涡轮发动机带变距叶片的无导管风扇制造技术

本发明专利技术涉及用于涡轮发动机的带变距叶片的非流线形叶轮，所述叶轮的叶片围绕其轴线旋转安装在转子部件(124)的径向凹槽(136)内，每个叶片通过扇形环(150)而固定在该凹槽内，并包括联锁而安装在支撑板槽(162)内的径向内部分(160)。该环扇形体从内部被插入凹槽内并通过旋到支撑板上的螺母而锁定。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于涡轮发动机带变距叶片的风扇，这种发动机包括一种无导管风扇(或称开式转子)。这种类型涡轮发动机包括两个外部同轴反转的风扇，分别位于上游和下游，每个风扇均由涡轮发动机涡轮带动旋转，并大体径向延伸到该涡轮发动机短舱外部。每个风扇包括一个多边形转子部件，该转子部件分布在涡轮发动机纵轴周围呈大体径向圆柱形的凹槽，其中，所述凹槽内安装有支撑风扇叶片的板。例如，每个叶片包括一个带燕尾榫式截面的根部，插装到形状与支撑板互补的槽内。
技术介绍
按照当前技术，每个支撑板包括拧入圆柱形环内的大体圆柱形本体，所述圆柱形环通过推力轴承置于转子部件凹槽中心位置并引导其在槽内旋转。支撑板和环在转子部件凹槽内转动并通过合适装置围绕叶片轴线被带动旋转，从而可调整叶片的角度设置，并根据涡轮发动机工作条件进行优化。在运行期间，风扇叶片承受相当大的离心力，该离心力可达30，OOOdaN，这些离心力经由支撑板、环和推力轴承并穿过环内支撑板上的螺纹而传输给转子部件。这些螺纹通常在设计上并不能传输这些离心力，且存在迅速损坏的风险，从而影响到风扇的使用寿命。
技术实现思路
本专利技术的具体目标就是针对这个问题提出一种简单、有效而经济的解决方案。本专利技术的目的是提供一种上述类型的风扇，其中，每个叶片支撑板和其环之间离心力的传输是通过环形表面来实现的，而不是采用比较脆弱的螺纹，所述环形表面用于承受相当大的压力。为此，本专利技术提出了一种涡轮发动机带变距叶片的无导管风扇，所述风扇的叶片围绕其轴线旋转安装在环形转子部件径向槽内，每个叶片由带圆柱形本体的板来支撑，该圆柱形本体从外部插入转子部件径向槽内，并由从内部装入凹槽内且通过轴承安装到凹槽内边缘上的环状环来固定，其特征在于，该环为扇形体结构，包括通过环的扇形体在支撑板本体外表面环形槽内联锁而安装的径向内部分。根据本专利技术，每个叶片支撑板的本体通过扇形环固定在转子部件凹槽内，该扇形环在支撑板本体环形槽内联锁，并通过轴承而安装到转子部件凹槽内边缘上，这样，在运转期间作用在叶片上的离心力就会被支撑板槽内联锁的环的部分所吸收，并通过轴承而传输到转子部件，从而显著增加了风扇的使用寿命。根据本专利技术的另一个特性，扇形环可由两个、三个、或四个，或甚至更多的环的扇形体构成，这些扇形体按照如下方式紧紧相互锁定在支撑板的本体上。支撑板的本体通过沿凹槽轴线平行移动支撑板而从外部插入到转子部件的凹槽内。每个环的扇形体通过沿凹槽轴线平移从内部，即支撑板本体和凹槽内圆柱形表面之间，插入到凹槽内，直到其位于支撑板本体的环形槽上。然后，每个扇形体从外部向内部径向移动(相对于凹槽轴线)，这样， 其内部部分锁定在支撑板本体外槽内。该环而后通过其内部侧面压向支撑板槽内侧壁而径向固定在支撑板上。该环的上述内部分是由内部环形边缘构成的。该环可包括两个扇形体，每个扇形体的角度范围大约180°，或三个扇形体，每个角度范围大约120°，或四个扇形体，每个角度范围大约90°。环的角度部分可方便地插入支撑板本体环形槽内，装配公差的调整范围很小。此外，环的扇形体可以通过从凹槽内部固定在支撑板本体上的锁定装置而锁定在支撑板本体的槽内。在本专利技术实施例中，环包括向外部拓宽的锥形外表面，该表面与另一环的内锥形表面相接且大体互补，该另一环从内部插入凹槽，并通过旋到支撑板本体上的螺母而置于环上。螺母将环紧压在环的锥形表面上，该环就这样被推向支撑板本体的槽的底部。该螺母只用来对环进行压紧并使其保持原位，因此，不会传输叶片在运转期间传输的离心力。环和螺母之间插装锁紧垫圈。该垫圈包括第一装置，其通过形状藕合与支撑板本体的互补装置相匹配，和第二装置，其通过形状藕合与螺母的互补装置相匹配。从而使得螺母相对于支撑板而保持不动。作为另一种实施方式，环包括向外部拓宽的锥形外表面，该锥形外表面与另一环的锥形内表面相接并形状互补，该锥形内表面上带有旋在支撑板本体上的内螺纹。优选地，环包括相对于凹槽轴线向内轴向延伸的圆柱形边缘，该圆柱形边缘与支撑板本体外圆柱形表面相接。为此，该环带有大体上呈L形的横截面，其中，插入到支撑板槽内的内环形部分构成L形状的一部分，而另一部分则由紧压在支撑板本体上的圆柱形边缘构成。在作用到叶片上的离心力较大情况下，环的内圆柱形边缘压向支撑板本体外表面上，从而保证了环的内部分保持在支撑板的槽内。在安装位置时，环由内圆柱形表面与凹槽隔开一个环形空间，环形间隔相对于凹槽轴线的径向尺寸依据环的内径和外径以及环的扇形体角度范围来确定，这样，通过相对于凹槽的轴线沿径向方向朝外移动环的扇形体，使环的内部分与支撑板本体的槽脱开。环的扇形体的大体角度范围越大，该角度间隔的径向尺寸就越大。此外，支撑板通过另一个轴承设置在转子部件凹槽的外表面上。本专利技术进一步涉及一种涡轮发动机，其特征在于，其包括了至少一台上述风扇。附图说明下面参照附图，阅读以非限制性示例给出的如下说明，可以更好地理解本专利技术，本专利技术的其他细节、特性和优点会更清楚地显现出来，附图如下图1为带无导管风扇的涡轮发动机轴向剖面图；图2为现有技术的无导管风扇局部剖面图，示出了叶片支承板，在支承板的本体上用螺钉固定了一个环，该环居中于所述风扇转子部件的凹槽，并被引导在该转子部件凹槽内；图3为根据本专利技术的风扇的转子部件透视图；图4为图3所示转子部件局部拆除情况下的更大比例的局部透视图，在转子部件的凹槽内，安装有根据本专利技术的叶片支承板和环，所述环呈扇形结构形式，安装并固定到支承板的本体上；图5为分解的局部透视图，示出了图4所示转子部件和环的部分拆除情况下的示意图，为了更清晰起见，所述支承板也已拆除；图6为对应于图4的示意图，示出了本专利技术的另一种实施方式；以及图7为对应于图6的另一种实施方式的图5的示意图。具体实施例方式首先参看图1，该图示出了带无导管风扇(或称“开式转子”)的涡轮发动机10， 沿涡轮发动机内燃气流动方向，从上游到下游，其包括压气机12、环形燃烧室14、高压涡轮 16、和两个同轴反转的低压涡轮18，20，S卩，两个涡轮围绕涡轮发动机纵轴A沿两个相反方向旋转。位于下游的这些涡轮18，20每个都与向涡轮发动机短舱26外部径向延伸的外风扇22，24 —起整体旋转，该发动机短舱26大体上呈圆柱形，围绕压气机12、燃烧室14和涡轮16，18和20沿轴线A延伸。进入涡轮发动机内的空气流28经过压缩后，在燃烧室14内与燃料混合而燃烧，燃烧气体而后流入涡轮，带动风扇22，24旋转，以提供由涡轮发动机产生的大部分推力。从涡轮出来的燃气经由管路32被排出(箭头30)，以增加推力。风扇22，24彼此前后共轴布置，包括围绕涡轮发动机纵轴A均勻分布的多个叶片。 这些叶片为变距式，大体径向延伸，即它们围绕其自身轴线旋转，从而根据涡轮发动机的工作条件来优化其角度位置。在图2所示和美国US-A-5，263，898号专利所述的已知组件中，每个风扇包括由多边形环34构成的转子部件，该多边形环围绕纵轴A延伸，并包括多个大体圆柱形径向凹槽 36，风扇的叶片38安装装置就插装到这些凹槽36内。每个叶片38在其径向内端根部40，其截面呈燕尾榫接合式，插入并固定在支撑板 44的槽42内。支撑板44包括带有外螺纹48的圆柱形体46，可使其从外部拧入环50内本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于涡轮发动机的带变距叶片的无导管风扇，所述风扇的叶片围绕其轴线旋转安装在环形转子部件（１３４）的径向凹槽（１３６）内，每个叶片由带圆柱形本体的板（１４４）支撑，所述圆柱形本体从外部插入转子部件的径向凹槽内，并通过从内部安装到凹槽内和通过轴承（１５４）置于凹槽内边缘上的环形环（１５０）而固定在该凹槽内，其特征在于，所述环为扇形体结构，并包括通过环的扇形体联锁而插入支撑板本体外表面环形槽（１６２）内的径向内部分（１６０）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：米歇尔·安德烈·鲍鲁，劳伦特·雅布隆斯基，飞利浦·乔利，埃里克·杰克斯·波士顿，
申请(专利权)人：斯奈克玛，
类型：发明
国别省市：FR