CN106761945A - 一种低惯量涡轮盘结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种低惯量涡轮盘结构，如图1所示，该双层盘结构包括下层盘(1)、上层盘(2)、第一安装边(3)、第二安装边(4)、榫槽(5)、第一凸台(6)、第二凸台(7)；下层盘(1)和上层盘(2)为上下对称的双层盘结构。本发明的低惯量涡轮盘结构，结构新颖、连接可靠、易实现；结构减重效果明显，能有效提高涡轮转子的承载能力，从而提高发动机推重比。
Description
技术领域:
航空发动机、燃气轮机的涡轮盘结构领域。
背景技术：
涡轮转子作为典型高温热端部件，其流场、温度场、应力场的复杂，结构设计、材料和工艺的难度高，制造成本和试验费用高。推重比是衡量发动机水平的综合性指标，提高推重比的一条有益的途径就是降低转子的重量，随着涡轮进口燃气温度和涡轮负荷不断提高，先进的涡轮转子结构创新设计对发动机具有重大影响，本技术旨在于提供能承受超过现有水平AN2值的最小重量的涡轮转子系统，设计出具有更高承载能力、更小重量的航空发动机转子。要降低涡轮转子惯量，首先要减轻转子重量，其次要实现高效冷却。涡轮转子的重量主要集中在涡轮盘上，传统形式涡轮盘轮毂的热汇导致转子热惯量大。双辐板涡轮盘概念的出现，有望在大幅提高涡轮转子承载能力的同时减小其机械惯量和热惯量，双辐板涡轮盘设计技术是低惯量涡轮转子的关键，是标志性技术。
发明内容：
本发明最显著的特点是低惯量涡轮盘，带前后挡板，可安装涡轮叶片，且涡轮叶片与盘为盘片分离式结构。通过前后挡板对叶片进行周向定位，通过圆弧端齿和螺栓连接对涡轮盘进行定心定位，该结构较常规涡轮转子部件具有能有效降低涡轮转子的热惯量和机械惯量的优点，且结构简单、装拆方便，互换性及经济性较好。
技术方案：
提供一种低惯量涡轮盘结构，如图1所示，该双层盘结构包括下层盘(1)、上层盘(2)、第一安装边(3)、第二安装边(4)、榫槽(5)、第一凸台(6)、第二凸台(7)；下层盘(1)和上层盘(2)为上下对称的双层盘结构；
下层盘(1)和上层盘(2)均具有环形焊接面，且下层盘和上层盘在环形焊接面通过焊接固定连接在一起，且环形焊接面位于下层盘(1)和上层盘(2)的盘缘部；
盘缘部开有榫槽(5)，榫槽(5)与涡轮工作叶片(8)安装部相适配；
从所述的下层盘的盘面轴向突出形成环形的第一安装边(3)；从所述的上层盘的盘面轴向突出形成环形的第二安装边(4)；第一安装边(3)和第二安装边(4)均开有连接孔；
从所述的下层盘的盘缘部轴向突出形成环形的第一凸台(6)；从所述的上层盘的盘缘部轴向突出形成环形的第二凸台(7)；第一凸台(6)和第二凸台(7)均开有连接孔；
下层盘(1)和上层盘(2)相对的盘面上均形成有内凹部，下层盘(1)和上层盘(2)的内凹部形成中空腔。
技术效果：
结构新颖、连接可靠、易实现；结构减重效果明显，能有效提高涡轮转子的承载能力，从而提高发动机推重比。
附图说明：
图1低惯量涡轮盘结构示意图；
图2低惯量涡轮转子结构示意图；
其中：1-下层盘；2-上层盘；3-第一安装边；4-第二安装边；5-榫槽；6-第一凸台；7-第二凸台；8-涡轮工作叶片。
具体实施方式：
提供一种低惯量涡轮盘结构，如图1所示，该双层盘结构包括下层盘(1)、上层盘(2)、第一安装边(3)、第二安装边(4)、榫槽(5)、第一凸台(6)、第二凸台(7)；下层盘(1)和上层盘(2)为上下对称的双层盘结构；
下层盘(1)和上层盘(2)均具有环形焊接面，且下层盘和上层盘在环形焊接面通过焊接固定连接在一起，且环形焊接面位于下层盘(1)和上层盘(2)的盘缘部；
盘缘部开有榫槽(5)，榫槽(5)与涡轮工作叶片(8)安装部相适配；
从所述的下层盘的盘面轴向突出形成环形的第一安装边(3)；从所述的上层盘的盘面轴向突出形成环形的第二安装边(4)；第一安装边(3)和第二安装边(4)均开有连接孔；
从所述的下层盘的盘缘部轴向突出形成环形的第一凸台(6)；从所述的上层盘的盘缘部轴向突出形成环形的第二凸台(7)；第一凸台(6)和第二凸台(7)均开有连接孔；
下层盘(1)和上层盘(2)相对的盘面上均形成有内凹部，下层盘(1)和上层盘(2)的内凹部形成中空腔。
工作原理
本发明的涡轮盘结构采用了低惯量涡轮盘结构，在盘心位置形成一个空腔，冷却气可以顺利进入盘内部，加强了冷气与辐板的换热效果，可以有效降低涡轮盘上的热应力，减小转子的热惯量。与常规涡轮盘相比，低惯量涡轮盘能有效减轻整个转子的重量，提高涡轮转子的承载能力，具有较低的机械惯量，适用于更高推重比的发动机。
Claims (1)
1.一种低惯量涡轮盘结构，如图1所示，该双层盘结构包括下层盘(1)、上层盘(2)、第一安装边(3)、第二安装边(4)、榫槽(5)、第一凸台(6)、第二凸台(7)；下层盘(1)和上层盘(2)为上下对称的双层盘结构；
下层盘(1)和上层盘(2)均具有环形焊接面，且下层盘和上层盘在环形焊接面通过焊接固定连接在一起，且环形焊接面位于下层盘(1)和上层盘(2)的盘缘部；
盘缘部开有榫槽(5)，榫槽(5)与涡轮工作叶片(8)安装部相适配；
从所述的下层盘的盘面轴向突出形成环形的第一安装边(3)；从所述的上层盘的盘面轴向突出形成环形的第二安装边(4)；第一安装边(3)和第二安装边(4)均开有连接孔；
从所述的下层盘的盘缘部轴向突出形成环形的第一凸台(6)；从所述的上层盘的盘缘部轴向突出形成环形的第二凸台(7)；第一凸台(6)和第二凸台(7)均开有连接孔；
下层盘(1)和上层盘(2)相对的盘面上均形成有内凹部，下层盘(1)和上层盘(2)的内凹部形成中空腔。
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| CN106761945A true CN106761945A (zh) | 2017-05-31 |
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| CN201611140498.7A Pending CN106761945A (zh) | 2016-12-12 | 2016-12-12 | 一种低惯量涡轮盘结构 |
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| CN (1) | CN106761945A (zh) |
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