用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形的装置和涡轮转子叶盘的制作方法

本发明涉及涡轮机领域，特别涉及用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形的装置和涡轮转子叶盘。

背景技术：

1、现有的航空发动机动力涡轮由机匣、导向叶片、工作叶片、涡轮盘等组成。工作叶片与涡轮盘的设计通常有两种模式，一种是叶片和涡轮盘分别设计，通过榫槽或者螺栓连接；另外一种是一体化叶盘设计，如图1所示；叶片与涡轮盘为一个整体，如图2所示。两种叶盘设计时需要考虑不同的叶冠封严设计，一体化叶盘设计时，除了要考虑转子的密封性，还要兼顾叶冠的强度，基于这两方面的技术难点，提出了本发明。

2、目前对于一体化叶盘或者榫接式叶片叶冠封严往往采用梁式结构设计，如图3所示，这种设计结构简单、密封和气动效果好，但是用于一体式叶盘结构时，由于一体式叶盘叶冠为连续的圆环，如图1所示，这种结构在两个叶片的中间位置呈现出悬臂梁的承载形式，在涡轮盘转动时，封闭的叶冠圆环会阻碍叶片的环向变形，从何对叶冠造成挤压，如图4所示，造成叶冠上多个位置有严重的弯曲编写和应力集中，大大降低了叶盘的强度

技术实现思路

1、因此本发明提出了如下解决方案：

2、用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，包括连接叶片的环形叶冠和设置在所述叶冠上的轴向间隔的沿周向延伸的第一封严和第二封严，在第一封严和第二封严上各设置至少一个缺口，分别称为第一缺口和第二缺口。

3、优选地，所述缺口为小于半圆的圆弧缺口。

4、优选地，所述第一缺口设置在所述叶片的正上方。

5、优选地，每个叶片对应预定弧长的叶冠段，使得该第一缺口和第二缺口相距最近的边缘在周向上间隔距离趋近于0。

6、优选地，所述叶冠段包括相对所述第一缺口较短段和较长段。

7、优选地，所述叶冠具有叶盘两侧的第一自由边和第二自由边，所述第一封严和所述第二封严的间距远大于相对对应的所述第一自由边和对应的所述第二自由边的距离。

8、优选地，所述叶片与所述叶冠之间为一体化成型或者榫接式连接成一整体。

9、本发明还涉及一种包括上述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置的涡轮转子叶盘。

10、优选地，所述叶盘为一体化叶盘。

11、优选地，所述叶盘包括机匣、导向叶片、工作叶片和涡轮盘。

技术特征：

1.用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，包括连接叶片的环形叶冠和设置在所述叶冠上的轴向间隔的沿周向延伸的第一封严和第二封严，其特征在于，在第一封严和第二封严上各设置至少一个缺口，分别称为第一缺口和第二缺口。

2.根据权利要求1所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，其特征在于，所述缺口为小于半圆的圆弧缺口。

3.根据权利要求2所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，其特征在于，所述第一缺口设置在所述叶片的正上方。

4.根据权利要求3所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，其特征在于，每个叶片对应预定弧长的叶冠段，使得该第一缺口和第二缺口相距最近的边缘在周向上间隔距离趋近于0。

5.根据权利要求4所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，其特征在于，所述叶冠段包括相对所述第一缺口较短段和较长段。

6.根据权利要求5所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，其特征在于，所述叶冠具有叶盘两侧的第一自由边和第二自由边，所述第一封严和所述第二封严的间距远大于相对对应的所述第一自由边和对应的所述第二自由边的距离。

7.根据权利要求6所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，其特征在于，所述叶片与所述叶冠之间为一体化成型或者榫接式连接成一整体。

8.包括根据权利要求1-7中任一项所述的用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置的涡轮转子叶盘。

9.根据权利要求8所述的涡轮转子叶盘，其特征在于，所述叶盘为一体化叶盘。

10.根据权利要求9所述的涡轮转子叶盘，其特征在于，所述叶盘包括机匣、导向叶片、工作叶片和涡轮盘。

技术总结用于涡轮转子叶盘的最小化应力和变形装置，包括连接叶片的环形叶冠和设置在所述叶冠上的轴向间隔的沿周向延伸的第一封严和第二封严，其特征在于，在第一封严和第二封严上各设置至少一个缺口，分别称为第一缺口和第二缺口。技术研发人员：尹德新,濮睿德,李坤廷受保护的技术使用者：北京南方斯奈克玛涡轮技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18