一种用于叶轮机械的叶片保持器的制作方法

本发明属于叶轮机械叶片保持器结构设计技术领域，尤其涉及一种用于叶轮机械的叶片保持器。

背景技术：

航空发动机和燃气轮机等叶轮机械设备中，转子高速旋转，运行中的转子叶片会产生较大的离心力。采用在轮盘上加工轴向榫槽的方法在径向和周向上固定叶片是一种被广泛验证的结构形式。在采用这种结构时，设计人员需要解决叶片轴向锁紧的问题。

总体而言，目前叶片的轴向锁紧方式可分为两类。一是采用轴向挡板或挡环的方式；二是采用锁紧片。轴向挡板多采用螺栓或者其他方式将整圈挡板压紧在轮盘端面上。此种锁紧方式在安装时需要多次重复拧紧螺栓或使用专用工装来操作卡环等结构来实现锁紧，不足之处在于安装分解工作量大，需专用工装。同时此锁紧方式往往需要在轮盘两侧均设置此装置，进一步增加了整体复杂度。锁紧片方面，以往锁紧装置通常需要两种零件配合使用或需要在安装阶段使锁紧装置产生永久塑性变形，安装和分解工作量都较大。

技术实现要素：

(一)要解决的技术问题

本发明提供了一种安装和分解工作量小、可便捷分解单只叶片、无需在安装阶段对零件实施塑性变形的用于叶轮机械的叶片保持器。

(二)技术方案

本发明提供了一种用于叶轮机械的叶片保持器，由锁紧臂、前挡块、连接段、后挡块四部分组成，所述锁紧臂具有勺状弯曲，垂直连接于前挡块的一条边中央；所述前挡块和后挡块均为长方形薄片，所述连接段将前挡块与后挡块连接在一起；利用叶片根部端面的锁紧槽实现固定和周向止动，锁紧槽可采用精密铸造实现，优选的，也可采用铣加工方式实现。

所述后挡块在与轮盘径向垂直的安装角度下可顺利沿轴向装入叶根和榫槽之间的间隙，旋转至轮盘径向可限制叶片的轴向活动。

所述前挡块在安装完成状态下，与后挡块配合，可限制叶片的轴向活动。

所述锁紧臂具有适当的弹性，在安装阶段可利用弹性变形降低装配难度，可使其恰好卡在所述锁紧槽内，将所述的叶片保持器固定在锁紧位置，在运行阶段可限制所述叶轮机械的叶片保持器的周向活动。

所述锁紧臂上设有安装和分解用外伸小端，在安装和分解阶段可利用所述的外伸小端，简化安装和分解拆卸所述叶轮机械的叶片保持器的操作。

所述锁紧臂上设有止动边，所述止动边与所述锁紧槽之间具有间隙，可使止动边恰好卡入所述锁紧槽，可避免工作状态中的锁紧臂在离心力作用下从锁紧槽中脱开。

所述连接段通过焊接方式将锁紧臂、前挡块和后挡块连接固定在一起，优选的，也可采用精密铸造方法实现连接。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

(1)无需在轮盘上开孔，无须采用其它辅助机构固定；

(2)无须在安装阶段对锁紧装置进行塑性变形；

(3)安装和分解无需采用专用工装设备；

(4)可便捷的实现单个叶片的分解更换。

附图说明

图1为轴向档板结构示意图；

图2为常规锁紧结构示意图；

图3为轴向榫槽结构示意图；

图4为本发明的叶片保持器结构示意图；

图5为本发明的锁紧槽示意图；

图6为本发明的叶片保持器安装之处前挡板侧方位示意图；

图7为本发明的叶片保持器安装之处后挡板侧方位示意图；

图8为本发明的叶片保持器安装完成后前挡板侧方位示意图；

图9为本发明的叶片保持器安装完成后后挡板侧方位示意图；

图10为所发明的叶片保持器锁紧片及锁紧槽细节图。

符号说明

1 锁紧臂

2 前挡块

3 连接段

4 后挡块

5 锁紧槽

6 轮盘

7 叶片

8 叶片根部的边

9 间隙

10 外伸小端

11 叶片根部端面的边

12 锁紧臂止动边

21、22 卡环

23、24 挡板

25 锁紧片

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。

如图1所示，为目前采用轴向挡板或挡环的方式将叶片锁紧，采用螺栓或者其他方式将整圈挡板压紧在轮盘端面上。此种锁紧方式在安装时需要多次重复拧紧螺栓或使用专用工装来操作两侧卡环21、22，以将整圈挡板23、24压紧在轮盘6的端面上来实现锁紧，需要在轮盘6两侧均涉及此装置，安装拆卸工作量大，需要专用工装。

如图2所示为目前采用锁紧片将叶片锁紧的方式，将锁紧片25与叶片7同时沿周向榫槽装入轮盘6后，需将锁紧片25冲弯并使其永久变形以达到固定作用。

本发明提供一种用于叶轮机械的叶片保持器，由锁紧臂1、前挡块2、连接段3、后挡块4四部分组成。在一实施例中，如图3或图5所示，叶片7通过轴向榫槽结构固定在轮盘6上，如图4所示的用于叶轮机械的叶片保持器可实现所述叶片7在轴向方向的固定。当该叶片保持器需要安装时，先将锁紧臂1抬起，按照图6或图7所示方位将该叶片保持器按照一定角度沿轴向装入到轮盘6上预留的安装位置，此时后挡块4所处角度可顺利沿轴向装入。当后档块4到达轮盘6的另一侧后，按照图6中箭头所示方向旋转该叶片保持器，使其达到如图8或图9所示的位置。此时可放松锁紧臂，使其卡入叶片7根部端面的锁紧槽5内，实现该叶片保持器的周向止动。

其中，所述用于叶轮机械的叶片保持器的连接段3的长度与轮盘6厚度相同或极为接近，使前挡块2和后挡块4可恰好抵接轮盘6的两侧壁，以无缝固定叶片7，使其保持牢固且在运作时不致晃动。

所述锁紧槽5如图10所示，锁紧槽5靠近叶片7根部端面的边11设计为与锁紧臂1形状相同的倾斜状，使锁紧臂1在安装完成时可紧密的卡在其上，可实现冷态下将该叶片保持器径向固定。

如图10所示，所述锁紧槽5远离叶片根部的边8与锁紧臂止动边12 之间可留有适当的间隙9，既能使锁紧臂1顺利装入锁紧槽5，亦能避免锁紧臂1在运作状态下受离心力作用从锁紧槽5中松脱。锁紧臂1端部设有一外伸小端10，可在安装和拆卸阶段作为锁紧臂1的方便拉动装置。

所述用于叶轮机械的叶片保持器可通过焊接方式将锁紧臂1、前挡块 2、连接段3、后挡块4连接并固定，也可采用精密铸造方式实现。所述锁紧槽可采用精密铸造方式实现，也可采用铣加工方式实现。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。