一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘制造技术

本发明专利技术涉及涡轮叶盘技术领域，尤其涉及一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘，包括涡轮叶片、安装环、固定环、卡盘及联轴器，安装环上开设有凹槽，固定环沿其圆周方向凸出有若干挡板，相邻两个挡板之间形成有第二卡槽，卡盘上开设有若干插槽，挡板远离固定环的一端插入其所对应的插槽，涡轮叶片与安装环材质为陶瓷基复合材料，固定环、联轴器和卡盘材质为金属；本发明专利技术利用陶瓷基复合材料涡轮叶片代替金属叶片，提升了整体的耐高温性能，且利用固定环及卡盘围合形成的第二卡槽将叶片固定，卡在固定环及卡盘内侧的联轴器实现与传动轴的连接，解决了陶瓷基复合材料与金属传动轴热膨胀系数差异大从而导致两者直接接触造成结构损坏的问题。损坏的问题。损坏的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘


[0001]本专利技术涉及涡轮叶盘
，尤其涉及一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘。

技术介绍

[0002]随着航天航空领域的技术发展，金属涡轮叶盘在超高温的工作环境下已经不能满足性能要求，因此出现了陶瓷基复合材料涡轮盘，其具有耐高温性能，但是陶瓷基复合材料工艺自由度不及金属材料，而且陶瓷基复合材料的热膨胀系数与金属材料的热膨胀系数差异较大，在高温环境下常规结构的陶瓷基复合材料涡轮盘与金属传动轴直接接触会引起盘轴之间连接结构的损坏。考虑到涡轮叶盘在实际工作环境中，涡轮叶片的耐温性能需求远大于涡轮叶盘中心零部件的耐温性能要求，因此本专利技术提出一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘，采用陶瓷基复合材料叶片与涡轮叶盘中心零部件榫接的方式，在满足耐高温性能的同时，也解决了陶瓷基复合材料与金属传动轴在高温环境下的连接问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：为了克服现有技术中高温环境下常规结构的陶瓷基复合材料涡轮盘与金属传动轴直接接触会引起盘轴之间连接结构损坏的问题，现提供一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘，包括：
[0005]涡轮叶片，所述涡轮叶片包括叶身及位于叶身底部的固定部；
[0006]安装环，所述安装环有两个且并列设置，每个安装环均沿其圆周方向开设有若干凹槽，且凹槽贯穿安装环沿其轴线方向上的其中一个端面，两个安装环的两个凹槽槽口相对且形成供叶身卡入的第一卡槽，叶身嵌入固定在第一卡槽内；
[0007]固定环，所述固定环沿其圆周方向凸出有若干挡板，相邻两个挡板之间形成供固定部卡入的第二卡槽；
[0008]卡盘，所述卡盘与固定环并列设置，且两者均位于安装环内侧，卡盘及固定环外周壁均与安装环的内周壁贴合，卡盘沿其圆周方向开设有若干插槽，挡板与插槽一一对应，且挡板远离固定环的一端插入其所对应的插槽；
[0009]联轴器，所述联轴器卡在卡盘与固定环的内侧，且联轴器的中心部位沿其轴向开设有供传动轴安装的中心通孔；
[0010]所述涡轮叶片与安装环材质为陶瓷基复合材料，固定环、联轴器和卡盘材质为金属。
[0011]上述技术方案利用陶瓷基复合材料涡轮叶片代替金属叶片，提升了整体的耐高温性能，且利用固定环及卡盘围合形成的第二卡槽将叶片固定，卡在固定环及卡盘内侧的联轴器实现与传动轴的连接，解决了陶瓷基复合材料与金属传动轴热膨胀系数差异大从而导
致两者直接接触造成结构损坏的问题。
[0012]进一步的，所述联轴器沿其轴线方向上的两侧均凸出有凸台花键，所述固定环内周壁开设有第一花键槽，所述卡盘内周壁开设有第二花键槽，两侧的凸台花键分别卡入第一花键槽及第二花键槽。
[0013]进一步的，所述联轴器沿其圆周方向开设有若干第一预留孔，固定环沿其圆周方向开设有若干第二预留孔，卡盘沿其圆周方向开设有第三预留孔，第一预留孔、第二预留孔及第三预留孔孔径相等，通过三组预留孔可提高联轴器、固定环及卡盘的连接强度。
[0014]进一步的，所述固定部的两个侧面均为波浪形，且每个侧面均包括至少两个波谷及位于两个波谷之间的波峰，每个挡板均包括至少两个椭圆板体，两个椭圆板体之间形成有用于卡住波峰的凹陷部，从而实现涡轮叶片的卡接。
[0015]进一步的，所述叶身为弧形结构，叶身用于承接外部的高温气流的冲击，弧形设计可以增大与气流的接触面积，所述第一卡槽为与弧形叶身相匹配的弧形槽。
[0016]本专利技术的有益效果是：本专利技术利用陶瓷基复合材料涡轮叶片代替金属叶片，提升了整体的耐高温性能，且利用固定环及卡盘围合形成的第二卡槽将叶片固定，卡在固定环及卡盘内侧的联轴器实现与传动轴的连接，解决了陶瓷基复合材料与金属传动轴热膨胀系数差异大从而导致两者直接接触造成结构损坏的问题。
附图说明
[0017]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0018]图1是本专利技术第一视角的总体结构图；
[0019]图2是本专利技术第二视角的总体结构图；
[0020]图3是涡轮叶片结构图。
[0021]图4安装环结构图。
[0022]图5是固定环结构图。
[0023]图6是联轴器结构图。
[0024]图7是卡盘结构图。
[0025]图中：
[0026]1、涡轮叶片；101、叶身；102、固定部；2、安装环；201、凹槽；202、第一通孔；3、固定环；301、挡板；302、第二预留孔；303、第一花键槽；304、第二通孔；4、联轴器；401、凸台花键；402、第一预留孔；403、中心通孔；5、卡盘；501、插槽；502、第三预留孔；503、第二花键槽；504、第三通孔。
具体实施方式
[0027]现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
[0028]实施例一：
[0029]如图1
‑
7所示，本专利技术是一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘，包括：
[0030]涡轮叶片1，其材质为陶瓷基复合材料，涡轮叶片1包括叶身101及位于叶身101底部的固定部102，叶身101用于承接外部的高温气流的冲击，所述叶身101为弧形结构，弧形设计可以增大与气流的接触面积；所述固定部102的两个侧面均为波浪形，且每个侧面均包括至少两个波谷及位于两个波谷之间的波峰；
[0031]安装环2，其材质为陶瓷基复合材料，所述安装环2有两个且并列设置，每个安装环2均沿其圆周方向开设有若干凹槽201，且每个凹槽201均贯穿安装环2沿其轴线方向上的其中一个端面，两个安装环2的两个凹槽201槽口相对且形成供叶身101卡入的第一卡槽，叶身101嵌入固定在第一卡槽内，第一卡槽为与弧形叶身101相匹配的弧形槽，安装环2的中心部位沿其轴线方向开设有供固定环3与卡盘5安装的第一通孔202；
[0032]固定环3，其材质为金属，所述固定环3沿其圆周方向凸出有若干挡板301，相邻两个挡板301之间形成供固定部102卡入的第二卡槽，每个挡板301均包括至少两个椭圆板体，两个椭圆板体之间形成有用于卡住波峰的凹陷部，从而实现涡轮叶片1的卡接，固定环3的中心部位开设有供联轴器4安装的第二通孔304，且固定环3内周壁开设有第一花键槽303；
[0033]卡盘5，其材质为金属，所述卡盘5与固定环3并列设置，且两者均同轴设置在安装环2内侧，卡盘5及固定环3外周壁均与安装环2的内周壁贴合，卡盘5沿其圆周方向开设有若干插槽501，挡板301与插槽501一一对应，且挡板301远离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属轮环承载的陶瓷基复合材料涡轮叶盘，其特征在于：包括：涡轮叶片(1)，所述涡轮叶片(1)包括叶身(101)及位于叶身(101)底部的固定部(102)；安装环(2)，所述安装环(2)有两个且并列设置，每个安装环(2)均沿其圆周方向开设有若干凹槽(201)，且每个凹槽(201)均贯穿安装环(2)沿其轴线方向上的其中一个端面，两个安装环(2)上的两个凹槽(201)槽口相对且形成供叶身(101)卡入的第一卡槽；固定环(3)，所述固定环(3)沿其圆周方向凸出有若干挡板(301)，相邻两个挡板(301)之间形成有供固定部(102)卡入的第二卡槽；卡盘(5)，所述卡盘(5)与固定环(3)并列设置，且两者均位于安装环(2)内侧，卡盘(5)沿其圆周方向开设有若干插槽(501)，挡板(301)与插槽(501)一一对应，且所述挡板(301)远离固定环(3)的一端插入其所对应的插槽(501)；联轴器(4)，所述联轴器(4)卡在卡盘(5)与固定环(3)的内侧，且联轴器(4)的中心部位沿其轴向开设有供传动轴安装的中心通孔(403)；所述涡轮叶片(1)与安装环(2)材质为陶瓷基复合...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小冲，孔繁成，周兴，葛松伟，
申请(专利权)人：无锡太晟新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：