一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片制造技术

本实用新型专利技术属于燃气轮机设计加工技术领域，具体涉及一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片。本实用新型专利技术充分考虑了叶片、轮盘受力特点及叶片轴向锁紧要求，将锁片固定孔由轮盘转移至叶片榫头底面，避免了轮盘榫槽出现应力集中现象，同时又能满足叶片锁紧的要求。本实用新型专利技术中转子叶片锁紧方式简单有效，仅通过弯折锁片，实现叶片和轮盘的轴向固定，从根本上避免了轮盘榫槽小结构特征产生的应力集中现象，轮盘只需通槽设计及加工，同时提升了轮盘的加工效率和使用可靠性，进而提升了转子使用的安全性。转子使用的安全性。转子使用的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片


[0001]本技术属于燃气轮机设计加工
，具体涉及一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片。

技术介绍

[0002]燃气轮机压气机转子是极为重要的零部件，其设计的好坏直接关系到机组性能的优劣及使用可靠性。压气机转子叶片工作时绕发动机轴线旋转，对气流做功，使气流压力增大，本身承受了较大的离心力、气动力，高压压气机后几级转子叶片还承受了较大的热载荷。在气动力的综合作用下，压气机的转子叶片承受了较大的轴向力，因此，对于非叶盘整体结构的压气机转子，为有效防止叶片轴向窜动，压气机转子叶片本身及其与轮盘的连接锁紧方式设计显得尤为重要。
[0003]在以往结构设计时，常常在轮盘榫槽底部进行开孔，以便将锁片固定至榫槽中，进而通过弯折锁片将叶片与轮盘最终保持了轴向相对锁紧固定。锁片槽一般过渡圆角较小(最小时R1.0以下)，极易引起轮盘榫槽的应力集中，如此便会造成轮盘榫槽的锁片槽部位强度储备较低，设计过程中经常有出现临近材料屈服甚至超材料屈服的现象，从而增加了轮盘结构设计较多的优化工作，这些位置就会极易成为轮盘低周疲劳的源头。另外，工业燃气轮机追求降本设计制造，通常在母型机基础上，进行换材，由高性能、高成本材质换成性能相对低、成本低的材质，相应的结构设计也需要重新进行，而将锁片槽设计在轮盘榫槽中的设计方法，很难再完美地达到强度储备要求。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供既能锁紧叶片，又能避免轮盘榫槽极易出现强度储备不足的问题的一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片。
[0005]本技术的目的通过如下技术方案来实现：包括叶片、轮盘和锁片；所述的叶片的榫头底部开设有沿榫头走向的锁片槽，在叶片榫头底部中心位置处开设有纵向的锁片固定孔；所述的锁片整体为条形，锁片两端可弯折，在锁片中央设有凸台；所述的轮盘顶部开设有与叶片榫头截面相配合的轮盘榫槽；所述的锁片整体设置在锁片槽中，锁片中央的凸台伸入叶片榫头底部的锁片固定孔，叶片榫头装入轮盘榫槽中，锁片两端弯折至轮盘榫槽端面，实现叶片与轮盘的锁紧。
[0006]本技术还可以包括：
[0007]所述的叶片的榫头为燕尾型，叶片榫头与轮盘榫槽为小紧度配合。
[0008]本技术的有益效果在于：
[0009]本技术充分考虑了叶片、轮盘受力特点及叶片轴向锁紧要求，将锁片固定孔由轮盘转移至叶片榫头底面，避免了轮盘榫槽出现应力集中现象，同时又能满足叶片锁紧的要求。本技术中转子叶片锁紧方式简单有效，仅通过弯折锁片，实现叶片和轮盘的轴向固定，从根本上避免了轮盘榫槽小结构特征产生的应力集中现象，轮盘只需通槽设计及
加工，同时提升了轮盘的加工效率和使用可靠性，进而提升了转子使用的安全性。
附图说明
[0010]图1(a)是本技术的整体结构示意图。
[0011]图1(b)是图1(a)的A
‑
A剖视图。
[0012]图2(a)是本技术中叶片榫头的设计结构图。
[0013]图2(b)是图2(a)的B向视图。
[0014]图2(c)是图2(b)的L
‑
L剖视图。
[0015]图3是本技术中轮盘榫槽的设计结构图。
[0016]图4是本技术中锁片的设计结构图。
具体实施方式
[0017]下面结合附图对本技术做进一步描述。
[0018]本技术设计了一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片，充分考虑了叶片、轮盘受力特点及叶片轴向锁紧要求，将锁片固定孔由轮盘转移至叶片榫头底面，避免了轮盘榫槽出现应力集中现象，同时又能满足叶片锁紧的要求。本技术操作执行难度低、效率高，可应用于燃气轮机相关设计加工领域，同时可为燃气轮机同类产品提供设计参考。
[0019]一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片，包括叶片1、轮盘2和锁片3；所述的叶片的榫头底部开设有沿榫头走向的锁片槽，在叶片榫头底部中心位置处开设有纵向的锁片固定孔；所述的锁片整体为条形，锁片两端可弯折，在锁片中央设有凸台；所述的轮盘顶部开设有与叶片榫头截面相配合的轮盘榫槽；所述的锁片整体设置在锁片槽中，锁片中央的凸台伸入叶片榫头底部的锁片固定孔，叶片榫头装入轮盘榫槽中，锁片两端弯折至轮盘榫槽端面，实现叶片与轮盘的锁紧。
[0020]锁片中心圆柱与叶片榫头底面中心孔间隙配合，再通过弯折锁片两端结构至轮盘榫槽，实现了叶片和轮盘的有效锁紧。具体执行时应根据具体结构特点，进行强度核算应满足设计储备要求。
[0021]如图1(a)和图1(b)所示，将榫头为燕尾型的叶片1装入与叶片榫头形状对应的轮盘2中，二者为小紧度配合，锁片两端弯折至轮盘两端面，进而叶片沿槽向由锁片3实现了固定。
[0022]如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的叶片榫头底部加工锁片槽结构设计。为实现本技术的锁紧方式，在叶片榫头底部进行锁片槽的开槽设计，沿整个榫头走向开矩形槽设计，宽度为H。在叶片质心位置处，开固定锁片用圆形槽，直径为ΦD，深度为T。
[0023]如图3所示轮盘榫槽加工结构设计。轮盘只需进行与叶片榫头截面燕尾型相配合的通槽设计。
[0024]如图4所示锁片结构设计。锁片中心圆柱结构与图2(b)中圆形槽ΦD配合设计，锁片沿叶片榫头走向，安装时在两端进行弯折。
[0025]本技术与现行轴流式压气机叶片轮盘锁紧形式相比，从根本上避免了轮盘榫槽小结构特征产生的应力集中现象，轮盘只需通槽设计及加工，同时提升了轮盘的加工效
率和使用可靠性。
[0026]实施例1：
[0027]本技术设计了一种燃气轮机压气机转子叶片与轮盘锁紧机构，既保持了锁紧叶片的目的，又避免了轮盘榫槽极易出现强度储备不足的问题。
[0028]叶片、轮盘和锁片的装配结构如图1(a)和图1(b)所示。锁紧功能由叶片榫头、锁片及轮盘榫槽共同完成。锁片通过叶片榫头底面锁片槽与叶片固定，锁片连同叶片通过锁片弯折至轮盘端面一同固定至轮盘榫槽中。
[0029]叶片榫头锁片槽结构如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示。将锁片槽设计至榫头底面处，由贯穿整个叶片榫头槽宽为H的矩形槽和位于中心位置直径为ΦD的锁片固定孔组成。
[0030]轮盘榫槽结构如图3所示。整个轮盘榫槽表面无大应力集中区域，有力地保证了轮盘的可靠性，消除了轮盘极易发生的潜在低周疲劳损伤源。
[0031]锁片结构如图4所示。为中心圆柱与两端矩形截面板结构复合构成。锁片选材时应充分考虑与叶片、轮盘材质的接触腐蚀，同时应具有较强的塑性，弯折时不易产生裂纹，同时也应具有较好的强度，工作时能满足强度要求。
[0032]本技术的有益效果是：
[0033]1、转子叶片锁紧方式简单有效，仅通过弯折锁片，实现叶片和轮盘的轴向固定；
[0034]2、完全避免了轮盘榫槽极易产生应力集中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带有轮盘锁紧机构的燃气轮机压气机转子叶片，包括叶片和轮盘；其特征在于：还包括锁片；所述的叶片的榫头底部开设有沿榫头走向的锁片槽，在叶片榫头底部中心位置处开设有纵向的锁片固定孔；所述的锁片整体为条形，锁片两端可弯折，在锁片中央设有凸台；所述的轮盘顶部开设有与叶片榫头截面相配合的轮盘榫槽；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，张舟，肖舒宁，张春梅，孙勇，邹献辉，刘云宁，刘冰冰，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零三研究所，
类型：新型
国别省市：