[实用新型]一种高负荷涡轮转子叶片陶芯减重结构

说明书

技术领域

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

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涡轮叶片。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

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。 

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1及伸根5处还设置有减重机构。 

所述减重机构延伸至伸根5的中部。 

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。 

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。 

附图说明

图1为本实用新型结构示意图； 

图2为本实用新型侧视图； 

图3为本实用新型局部示意图。 

具体实施方式

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。 

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1及伸根5处还设置有减重机构。 

所述减重机构延伸至伸根5的中部。 

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。 

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。 

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。