一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构制造技术

本发明专利技术公开了一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，包括整流器内环、整流器壳体、锁片以及整流器叶片，整流器内环的外缘面上设置有若干个榫头斜槽，整流器叶片包括叶身、连接部和燕尾形榫头，连接部在叶身叶尖处，燕尾形榫头在叶身叶根处，榫头斜槽底部比顶部开口处的宽度大，燕尾形榫头与榫头斜槽形状相匹配，燕尾形榫头底部比顶部宽，整流器叶片的燕尾形榫头一一对应的设置在榫头斜槽内，燕尾形榫头底部有十字槽，锁片顶部卡在所述的十字槽内，底部卡在榫头斜槽内，整流器叶片的连接部依次紧密接触，形成整流器叶片结构的外缘端面，壳体设置在整流器叶片结构外缘端面外侧。

A structure of inlet rectifier blade for Aeroengine fan

【技术实现步骤摘要】
一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构
本专利技术属于航空发动机风扇部件进口整流器叶片技术设计领域，涉及一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构。
技术介绍
风扇作为航空燃气涡轮风扇发动机关键的核心部件之一，作为产生推力和功能转换的核心部件，航空发动机风扇叶片的设计长久以来一直是叶轮机械领域的研究热点。风扇部件的发展目标是以更少的级数达到更高的增压比，具有大的单位迎风面积流量、更高的效率和工作裕度，同时具有更轻的质量和更少的零件数目，这对叶片设计技术提出了新的要求和严峻的挑战。风扇叶片设计研究主要集中在气动叶身及榫头结构的改进，以全三维分析为基础的叶身设计，综合考虑弯、掠、扭的作用开展设计，使得压缩部件具有更好的气动性能，增加了发动机的推重比。风扇叶片的结构由扭曲叶身和叶根榫头构成，风扇叶片与轮盘连接的方式有：叶片的榫头做成燕尾形，与轮盘外缘加工的纵向槽、环形槽或弧形槽进行连接，或将叶片榫头加工成带销钉的凸耳，用销钉固定在轮盘外缘加工出的环槽中。销钉式榫头由于结构简单、便于加工与装配等优点而广泛应用于航空发动机叶片结构设计。但这种榫头的承载力有限，且榫根尺寸和重量大，引起的离心负荷大，使得叶片和轮盘的寿命大为缩短。为了减轻叶片重量、提高发动机零部件使用寿命，新一代的航空发动机叶片与轮盘的联结方式向燕尾形榫头方向进行改进。榫头联结作为最古老的一种接合方式，起初为古埃及的木匠们所青睐，经过几个世纪的发展，这种联结方式已经在机械领域中得以应用和发展。风扇进口整流器叶片作为风扇静子部件，分别与机匣和轮盘进行连接。整流器叶片与机匣的联结方式有榫头、焊接和卡环，与轮盘的联结方式有销钉式榫头，少有用燕尾形榫头联接方式进行。鉴于上述问题本专利技术提出了一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构设计。
技术实现思路
本专利技术目的：本专利技术提供了一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，利用燕尾形榫头的特殊联结方式使得叶片重量更轻、装配和维护便捷、稳定性好、抗载能力强等优点，对提高航空发动机的推重比、减轻零部件质量等综合指标具有重要意义。本专利技术的技术方案：一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，包括整流器内环(2)、整流器壳体(1)、锁片(10)以及若干整流器叶片(3)，所述的整流器内环(2)的外缘面上均匀设置有若干个沿发动机轴向的榫头斜槽(14)，所述的榫头斜槽(14)与整流器叶片(3)数量相同，所述的整流器叶片(3)包括叶身(4)、连接部(6)和燕尾形榫头(5)，所述的连接部(6)设置在叶身(4)的叶尖处，所述的燕尾形榫头(5)设置在叶身(4)的叶根处，所述的榫头斜槽(14)为梯形结构，榫头斜槽(14)底部比顶部开口处的宽度大，所述燕尾形榫头(5)与榫头斜槽(14)形状相匹配，所述的燕尾形榫头(5)也是梯形结构，其底部比顶部宽，所述的若干个整流器叶片(3)的燕尾形榫头(5)一一对应的设置在榫头斜槽(14)内，所述的燕尾形榫头(5)底部设置有十字槽，所述的锁片(10)底部比顶部宽，锁片(10)顶部卡在所述的十字槽内，底部卡在榫头斜槽(14)内，实现整流器内环(2)与整流器叶片(3)的固定，所述的整流器叶片(3)的连接部(6)依次紧密接触，形成整流器叶片(3)结构的外缘端面，所述的整流器壳体(1)设置在整流器叶片(3)结构外缘端面。进一步的，叶身(4)采用弯曲叶身结构，叶身(4)轮毂比0.677。进一步的，叶身(4)进口构造角范围在38°～60°之间，出口构造角在-14°～21°之间。进一步的，连接部(6)包括水平段(8)、定位段(7)和固定凸耳(9)，所述的定位段(8)设置在水平段(8)外侧并与水平段(8)垂直，定位段(7)与整流器壳体(1)外缘端面平齐，所述的固定凸耳(9)为“倒L”形结构，设置在水平段(8)中部，所述的整流器壳体(1)内表面设置有“L”形的固定环(11)，所述的固定凸耳(9)与固定环(11)卡合，实现整流器壳体(1)及整流器叶片(3)的固定，所述的整流器壳体(1)内表面上还设置定位凸环(12)，所述的水平段(8)内侧抵住定位凸环(12)，限制整流器叶片(3)的轴向位移。进一步的，锁片(10)为“T”形结构，所述的锁片(10)设置在所述的十字槽内。进一步的，十字槽与锁片(10)的接触面上涂有密封胶。进一步的，榫头斜槽(14)底部开有若干沟槽(13)，可以防止发动机工作时，榫头斜槽(14)与燕尾形榫头(5)过度磨损。进一步的，燕尾形榫头(5)与榫头斜槽(14)的接触面上涂有密封胶，防止气体从燕尾形榫头(5)与榫头斜槽(14)的接触面的缝隙中流出。本专利技术的有益效果：本专利技术的叶片结构简单，重量更轻，零件数少，易于加工、装配和维护；通过气动计算分析可知，风扇部件压比、效率、出口流量显著提升，稳定工作裕度增加了3％，有利于发动机的稳定工作；通过静强度分析可知，该叶片在复杂工况下的承载力强，等效应力低于同等条件下的材料屈服极限，满足设计要求。本专利技术叶片结构具有较好的应用前景，社会、军事和经济效益。附图说明图1是本专利技术的结构示意图；图2是本专利技术的结构剖视图；图3是整流器叶片结构示意图；图4是叶身剖视图；图5是十字槽结构示意图；图6是榫头斜槽与燕尾形榫槽装配示意图；图7是锁片结构示意图；图8是整流器内环结构示意图；图9是整流器壳体与整流器叶片装配示意图；其中：1、整流器壳体，2、整流器内环，3、整流器叶片，4、叶身，5、燕尾形榫头，6、连接部，7、定位段，8、水平段，9、固定凸耳，10、锁片，11、固定环，12、定位凸环，13、沟槽，14、榫头斜槽。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并结合附图对本专利技术结构进一步详细说明：如图1、2所示，一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，包括整流器内环2、整流器壳体1、以及若干整流器叶片3，多个整流器叶片3依次排布在整流器内环2及整流器壳体1之间，形成本专利技术的整流器叶片机构，本专利技术的目的在于减轻发动机零部件重量，通过本专利技术整流器叶片3结构突破传统销钉式榫头整流器叶片设计思路，将燕尾形榫头5设计在整流器叶片3上，不仅使得联结方式更为简便，而且装配、拆卸、维修更为便捷，同时使得整流器内环2开槽深度减小、厚度更薄、整体质量大大减小。如图8所示，所述的整流器内环2的外缘面上均匀设置有若干个沿发动机轴向的榫头斜槽14，榫头斜槽14底部比顶部开口处的宽度大，形成一个截面为梯形的结构，所述的榫头斜槽14与整流器叶片3数量相同，使整流器叶片3能一一对应的安装在榫头斜槽14内，整流器内环2上还设置若干均匀分布的安装孔。图3所示，所述的整流器叶片3包括叶身4、连接部6和燕尾形榫头5，叶身4、连接部6和燕尾形榫头6一体化成型，没有焊接点，确保整流器叶片2具有更好的机械强度，所述的连接部6设置在叶身4的叶尖处，所述的叶身4采用弓形弯曲叶身结构，具体根据风扇气动设计要求确定弯角本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，其特征在于：包括整流器内环(2)、整流器壳体(1)、锁片(10)以及若干整流器叶片(3)，所述的整流器内环(2)的外缘面上均匀设置有若干个沿发动机轴向的榫头斜槽(14)，所述的榫头斜槽(14)与整流器叶片(3)数量相同，所述的整流器叶片(3)包括叶身(4)、连接部(6)和燕尾形榫头(5)，所述的连接部(6)设置在叶身(4)的叶尖处，所述的燕尾形榫头(5)设置在叶身(4)的叶根处，所述的榫头斜槽(14)为梯形结构，榫头斜槽(14)底部比顶部开口处的宽度大，所述燕尾形榫头(5)与榫头斜槽(14)形状相匹配，所述的燕尾形榫头(5)也是梯形结构，其底部比顶部宽，所述的若干个整流器叶片(3)的燕尾形榫头(5)一一对应的设置在榫头斜槽(14)内，所述的燕尾形榫头(5)底部设置有十字槽，所述的锁片(10)底部比顶部宽，锁片(10)顶部卡在所述的十字槽内，底部卡在榫头斜槽(14)内，实现整流器内环(2)与整流器叶片(3)的固定，所述的整流器叶片(3)的连接部(6)依次紧密接触，形成整流器叶片(3)结构的外缘端面，所述的整流器壳体(1)设置在整流器叶片(3)结构外缘端面。/n...

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，其特征在于：包括整流器内环(2)、整流器壳体(1)、锁片(10)以及若干整流器叶片(3)，所述的整流器内环(2)的外缘面上均匀设置有若干个沿发动机轴向的榫头斜槽(14)，所述的榫头斜槽(14)与整流器叶片(3)数量相同，所述的整流器叶片(3)包括叶身(4)、连接部(6)和燕尾形榫头(5)，所述的连接部(6)设置在叶身(4)的叶尖处，所述的燕尾形榫头(5)设置在叶身(4)的叶根处，所述的榫头斜槽(14)为梯形结构，榫头斜槽(14)底部比顶部开口处的宽度大，所述燕尾形榫头(5)与榫头斜槽(14)形状相匹配，所述的燕尾形榫头(5)也是梯形结构，其底部比顶部宽，所述的若干个整流器叶片(3)的燕尾形榫头(5)一一对应的设置在榫头斜槽(14)内，所述的燕尾形榫头(5)底部设置有十字槽，所述的锁片(10)底部比顶部宽，锁片(10)顶部卡在所述的十字槽内，底部卡在榫头斜槽(14)内，实现整流器内环(2)与整流器叶片(3)的固定，所述的整流器叶片(3)的连接部(6)依次紧密接触，形成整流器叶片(3)结构的外缘端面，所述的整流器壳体(1)设置在整流器叶片(3)结构外缘端面。


2.根据权利要求1所述的一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，其特征在于：所述的叶身(4)采用弯曲叶身结构，叶身(4)轮毂比0.677。


3.根据权利要求2所述的一种航空发动机风扇进口整流器叶片结构，其特征在于：所述的叶身(4)进口构造角范围在38°～60°之间，出口构造角在-14°～21°之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨进飞，冀国锋，李俊励，吴秀宽，杨加寿，熊珊，杨冬娇，
申请(专利权)人：中国航发贵阳发动机设计研究所，
类型：发明
国别省市：贵州;52