在于，在叶身I及伸根5处还设置有减重机构。
[0005]所述减重机构延伸至伸根5的中部。
[0006]所述减重机构为陶瓷型芯2，由实体9和空腔10组成，各截面最大内切圆直径在0.95?2.10mm范围之内。
[0007]有益效果:本实用新型减重结构设计采用了单、双腔结构，结构简单，易实现，减重效果明显；在叶片中部靠进气边区域，为满足高负热载，采用了沿径向带有空间角的加强筋，保证了叶片工作时的强度储备。在叶身根部、伸根区域分别设计独特减重结构，有效降低了叶片离心力以及叶身与缘板转接区域应力集中系数，也改善了叶片工作应力的分布形态。本实用新型减重结构简单，工艺性较好，尺寸精度易控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型结构示意图；
[0009]图2为本实用新型侧视图；
[0010]图3为本实用新型局部示意图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图3。
[0012]如图1及图2所示，一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构，高负荷涡轮转子叶片由叶身1、加强筋3、缘板4和伸根5、陶芯定位孔6组成，其特征在于，在叶身I及伸根5处还设置有减重机构。
[0013]所述减重机构延伸至伸根5的中部。[0014]所述减重机构为陶瓷型芯2，由实体9和空腔10组成，各截面最大内切圆直径在0.95?2.10mm范围之内。
[0015]通常在高转速航空发动机的涡轮转子结构设计中，由于转速达30000rad/min以上，所以采用叶片+叶盘整体铸造，而这类叶盘的直径均不超过250mm。但在转速达40000rad/min以上，叶盘直径大约在300mm的涡轮转子部件，由于转速、温度、流道及强度寿命等技术条件的限制，涡轮转子结构已不可能采用整体叶盘结构。因此，涡轮转子结构只能采用盘片分离式结构，在保证强度寿命满足的前提下，尽可能减少叶片重量成为设计的难点。本实用新型用于叶身+伸根区域减重，是从叶尖到伸根区域设计成独特空心结构，尤其在叶身根部至伸根局域的空腔结构，可使叶片整体重量降低20%，质心半径进一步减小，同时，该减重结构有效改善了叶片整体的应力分布，尤其降低了叶身根部的应力水平。
[0016]本实施例中，整个叶片属于单腔+双腔结构，上、下部分属单腔结构7，中间区域属双腔结构8，整个腔体各截面厚度控制在0.80?1.40mm。减重结构由实体9和空腔(10组成，其各截面最大内切圆直径控制在0.95?2.10mm，且叶身跟截面最大内切圆直径最大，减重结构独特结构在于沿深至伸根中部，但距榫头第一缩颈截面1.5mm以上。
【权利要求】
1.一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构，高负荷涡轮转子叶片由叶身(I)、加强筋(3)、缘板(4)和伸根(5)、陶芯定位孔(6)组成，其特征在于，在叶身(I)及伸根(5)处还设置有减重机构。
2.根据权利要求1所述的一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构，其特征在于，所述减重机构延伸至伸根(5)的中部。
3.根据权利要求2所述的一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构，其特征在于，所述减重机构为陶瓷型芯(2)，由实体(9)和空腔(10)组成，各截面最大内切圆直径在0.95?.2.1Omm范围之内。
【文档编号】F01D5/18GK203488217SQ201320417573
【公开日】2014年3月19日 申请日期:2013年7月12日 优先权日:2013年7月12日
【发明者】李世峰, 罗秋生, 孙飞龑, 李剑白, 陶云亚 申请人:中国燃气涡轮研究院