[实用新型]一种基于陶瓷材料的耐高温涡轮盘

说明书

本实用新型涉及一种基于陶瓷材料的耐高温涡轮盘，包括涡轮主体，所述涡轮主体包括陶瓷盘、陶瓷叶片，所述陶瓷盘和陶瓷叶片由相同的或者不同的耐高温陶瓷材料制成，所述陶瓷盘的中心盘轴位置设置有前配重片，用于涡轮主体的动平衡配平，所述前配重片通过黏合金属片黏合在所述陶瓷盘的中心盘轴位置，所述前配重片与气流来流方向同侧，所述陶瓷叶片的叶尖设置有叶尖易磨涂层。本实用新型根据陶瓷材料的特性设计了多个独特结构，具有方便动平衡去材料、增强抗剪切能力、避免叶尖刮擦等优势，提高陶瓷基涡轮盘装配和运行的可靠性、安全性。

技术领域

本实用新型涉及一种基于陶瓷材料的耐高温涡轮盘，属于航空技术领域的发动机涡轮盘结构设计方向。

背景技术

提高航空发动机涡轮前温度是设计者不懈的追求，更高的涡轮前温度可以使得发动机整体性能获得极大的提升，然而带来对涡轮叶片材料的耐温要求也随之提高。为了使发动机涡轮叶片能够承受越来越高的温度，常规的金属材料已经不能满足需求，采用陶瓷基材料将是涡轮叶片的必然趋势。近年来，陶瓷材料的加工成型技术越来越成熟，采用陶瓷基材料制作涡轮盘将成为未来耐高温涡轮盘设计的主流之一。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种基于陶瓷材料的耐高温涡轮盘设计，根据陶瓷材料的特性设计了多个独特结构，具有方便动平衡去材料、增强抗剪切能力、避免叶尖刮擦等优势，提高陶瓷基涡轮盘装配和运行的可靠性、安全性。

本实用新型通过如下技术方案实现。

一种基于陶瓷材料的耐高温涡轮盘，包括涡轮主体，所述涡轮主体包括陶瓷盘、陶瓷叶片，所述陶瓷盘和陶瓷叶片由相同的或者不同的耐高温陶瓷材料制成，所述陶瓷盘的中心盘轴位置设置有前配重片，用于涡轮主体的动平衡配平，所述前配重片通过黏合金属片黏合在所述陶瓷盘的中心盘轴位置，所述前配重片与气流来流方向同侧，所述陶瓷叶片的叶尖设置有叶尖易磨涂层。

优选的，所述黏合金属片由软质金属材料制成。黏合金属片须与前配重片配合使用，置于前配重片和陶瓷盘之间以黏合前配重片与陶瓷盘，并与陶瓷盘具有相同的传扭结构。

优选的，所述黏合金属片的厚度不大于0.4mm。

优选的，所述叶尖易磨涂层由易磨金属材料制成。

优选的，陶瓷盘为等厚度盘或者等强度盘，陶瓷盘中心盘轴两面具有细槽，所述细槽为蛛网状细槽、蜂窝状或鱼网状。

优选的，槽宽和槽深均不大于0.3mm。

优选的，所述前配重片设置有与陶瓷盘相同的传扭结构。

优选的，还包括后配重片，前配重片和后配重片分别位于陶瓷盘的两侧，后配重片通过黏合金属片黏合在所述陶瓷盘的中心盘轴位置。前配重片和后配重片一方面便于涡轮盘做动平衡，另一方面避免陶瓷盘与转轴直接接触，提高装配精度的作用

优选的，前配重片的内孔直径与陶瓷盘的相同，外径d与陶瓷盘的轮毂半径H之比不大于0.6。

优选的，后配重片的内孔直径与陶瓷盘的相同，外径d与陶瓷盘的轮毂半径H之比不大于0.6。

优选的，前配重片和后配重片由合金材料制成。

优选的，所述叶尖易磨涂层的几何形状为陶瓷叶片的叶尖叶型的自然延伸。当陶瓷盘在高速旋转工作时，该叶尖易磨涂层与机匣刮擦而被损耗，厚度将最终减小至不再与机匣刮擦为止。

前配重片和后配重片与涡轮盘装配时应与黏合金属片一起热态压装，黏合金属片热态下柔软，其部分材料将被压入细槽。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：