一種轉子葉片盤、壓氣機及航空發動機的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及發動機技術領域,尤其涉及一種轉子葉片盤、壓氣機及航空發動機。
【背景技術】
[0002]航空發動機中設有壓氣機,壓氣機的作用是提高流過它的空氣壓力,以供給發動機工作時所需要的壓縮空氣。壓氣機的主要部件包括:進氣機匣、轉子、靜子和防冰裝置等,其中轉子的作用是把從渦輪傳來的扭矩傳給轉子葉片,并帶動轉子葉片在高轉速下高效率地工作。
[0003]現有技術中的壓氣機轉子一般采用如圖1所示的結構,沿著轉子的軸向設有若干個轉子盤la,每一個轉子盤la的外圓周上都均勻地安裝有轉子葉片2a,轉子葉片2a通過榫頭8a固定在轉子盤la上,且轉子葉片2a的尺寸沿著氣流方向逐漸減小,以實現對空氣的壓縮比逐漸增大。各級轉子盤la通過鼓筒4a相連接,相鄰的兩個鼓筒4a與位于中間的轉子盤la通過將螺栓5a和螺母7a安裝在法蘭6a上實現固定。再結合圖2,每一個轉子盤la的兩側均設有緣板3a,相鄰的兩個緣板3a之間安裝有靜子葉片9a,靜子葉片9a上設有內環與鼓筒4a實現氣流密封。
[0004]由于功能的需要以及結構上的限制,航空發動機壓氣機轉子葉片2a與靜子葉片8a之間在內流道處會形成容腔,該容腔將導致主流道氣流在沿著圖2中示意的箭頭A流動時,會在容腔該處產生漩渦,并使經增壓后的氣體向主流前方泄漏,從而引起壓氣機效率下降,壓比降低,進而使發動機效率下降,推力降低。
[0005]為了避免容腔的負面影響,在某些壓氣機設計中通過優化流道、靜子和轉子結構來減小容腔的體積,并通過嚴格計算轉靜子級間封嚴間隙來保證氣流泄漏最小,從而使容腔的負面影響最小化。但這種傳統設計結構復雜,可靠性較差,重量大,設計成本和加工成本高,而且不能徹底消除容腔的影響。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的是提出一種轉子葉片盤、壓氣機及航空發動機,能夠消除轉子葉片與靜子葉片之間在內流道處形成的容腔,從而減少氣體泄漏量。
[0007]為實現上述目的,本實用新型第一方面提供了一種轉子葉片盤,包括:轉子盤和轉子葉片,所述轉子盤和沿所述轉子盤的周向布置的所述轉子葉片構成一體成型的葉片盤,多級所述葉片盤沿著自身的軸向依次排布,每個所述轉子盤在所述轉子葉片根部的兩側均延伸設有第一緣板和第二緣板,相鄰的兩個所述轉子盤之間通過所述第一緣板和所述第二緣板實現平滑對接。
[0008]進一步地,各個所述葉片盤相互連接形成全部或部分整體式的所述轉子葉片盤。
[0009]進一步地,所述第一緣板的長度大于所述第二緣板的長度。
[0010]進一步地,所述第一緣板和所述第二緣板的端頭通過焊接實現平滑對接。
[0011]為實現上述目的,本實用新型第二方面提供了一種壓氣機,包括上述實施例的轉子葉片盤。
[0012]進一步地,還包括靜子葉片,所述靜子葉片設置在相鄰的所述轉子葉片之間,且所述靜子葉片的端面抵靠在所述轉子盤的外表面上并形成氣密封結構。
[0013]進一步地,所述靜子葉片抵靠在所述第一緣板上,并與所述第一緣板的外表面形成氣密封結構。
[0014]為實現上述目的,本實用新型第三方面提供了一種航空發動機,包括上述實施例的壓氣機。
[0015]基于上述技術方案,本實用新型實施例的轉子葉片盤,在每個轉子盤位于轉子葉片根部的兩側均延伸設有第一緣板和第二緣板,相鄰的兩個轉子盤之間通過第一緣板和第二緣板實現平滑對接,這樣緣板的外表面就形成空氣流道,此種轉子葉片盤與不帶內環的靜子葉片配合使用,能夠消除轉子葉片與靜子葉片之間的容腔,從而減少氣流漩渦和氣流泄漏,用在壓氣機中可減小容腔引起的氣動損失以提高氣動壓比,進而提發動機的整體效率和推力。
【附圖說明】
[0016]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,構成本申請的一部分,本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型,并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0017]圖1為現有技術中航空發動機的轉子葉片盤的結構示意圖;
[0018]圖2為現有技術中航空發動機的轉子葉片盤的氣流方向示意圖;
[0019]圖3為本實用新型轉子葉片盤的一個實施例的結構示意圖;
[0020]圖4為圖3所示轉子葉片盤的氣流方向示意圖。
[0021]附圖標記說明
[0022]la 一轉子盤;2a —轉子葉片;3a —緣板;4a —鼓筒;5a —螺檢;6a —法蘭;7a —螺母;8a -榫頭;9a -靜子葉片;
[0023]1 一轉子盤;2 —轉子葉片;3 —第一緣板;4 一第二緣板;5 —焊縫;6 —靜子葉片。
【具體實施方式】
[0024]以下詳細說明本實用新型。在以下段落中,更為詳細地限定了實施例的不同方面。如此限定的各方面可與任何其他的一個方面或多個方面組合,除非明確指出不可組合。尤其是,被認為是優選的或有利的任何特征可與其他一個或多個被認為是優選的或有利的特征。
[0025]本實用新型中出現的“第一”、“第二”等用語僅是為了方便描述,以區分具有相同名稱的不同組成部件,并不表示先后或主次關系。
[0026]在本實用新型的描述中,需要理解的是,術語“左”、“右”、“豎直”和“水平”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本實用新型,而不是指示或暗示所指的裝置必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本實用新型保護范圍的限制。
[0027]為了解決現有技術的航空發動機在轉子葉片和靜子葉片之間存在容腔會造成氣體泄露的問題,本實用新型改變了通過減小容腔體積對壓氣機進行優化設計的思路,提出一種新的轉子葉片盤,如圖3所示的一個實施例的結構示意圖和圖4所示的氣體流動示意圖,包括:轉子盤1和轉子葉片2,轉子盤1和沿轉子盤1的周向布置的轉子葉片2構成一體成型的葉片盤,即轉子盤1與轉子葉片2之間不通過榫頭進行連接,這種整體式的葉片盤具有更高的強度和可靠性,且結構簡單,重量更輕。多級葉片盤沿著自身的軸向依次排布,可使每一級轉子葉片2的尺寸逐漸減小,以實現逐漸增大的壓縮比。而且每個轉子盤1在轉子葉片2根部的兩側均延伸設有第一緣板3和第二緣板4,相鄰的兩個轉子盤1之間通過