一种具有减振效果的叶片锁紧结构的制作方法

本发明涉及燃气轮机技术领域，特别是涉及一种具有减振效果的叶片锁紧结构。

背景技术：

燃气轮机压气机动叶片叶根一般轴向安装到压气机轮盘的轮槽中，为防止叶片在工作过程中发生轴向移动与静子结构碰磨，需要将叶片锁紧在轮槽中，使叶片与轮盘轴向不发生相对运动，因此设计发明了许多锁紧结构，常见的有冲铆和锁片锁紧结构。但是冲铆会破坏叶片的结构，拆下来的叶片不能重复利用。锁片锁紧虽然不会破坏叶片的结构，但是需要专用设备对锁片进行折弯，而且锁片不可以重复利用。

压气机动叶片工作时，不断受到气流激振力的作用使叶片振动，尤其是启动过程中气流失速产生的激振力很容易引起叶片共振，甚至损坏叶片。对于叶片设计而言，很难避开所有的共振点，失速更加难预测，所以在叶片设计时考虑减振手段，可以有效降低叶片的振动，提高叶片寿命。

关于压气机叶片锁紧的专利基本上只有锁紧功能，没有考虑减振效果，所以设计一种既有锁紧功能又有减振效果的压气机叶片锁紧结构显得尤为重要。专利授权公告号cn204716615u的专利提出了一种压气机调频结构及应用该结构的压气机锁紧结构。该专利通过位于压气机动叶根底部的调频孔改变了叶片的质量及刚度分布，实现叶片的调频，降低叶片振动，但是该方法可以调频的范围有限，并且只能在特定转速下降低叶片振动，随着运行环境的变化，叶片的频率发生变化，很难达到预期的减振效果。且该专利中叶根和轮盘是通过安装到调频孔里的锁片进行轴向定位的，因此根据调频孔的形状，需要加工不同形式的锁片，而且拆下来的锁片不可重复利用。

另外，上述现有技术中的压气机叶片锁紧结构，整体结构都较为复杂，装配过程复杂，导致成本较高。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简单的具有减振效果的叶片锁紧结构。

为实现上述目的，本发明提供一种具有减振效果的叶片锁紧结构，包括具有叶根槽的轮盘、叶片、及沿轮盘的轴向延伸的减振棒，所述叶片的根部嵌在叶根槽中，且所述叶根槽能限制根部沿径向和周向移动，所述叶根槽与根部之间设有安装孔，所述减振棒穿设在安装孔中，且所述减振棒的两端分别与第一锁紧块和第二锁紧块相连接，所述第一锁紧块朝向第二锁紧块的一面与根部和叶根槽相接触，所述第二锁紧块朝向第一锁紧块的一面与根部和叶根槽相接触。

进一步地，所述根部上设有上安装槽，所述叶根槽上设有下安装槽，所述上安装槽和下安装槽围成所述安装孔。

进一步地，所述减振棒的一端设有凸缘，所述凸缘构成所述第一锁紧块。

进一步地，所述第一锁紧块嵌在第一凹槽中，所述第一凹槽包括位于根部上的第一上凹槽和位于叶根槽上的第一下凹槽。

进一步地，所述第二锁紧块嵌在第二凹槽中，所述第二凹槽包括位于根部上的第二上凹槽和位于叶根槽上的第二下凹槽。

进一步地，所述第二凹槽还包括位于减振棒上的中凹槽。

进一步地，所述第二锁紧块通过螺钉与减振棒固接。

进一步地，所述第二锁紧块呈长方体状。

进一步地，所述减振棒的截面形状为圆形、矩形、或三角形中的一种或多种形状的组合。

进一步地，所述减振棒和安装孔均为1个或多个，全部减振棒分别穿设在全部安装孔中。

如上所述，本发明涉及的具有减振效果的叶片锁紧结构，具有以下有益效果：

在组装过程中，可先将叶片的根部沿轮盘轴向嵌入叶根槽中，以利用叶根槽限制根部相对于轮盘沿轮盘的径向和周向移动；再将减振棒沿轮盘轴向穿设在安装孔中，第一锁紧块与减振棒的一端固接，再将第二锁紧块与减振棒的另一端进行连接，且第一锁紧块朝向第二锁紧块的一面与根部和叶根槽相接触，第二锁紧块朝向第一锁紧块的一面与根部和叶根槽相接触，以利用第一锁紧块和第二锁紧块限制减振棒相对于叶根槽和根部沿轮盘的轴向移动，从而也实现利用第一锁紧块、第二锁紧块、及减振棒限制根部相对于叶根槽沿轮盘的轴向移动，进而实现了将根部及叶片固定在轮盘上，即实现了将叶片锁紧在轮盘上。同时，本发明利用第一锁紧块、第二锁紧块、及减振棒实现限制根部相对于叶根槽沿轴向移动，使得本叶片锁紧结构整体结构简单，且组装方便。另外，当叶片工作时，由于离心力的作用，减振棒将与根部接触，且在气流激励作用下，根部与减振棒之间会发生微动滑移，通过两者之间的相互摩擦作用，耗散了叶片振动的部分能量，从而起到了减振的效果。

附图说明

图1为本发明中具有减振效果的叶片锁紧结构的正视图。

图2为图1中a圈放大图。

图3为本发明中具有减振效果的叶片锁紧结构的左视图。

图4为图3中b圈放大图。

图5为本发明中具有减振效果的叶片锁紧结构的右视图。

图6为图5中c圈放大图。

图7为图5中d-d剖视图。

图8为本发明中具有减振效果的叶片锁紧结构的示意图。

图9为本发明中具有减振效果的叶片锁紧结构的爆炸示意图。

图10为本发明中叶片的结构示意图。

图11为本发明中轮盘的结构示意图。

图12为本发明中减振棒的结构示意图。

图13为本发明中第二锁紧块的结构示意图。

图14为本发明中螺钉的结构示意图。

元件标号说明

1轮盘

11叶根槽

111下安装槽

112第一下凹槽

113第二下凹槽

2叶片

21根部

211上安装槽

212第一上凹槽

213第二上凹槽

3减振棒

31凸缘

32中凹槽

4第一锁紧块

5第二锁紧块

6螺钉

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1至图14所示，本发明提供一种具有减振效果的叶片锁紧结构，包括具有叶根槽11的轮盘1、叶片2、及沿轮盘1的轴向延伸的减振棒3，叶片2的根部21嵌在叶根槽11中，且叶根槽11能限制根部21沿径向和周向移动，叶根槽11与根部21之间设有安装孔，减振棒3穿设在安装孔中，且减振棒3的两端分别与第一锁紧块4和第二锁紧块5相连接，第一锁紧块4朝向第二锁紧块5的一面与根部21和叶根槽11相接触，第二锁紧块5朝向第一锁紧块4的一面与根部21和叶根槽11相接触。在组装过程中，可先将叶片2的根部21沿轮盘1轴向嵌入叶根槽11中，以利用叶根槽11限制根部21相对于轮盘1沿轮盘1的径向和周向移动；再将减振棒3沿轮盘1轴向穿设在安装孔中，第一锁紧块4与减振棒3的一端固接，再将第二锁紧块5与减振棒3的另一端进行连接，且第一锁紧块4朝向第二锁紧块5的一面与根部21和叶根槽11相接触，第二锁紧块5朝向第一锁紧块4的一面与根部21和叶根槽11相接触，以利用第一锁紧块4和第二锁紧块5限制减振棒3相对于叶根槽11和根部21沿轮盘1的轴向移动，从而也实现利用第一锁紧块4、第二锁紧块5、及减振棒3限制根部21相对于叶根槽11沿轮盘1的轴向移动，进而实现了将根部21及叶片2固定在轮盘1上，即实现了将叶片2锁紧在轮盘1上。同时，本发明利用第一锁紧块4、第二锁紧块5、及减振棒3实现限制根部21相对于叶根槽11沿轴向移动，使得本叶片锁紧结构整体结构简单，且组装方便。另外，当叶片2工作时，由于离心力的作用，减振棒3将与根部21接触，且在气流激励作用下，根部21与减振棒3之间会发生微动滑移，通过两者之间的相互摩擦作用，耗散了叶片2振动的部分能量，从而起到了减振的效果。

上述叶根槽11能限制根部21沿径向和周向移动具体指叶根槽11能限制根部21相对于轮盘1沿轮盘1的径向和周向移动。另外，减振棒3不仅用于锁紧根部21，且在叶片2工作时，还能起到对叶片2减振的作用，该减振棒3也称作一种减振器。

如图9至图11所示，本实施例中根部21上设有上安装槽211，叶根槽11上设有下安装槽111，上安装槽211和下安装槽111围成所述安装孔。当叶片2工作时，由于离心力的作用，减振棒3将与上安装槽211紧紧接触。且在减振棒3与上安装槽211的摩擦作用下，能耗散叶片2振动的部分能量，从而起到减振的效果。另外，本实施例中下安装槽111具体开设在叶根槽11的底部。

如图4和图12所示，本实施例中减振棒3的一端设有凸缘31，该凸缘31构成所述第一锁紧块4，即第一锁紧块4和减振棒3采用一体式结构，此种设计简化了叶片锁紧结构的整体结构及其装配步骤；在装配过程中，第一锁紧块4和减振棒3始终固接，无需专门进行减振棒3与第一锁紧块4固接的操作。

如图13所示，本实施例中第二锁紧块5呈长方体状，此种结构简单，便于加工制造。同时，第二锁紧块5通过螺钉6与减振棒3固接，以实现第二锁紧块5与减振棒3间的可拆卸连接，并使得本锁紧结构的组成部件都可以进行拆卸，以便于重复使用。另外，本实施例中螺钉6具体为内六角螺钉。减振棒3及第二锁紧块5上均开设有螺纹孔。在组装过程中，将减振棒3穿过安装孔后，通过内六角螺钉将第二锁紧块5与减振棒3连接锁紧，同时实现根部21及叶片2的轴向定位。

如图9至图11所示，本实施例中第一锁紧块4嵌在第一凹槽中，第一凹槽包括位于根部21上的第一上凹槽212和位于叶根槽11上的第一下凹槽112。这样，第一锁紧块4、即减振棒3上的凸缘31不会凸出在根部21和叶根槽11的外面，避免对气流沿叶片2等流动时造成影响。同时，本实施例中第一锁紧块4位于进气侧。

如图9至图11所示，本实施例中第二锁紧块5嵌在第二凹槽中，第二凹槽包括位于根部21上的第二上凹槽213和位于叶根槽11上的第二下凹槽113。这样，第二锁紧块5不会凸出在根部21和叶根槽11的外面，避免对气流沿叶片2等流动时造成影响。同时，本实施例中第二凹槽还包括位于减振棒3上的中凹槽32，以利用第二锁紧块5与中凹槽32的配合作用，防止减振棒3相对于第二锁紧块5及根部21、叶根槽11转动。另外，本实施例中第二锁紧块5位于出气侧。该第二凹槽也称作一种键槽。

本实施例中减振棒3的截面形状为圆形、矩形、或三角形中的一种或多种形状的组合。减振棒3沿轮盘1径向的截面不局限于圆形，可以是方形、或三角形等，也可以是这些截面形状的组合，例如减振棒3的上半部截面呈三角形、下半部截面呈半圆等。

本实施例中减振棒3和安装孔均有1个或多个，全部减振棒3分别穿设在全部安装孔中。即减振棒3的数量不局限于1个，可以是两个或者更多；当减振棒3有多个，能有效增强对叶片2的减振效果和锁紧作用。

本实施例中上述叶片2具体为燃气轮机的压气机动叶片，轮盘1具体为压气机轮盘。上述第二锁紧块5也称作一种锁定件。在设计时，安装孔的尺寸略大于减振棒3的尺寸，即安装孔的截面面积大于减振棒3的截面面积，所以减振棒3可以轻松滑进安装孔中，装配完成后，利用第二锁紧块5和内六角螺钉定位、固定，拆装方便，不需要专用设备，可重复使用，并且比其它锁片类的结构节约安装空间。当压气机动叶片工作时，由于离心力的作用，减振器与根部21的上安装槽211接触，在气流激励的作用下，根部21与减振器之间会发生微动滑移，通过两者之间的摩擦，耗散了叶片2振动的部分能量，起到了减振的效果。

本实施例中具有减振效果的叶片锁紧结构的具体装配过程为：首先将叶片2的根部21沿轮盘1的轴向嵌入到对应的叶根槽11中，接着从进气侧将减振器插入根部21和叶根槽11之间的安装孔中，然后将第二锁紧块5嵌在位于出气侧的键槽中，最后利用内六角螺钉将第二锁紧块5与减振器进行固定连接，从而实现根部21在叶根槽11中沿轮盘1轴向的定位。

本实施例中提供的叶片锁紧结构简单，在安装叶片2过程中，不需要专用机械设备，人工操作即可，大大降低了加工和安装成本。同时，对于相同的叶片2，该锁紧结构可重复使用，降低了生产成本。另外，利用离心力与气流力的共同作用，使叶片2的根部21与减振器之间产生微动摩擦，从而起到减振效果，提高了产品的振动可靠性，并有助于延长叶片2的寿命。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。