[发明专利]涡轮组件、榫接结构及其制备方法

说明书

本发明提供涡轮组件、榫接结构及榫接结构的制备方法。该榫接结构用于连接涡轮组件的叶片和轮盘，包括多个榫齿对，每个榫齿对包括榫槽榫齿与榫头榫齿。榫接结构的制备方法包括：提供榫槽和榫头；以各榫齿对具有相同疲劳寿命为约束条件，并根据涡轮组件的温度场确定榫槽榫齿与榫头榫齿的齿距比例；在榫槽上形成榫槽榫齿，在榫头上形成榫头榫齿，所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿具有所述的齿距比例；以及将榫头嵌入榫槽，使榫槽榫齿与榫头榫齿配合，以形成榫接结构。该方法所制备的榫接结构的各榫齿对的疲劳寿命趋于一致，减少了榫接结构由于单个榫齿对的破坏进行更换的次数，降低了成本。

技术领域

本发明涉及机械工程领域，尤其涉及涡轮组件、榫接结构及榫接结构的制备方法。

背景技术

涡轮组件是一种将流动工质的能量转换为机械功的旋转式机械，它是航空发动机的主要部件，对航空发动机的性能有很大影响。其中，涡轮组件的叶片和轮盘主要采用榫接结构连接。

现有技术中的榫接结构基于等应力原则制备，然而在涡轮组件工作过程中，榫接结构的各榫齿对疲劳寿命却相差较大，榫接结构由于单个榫齿对的破坏便进行更换的次数较多，增加了成本。

需要说明的是，在上述背景技术部分发明的信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的在于提供涡轮组件、榫接结构及榫接结构的制备方法，使榫接结构的各榫齿对的疲劳寿命趋于一致，减少了榫接结构由于单个榫齿对的破坏进行更换的次数，降低了成本。

根据本发明的一个方面，提供一种榫接结构的制备方法，所述榫接结构用于连接涡轮组件的叶片和轮盘，所述榫接结构包括多个榫齿对，每个所述榫齿对包括榫槽榫齿与榫头榫齿，所述制备方法包括：提供榫槽和榫头；以各所述榫齿对具有相同疲劳寿命为约束条件，并根据所述涡轮组件的温度场确定所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿的齿距比例；在所述榫槽上形成所述榫槽榫齿，在所述榫头上形成所述榫头榫齿，所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿具有所述的齿距比例；以及将所述榫头嵌入所述榫槽，使所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿配合，以形成所述榫接结构。

在本公开的一种示例性实施例中，所述确定所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿的齿距比例包括：根据所述涡轮组件的温度场确定各所述榫齿对的温度；以各所述榫齿对具有相同疲劳寿命为约束条件，并根据所述各榫齿对的温度确定所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿的齿距比例。

在本公开的一种示例性实施例中，所述根据所述各榫齿对的温度确定所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿的齿距比例包括：以各所述榫齿对具有相同疲劳寿命为约束条件，并根据所述各榫齿对的温度确定各所述榫齿对的目标挤压应力；根据各所述榫齿对的目标挤压应力确定所述榫槽榫齿与所述榫头榫齿的齿距比例。

在本公开的一种示例性实施例中，所述确定各所述榫齿对的目标挤压应力包括：建立迭代方程组：