一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片

文档序号:37943868发布日期:2024-05-11 00:25阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:包括陶瓷铠甲、涡轮叶片金属基体(11)、弹簧(12);陶瓷铠甲位于涡轮叶片金属基体(11)上;

2.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的陶瓷铠甲采用4行4列的结构布置,总计16块;其中陶瓷基复合材料叶盆铠甲(7)有2列,位于叶片盆侧;陶瓷基复合材料前缘铠甲(5)有1列,位于叶片前缘;陶瓷基复合材料叶背铠甲(6)有1列,位于叶片的叶背。

3.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的涡轮叶片金属基体(11)设有铠甲安装孔(20),整个铠甲安装孔(20)包括倾斜孔(40)和垂直孔(41),两型孔均贯穿壁面,且在中间有部分重叠,使得铠甲安装孔(20)的截面呈“x”形;倾斜孔与垂直孔轴线的夹角∠θ4(42)与挂钩垂直段与倾斜段之间的夹角∠θ2(19)互补。

4.如权利要求3所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的倾斜孔与垂直孔轴线的夹角∠θ4(42)为30°~70°;夹角∠θ2(19)为110°~150°。

5.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的弹簧(12)分为弹性外凸和弹性内凹两种,当相邻两个挂钩之间距离小于10mm,使用弹性外凸的弹簧(12);当相邻两个挂钩之间距离大于10mm,使用弹性内凹的弹簧(12)。

6.如权利要求5所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的弹簧(12)的弹簧直径d(31)为0.5mm-2mm;弹簧挂钩段宽度w6(29)为1.7mm-4.5mm。

7.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的涡轮叶片金属基体(11)上设有挂钩背侧凸台(21),挂钩背侧凸台(21)为长方体,挂钩背侧凸台高度w4(27)为1.5~3mm,可覆盖挂钩垂直段(17);挂钩背侧凸台宽度w3(26)为0.4mm~2.0mm。

8.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的涡轮叶片金属基体(11)上设有弹簧支撑凸台(24),弹簧支撑凸台(24)位于铠甲安装孔(20)的内孔口,其与弹簧(12)相接触的顶面平整光滑,所述的弹簧支撑凸台高度w2(25)为0.2mm~1.5mm。

9.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的陶瓷铠甲的挂钩穿过铠甲安装孔(20)的安装过程,分为两步:第一步,铠甲沿着倾斜的方向移动,并由倾斜孔(40)对挂钩倾斜段(18)施加约束,使之沿着倾斜孔(40)的轴线方向移动,直至挂钩垂直段(17)移动至垂直孔(41)所在位置后停止;第二步,铠甲沿着叶片壁面法向移动,并由垂直孔(41)对挂钩垂直段(17)施加约束,使之沿着垂直孔(41)的轴线方向移动,直至铠甲与涡轮叶片金属基体(11)贴合或间隙较小,即完成单块陶瓷铠甲的安装。

10.如权利要求1所述的一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片,其特征在于:所述的陶瓷基复合材料前缘铠甲(5)、陶瓷基复合材料叶背铠甲(6)、陶瓷基复合材料叶盆铠甲(7)、陶瓷基复合材料上缘板铠甲(8)、陶瓷基复合材料下缘板铠甲(9)和涡轮叶片金属基体(11)之间设有供冷气流通的间隙,其中包括挂钩垂直段(17)与铠甲安装孔(20)之间,以及涡轮叶片金属基体(11)与铠甲之间,该处形成铠甲与涡轮叶片金属基体的间隙w8(32)为0.1mm~0.5mm。


技术总结
本发明属于航空发动机和燃气轮机技术领域,涉及一种采用挂钩固定式陶瓷铠甲的涡轮叶片。本发明提高了涡轮叶片的承温能力和发动机的推力或功率,发明的采用陶瓷铠甲的组合式涡轮叶片的承温能力显著的提高。该组合式涡轮叶片将叶片表面大部分高温合金替换为陶瓷基复合材料,从而使其具有与原叶片相同的叶型,因而也可完成对燃气的引导作用。同时相比于高温合金,陶瓷基复合材料拥有更高的耐温能力,也不失冷气对它的有效冷却,从而使组合式涡轮叶片在仍具原有功能的同时能在更高的燃气温度环境下工作。由涡轮发动机所用的布雷顿循环特性可知,提高燃气温度能有效提高循环功,即可以带来发动机的推力或功率的增大。

技术研发人员:吕东,戴小钦,李泳凡,王雷,徐景亮,孙一楠
受保护的技术使用者:大连理工大学
技术研发日:
技术公布日:2024/5/10
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