本发明涉及航空发动机制造技术领域，尤其涉及一种发动机转子支架。
背景技术：
发动机转子支架是航空发动机中的支撑部件，特别是转子支架对转子的稳定高速运行起着至关重要的作用。
发动机转子支架中心设置有安装孔，套设有轴承的转子穿设于安装孔，转子支架可以对转子起到保护和连接的作用。其中发动机转子支架紧邻燃烧室内壁，而燃烧室是高温部件，通过燃烧室中燃料的燃烧会使发动机转子支架的温度升高，使得发动机转子支架产生热变形，进而影响转子的稳定运行以及缩短发动机转子支架内的轴承的使用寿命。同时，传统的发动机转子支架为实心结构，不利于节能减重的需要。另外，传统航空发动机的转子支架与其他部件之间的连接比较复杂，采用传统加工方式加工难度大、耗时费力，且需要多个工序进行装配，进而导致加工成本高，生产周期长。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种发动机转子支架，避免发动机转子支架内部的转子和轴承热变形的情况，有利于节能减重。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种发动机转子支架，包括支架本体，所述支架本体的一端设置有若干个的进气孔和若干个排气孔，另一端对应设置有若干个出气孔，若干个所述进气孔、若干个所述排气孔及若干个出气孔均沿周向均匀分布；所述发动机转子支架内部设置有气道，所述气道分别连通于所述进气孔、所述排气孔及所述出气孔。
作为优选，还包括圆盘，所述圆盘设置于所述支架本体上的一端，且靠近所述进气孔。
作为优选，所述支架本体包括连接于所述圆盘的支撑体及若干个沿周向均匀分布的连接板，所述连接板的一端连接于所述圆盘，另一端连接于所述支撑体；所述进气孔设置于所述连接板上，所述排气孔设置于所述支撑体的一端，所述出气孔设置于所述支撑体的另一端，所述气道设置于所述支撑体内部。
作为优选，所述连接板包括第一肋板和连接于所述支撑体的第二肋板，所述第一肋板的一端连接于所述圆盘，另一端连接于所述第二肋板；所述进气孔设置于所述第二肋板上。
作为优选，所述第一肋板和所述第二肋板均为圆弧结构。
作为优选，所述支撑体为中空结构，所述支撑体的内壁和所述支撑体的外壁形成所述气道。
作为优选，所述支撑体内壁靠近所述进气孔的一端设置有台阶，所述出气孔沿周向均匀设置于所述台阶上。
作为优选，所述支撑体内部设置有若干个间隔设置的环形肋板，所述环形肋板连接于所述支撑体，且所述环形肋板对应设置有若干个通孔。
作为优选，所述圆盘上设置有若干个扩压器导流叶片，所述圆盘的一侧设置有若干个燃烧室支撑爪，若干个所述燃烧室支撑爪和若干个所述扩压器导流叶片均沿周向均匀分布。
作为优选，所述燃烧室支撑爪、所述扩压器导流叶片及所述支撑体通过增材制造形成一体成型结构。
本发明的有益效果：
1)通过发动机转子支架的一端设置有若干个的进气孔和若干个排气孔，另一端对应设置有若干个出气孔，且发动机转子支架内部设置有气道，气道分别连通于进气孔、排气孔及出气孔，冷空气可以从进气孔流入气道，并分别从出气孔和排气孔排出，对发动机转子支架进行冷却，避免发动机转子支架出现热变形的情况，进而保证转子的稳定运行以及延长发动机转子支架内的轴承的使用寿命。
2)由于发动机转子支架内部设置有气道，且冷空气可以从进气孔流入气道，使得发动机转子支架结构内部形成空气热阻，降低发动机转子支架内壁和外壁之间的传热，进而实现对转子和轴承的隔热效果。
3)通过发动机转子支架内部设置有气道，可以减小发动机转子支架的重量，相比较传统的发动机转子支架为实心结构，利于节能减重的需要，满足发动机转子支架轻量化的要求。
附图说明
图1是本发明发动机转子支架的结构示意图；
图2是本发明发动机转子支架的侧视图；
图3是图2在a-a的剖视图；
图4是图3在b-b的剖视图。
图中：
1、支架本体；2、圆盘；3、进气孔；4、排气孔；5、出气孔；6、气道；
11、支撑体；12、连接板；
111、台阶；112、环形肋板；113、通孔；
121、第一肋板；122、第二肋板；
21、燃烧室支撑爪；22、扩压器导流叶片。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
本实施例提供了一种发动机转子支架，如图1-3所示，该发动机转子支架包括支架本体1，且支架本体1的一端设置有若干个的进气孔3和若干个排气孔4，另一端对应设置有若干个出气孔5，其中若干个进气孔3、若干个排气孔4及若干个出气孔5均沿周向均匀分布。同时，发动机转子支架内部设置有气道6，气道6分别连通于进气孔3、排气孔4及出气孔5。
通过发动机转子支架的一端设置有若干个的进气孔3和若干个排气孔4，另一端对应设置有若干个出气孔5，且发动机转子支架内部设置有气道6，气道6分别连通于进气孔3、排气孔4及出气孔5，冷空气可以从进气孔3流入气道6，并分别从出气孔5和排气孔4排出，对发动机转子支架进行冷却，避免发动机转子支架出现热变形的情况，进而保证转子的稳定运行以及延长发动机转子支架内的轴承的使用寿命。同时，由于发动机转子支架内部设置有气道6，且冷空气可以从进气孔3流入气道6，使得发动机转子支架结构内部形成空气热阻，降低发动机转子支架内壁和外壁之间的传热，进而实现对转子和轴承的隔热效果。另外，通过发动机转子支架内部设置有气道6，可以减小发动机转子支架的重量，相比较传统的发动机转子支架为实心结构，利于节能减重的需要，以达到发动机转子支架轻量化的目的。
如图1-3所示，上述发动机转子支架包括圆盘2、设置于圆盘2一侧的支架本体1，其中支架本体1包括连接于圆盘2的支撑体11及六个沿周向均匀分布的连接板12，且连接板12的一端连接于圆盘2，另一端连接于支撑体11。同时，连接板12包括第一肋板121和连接于支撑体11的第二肋板122，且第一肋板121的一端连接于圆盘2，另一端连接于第二肋板122。第一肋板121和第二肋板122均为圆弧结构。通过设置第一肋板121的一端连接于圆盘2，另一端连接于第二肋板122，且第二肋板122连接于支撑体11，增强了支撑体11与圆盘2之间的连接强度以及圆盘2的刚度。同时，在满足同样强度的要求下，可以相应的减少圆盘2的厚度，达到减轻圆盘2的重量的效果，进而满足发动机转子支架轻量化的要求。
上述支撑体11为中空结构，且支撑体11的内壁和支撑体11的外壁形成气道6。通过发动机转子支架内部设置有气道6，可以减小发动机转子支架的重量，相比较传统的发动机转子支架为实心结构，利于节能减重的需要，以达到发动机转子支架轻量化的目的。其中每个第二肋板122上对应设置有一个进气孔3，且支撑体11内壁靠近进气孔3的一端设置有台阶111，台阶111上沿周向均匀设置有十二个排气孔4。同时，支撑体11的另一端对应设置有六个出气孔5。
当发动机工作时，冷空气从第二肋板122上的进气孔3流入，一部分气体从排气孔4流出，避免发动机转子支架出现热变形的情况，用来冷却设置于发动机转子支架内部的转子和轴承，进而保证转子的稳定运行以及延长发动机转子支架内的轴承的使用寿命；由于气道6的两端分别连通于进气孔3和出气孔5，另一部气体经过支撑体11的内壁和支撑体11的外壁形成气道6，从出气孔5流出进入涡轮导叶内腔或直接排出。冷空气可以从进气孔3流入气道6，使得发动机转子支架结构内部形成空气热阻，降低发动机转子支架内壁和外壁之间的传热，进而实现对转子和轴承的隔热效果。
上述支撑体11为圆柱形结构，且支撑体11内部设置有三个间隔设置的环形肋板112，环形肋板112连接于支撑体11，其中环形肋板112的内径与支撑体11内壁的外径相同，环形肋板112的外径与支撑体11的外壁的内径相同。通过支撑体11内部间隔设置有环形肋板112，环形肋板112起到了加强作用，增强了支撑体11的支撑强度和刚度，进而增强了发动机转子支架的强度。同时，环形肋板112对应设置有六个通孔113，使得进入气道6中的气体可以流经通孔113，从出气孔5流畅地排出。
上述圆盘2上设置有若干个扩压器导流叶片22，扩压器导流叶片22起着收集及引出气体的作用，使得冷空气通过扩压器导流叶片22的收集，便于进入进气孔3中。同时，圆盘2的一侧设置有三个燃烧室支撑爪21，三个燃烧室支撑爪21和若干个扩压器导流叶片22均沿周向均匀分布。另外，燃烧室支撑爪21、扩压器导流叶片22及支撑体11通过增材制造形成一体成型结构。
增材制造俗称3d打印，是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术。以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。
增材制造技术使得复杂结构零部件的生产成为可能。传统航空发动机发动机转子支架连接结构复杂，采用传统加工方式耗时费力、加工难度大，且需要多个工序进行装配，进而导致加工成本高，生产周期长。利用增材制造技术对航空发动机发动机转子支架中的支撑体11、扩压器导流叶片22及燃烧室支撑爪21进行一体化设计和制造，将三个部件融合为一个整体，可以减少各部件间的支撑和连接结构，避免了需要多个工序进行装配的情况，进而便于加工，且满足了减重和降低加工、维护成本的需要。因此，本实施例将燃烧室支撑爪21、扩压器导流叶片22及支撑体11通过增材制造技术形成一体成型的结构，不仅制造工艺简单、周期短、重量轻，而且节省材料、成本低，进而提高了发动机转子支架的冷却效率，延长了发动机转子支架的使用寿命。
本实施例还公开了一种发动机转子支架的生产方法，包括以下步骤：
步骤1：根据发动机结构，计算得出发动机转子支架的参数要求，从而确定发动机转子支架的外形尺寸，并完成发动机转子支架中支撑体11的主体轮廓设计；
步骤2：根据支撑体11的强度和减重要求，校核并调整发动机转子支架的内壁和外壁厚度、环形肋板112的数量与厚度；
步骤3：根据支撑体11与圆盘2之间的连接强度和圆盘2的刚度要求，完成第一肋板121和第二肋板122设计；
步骤4：根据支撑体11内部空气流量大小和分配的要求，选择进气孔3、排气孔4及出气孔5的方向、大小、数量及排布；
步骤5:对上述步骤完成的设计模型进行数值模拟，分析确定支撑体11内气体的冷却和隔热能力，并根据模拟结果对模型设计参数进行优化调整；
步骤6：对上述步骤完成的模型与扩压器导流叶片22、燃烧室支撑爪21进行一体化增材制造，继而完成发动机转子支架的生产。
本实施例以10kg发动机为例，确定以下发动机转子支架的参数：
首先，环形肋板112的数量为三个，每个环形肋板112的宽度为3mm，相邻两个环形肋板112之间的距离为18mm；
其次，第一肋板121和第二肋板122的数量均为六个，其中第二肋板122的周向跨度为22°，第二肋板122的圆弧半径为20mm，第二肋板122的长度为20mm；同时，第一肋板121的圆弧半径为1.5mm，圆盘2的厚度为1mm。
再次，每个第二肋板122上对应设置有一个进气孔3，其中进气孔3和出气孔5的数量均为六个，进气孔3和出气孔5的直径均为3mm，且进气孔3的方向与发动机转子支架的对称轴之间的夹角为45°；同时排气孔4的数量为十二个，排气孔4的直径为1.2mm。
需要特别说明的是，本实施例以10kg发动机为例，设计出发动机转子支架的各项参数，可以根据实际生产需要，针对不同的发动机，发动机转子支架的各项参数可以进行相应的调整。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。