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CN114810220A - 航空发动机 - Google Patents

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CN114810220A
CN114810220A CN202110330532.1A CN202110330532A CN114810220A CN 114810220 A CN114810220 A CN 114810220A CN 202110330532 A CN202110330532 A CN 202110330532A CN 114810220 A CN114810220 A CN 114810220A
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Abstract

本发明涉及一种航空发动机，航空发动机包括：鼓筒(2)，包括沿其周向延伸的榫槽(7)，榫槽(7)的底部设置有第一定位孔(5)；多个叶片，沿鼓筒(2)的周向并排布置，每个叶片包括叶片本体(1)和与叶片本体(1)连接并与榫槽(7)相适配的榫头(6)，叶片上设置有与第一定位孔(5)同轴设置的第二定位孔(8)；定位部件(3)，插入第一定位孔(5)和第二定位孔(8)，以限制叶片的榫头(6)在榫槽(7)中沿鼓筒(2)的周向移动，通过将定位部件(3)插入到第一定位孔(5)和第二定位孔(8)中即可实现叶片的周向定位，具有结构简单、安装方便和成本低廉的特点。

Description

航空发动机
技术领域
本发明涉及航空设备领域，具体而言，涉及一种航空发动机。
背景技术
结合图1至4所示，航空发动机包括鼓筒10和沿鼓筒10的周向布置的多个转子叶片20，图1示出了一种典型的鼓筒的子午投影面的结构示意图。其中，常用的鼓筒10和转子叶片20榫连接，鼓筒10的周面上设置有燕尾型的榫槽11，榫槽11沿鼓筒10的周向延伸，转子叶片20的根部设置有与榫槽11相适配的榫头，榫槽11的径向外端的开口的宽度小于榫槽11内部的宽度，以将限制转子叶片20的榫头限定在榫槽11中。鼓筒10上设置的榫槽11包括榫槽本体和与榫槽本体相通的插入口103，转子叶片20的榫头由插入口103插入后沿周向在榫槽11中移动到预定的安装位置。因此会涉及到转子叶片周向定位和周向锁紧的问题。航空发动机还包括限制转子叶片20在榫槽中周向移动的锁紧块组件100，锁紧块组件100固定安装在榫槽中，以将转子叶片20限定在安装位置，见图2，鼓筒10的榫槽11上需设计用于安装锁紧块的配合槽101和球形窝102，见图3，转子叶片、锁紧块组件100与鼓筒的安装示意图见图4。
可见，典型的锁紧块组件结构形式较复杂，且每级转叶使用数量少(一般采用两组)，不会批量采购加工，加工质量较难保证。锁紧块组件具有一定的重量，影响转子平衡。为配合锁紧块组件装配，需在鼓筒榫槽设计加工配合槽和球形窝，导致鼓筒加工工艺复杂，成本提高。由图2和图4可见，采用锁紧块对叶片周向锁紧，需在叶片缘板加工通孔，这样使得流道面有凹坑，不平滑，影响气动效率。
对于周向燕尾榫连接的鼓筒和转子叶片，为实现叶片周向定位和周向锁紧，常规设计是采用锁紧块锁紧装置。现有技术的鼓筒和转子叶片的连接结构具有以下的缺陷：
1、常规的锁紧块锁紧装置结构复杂，使用数量少，不会批量采购加工，加工质量较难保证；
2、常规的锁紧块组件具有一定重量，影响转子平衡。
3、常规的鼓筒榫槽需加工结构特征较复杂的配合槽和球形窝，以装配锁紧块，导致鼓筒榫槽加工工艺复杂，成本较高；
4、为装配使用锁紧块，需在叶片缘板加工通孔，导致流道面有凹坑，不平滑，影响气动性能。
发明内容
本发明旨在提供一种航空发动机，以改善相关技术中存在叶片锁紧结构复杂的问题。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种航空发动机，航空发动机包括：
鼓筒，包括沿其周向延伸的榫槽，榫槽的底部设置有第一定位孔；
多个叶片，沿鼓筒的周向并排布置，每个叶片包括叶片本体和与叶片本体连接并与榫槽相适配的榫头，叶片上设置有与第一定位孔同轴设置的第二定位孔；
定位部件，插入第一定位孔和第二定位孔，以限制叶片的榫头在榫槽中沿鼓筒的周向移动。
在一些实施例中，第二定位孔设在榫头的邻近榫槽的底部的一端的端面上。
在一些实施例中，叶片还包括叶片缘板，叶片缘板位于叶片本体和榫头之间，叶片缘板沿鼓筒的周向凸出于榫头，第二定位孔设在叶片缘板上。
在一些实施例中，叶片缘板上设置有凸台，第二定位孔设在凸台上。
在一些实施例中，定位部件包括螺杆，第一定位孔和第二定位孔中的至少一个为与螺杆相适配的螺纹孔。
在一些实施例中，定位部件为螺栓。
在一些实施例中，
第一定位孔为通孔；和/或
第二定位孔为盲孔。
在一些实施例中，第一安装孔的轴向与鼓筒的径向一致。
在一些实施例中，榫槽包括榫槽本体，榫槽本体的沿鼓筒的径向的外侧端为敞口，榫槽的敞口宽度小于榫槽的内腔的至少一部分的宽度，以限制叶片沿鼓筒的径向脱离榫槽。
在一些实施例中，榫槽还包括与榫槽本体相连通的插入口，插入口的宽度不小于榫头的最大宽度。
应用本发明的技术方案，通过将定位部件插入到第一定位孔和第二定位孔中即可实现叶片的周向定位，具有结构简单、安装方便和成本低廉的特点。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了相关技术的航空发动机的鼓筒的子午投影面的结构示意图；
图2示出了相关技术的航空发动机的鼓筒和转子叶片的立体结构示意图；
图3示出了相关技术的航空发动机的鼓筒的榫槽的结构示意图；
图4示出了相关技术的航空发动机的鼓筒和转子叶片的俯视结构示意图；
图5示出了本发明的第一实施例的鼓筒和叶片的结构示意图；
图6示出了本发明的第一实施例的叶片的结构示意图；
图7示出了本发明的第一实施例的鼓筒的局部的结构示意图；
图8示出了本发明的第二实施例的鼓筒和叶片的结构示意图；
图9示出了本发明的第二实施例的叶片的结构示意图；
图10示出了本发明的第二实施例的鼓筒的局部的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图5示出了本实施例的航空发动机的鼓筒和叶片的结构示意图；
图6示出了本实施例的航空发动机的叶片的结构示意图；图7示出了实施例的航空发动机的鼓筒的局部的结构示意图。
结合图5至7所示，本实施例的航空发动机包括鼓筒2和沿鼓筒2的周向并排设置的多个叶片，鼓筒2设置有沿鼓筒2的周向延伸的榫槽7。叶片包括叶片本体1和与叶片本体1连接并与榫槽7相适配的榫头6。
榫槽7包括榫槽本体，榫槽本体的沿鼓筒2的径向的外侧端为敞口，榫槽7的敞口的宽度小于榫槽7的内腔的至少一部分的宽度，以限制叶片沿径向脱离榫槽7。
在一些实施例中，榫槽7为燕尾槽。在另一些实施例中，榫槽7的横截面大致呈三角形，三角型的顶角比与该顶角相对的底边远离鼓筒2的轴心线。
榫槽7包括榫槽本体和与榫槽本体相连通的插入口，插入口的宽度不小于榫头的最大宽度。在将叶片安装到鼓筒2上时，首先将叶片的榫头6由上述的插入口插入到榫槽7中，然后将叶片的榫头7在榫槽7中沿鼓筒2的周向移动，从而将叶片移动到预定的安装位置。
在本实施例中，榫槽7的底部设置有第一定位孔5，叶片上设置有与第一定位孔5同轴设置的第二定位孔8，航空发动机还包括定位部件3，定位部件3插入第一定位孔5和第二定位孔8，以限制叶片的榫头6在榫槽7中沿鼓筒2的周向移动。
本实施例中，通过将定位部件3插入到第一定位孔5和第二定位孔8中即可实现叶片的周向定位，具有结构简单、安装方便和成本低廉的特点。
如图5和7所示第一定位孔5为设在鼓筒2的周面上的通孔。
结合图5和6所示，第二定位孔8设在榫头6的邻近榫槽7的底部的一端的端面上。
在一些实施例中，第二定位孔8为盲孔。
在本实施例中，第一定位孔5和第二定位孔8同轴且，第一定位孔5和第二定位孔8的轴线方向均沿鼓筒2的径向延伸。
在一些实施例中，定位部件3包括螺杆，第一定位孔5和第二定位孔8中的至少一个为与螺杆相适配的螺纹孔。
在一些实施例中，定位部件3为螺栓。螺栓的螺帽和鼓筒2的内周面之间设置有安装垫片4。
叶片还包括叶片缘板10，叶片缘板10位于叶片本体1和榫头6之间，叶片缘板10沿鼓筒2的周向凸出于榫头6。叶片缘板10盖设在榫槽7的敞口上，相邻两个叶片的叶片缘板10相抵接。
本实施例中，叶片通过螺栓实现在榫槽7内的周向定位，因此具有以下的技术效果：
1、实现了转子叶片周向定位和周向锁紧，锁紧结构简单，降低了加工难度，降低成本，通用程度高，且安装方便。
2、螺栓比常规的锁紧块组件的重量小，一定程度上改善了转子平衡。
3、鼓筒榫槽结构更为简单，避免加工配合槽和球形窝，方便加工工艺，降低成本。
4、叶片缘板无需加工通孔，避免流道面凹坑，改善气动性能。
5、将螺栓从鼓筒内侧由里向外进行安装，在转子工作时，由于离心力作用下，螺栓会紧靠在鼓筒内侧壁面，不易失效。
实施例二
图8示出了本实施例的航空发动机的鼓筒和叶片的结构示意图；
图9示出了本实施例的航空发动机的叶片的结构示意图；图10示出了实施例的航空发动机的鼓筒的局部的结构示意图。
结合图8至10所示，本实施例的航空发动机包括鼓筒2和沿鼓筒2的周向并排设置的多个叶片，鼓筒2设置有沿鼓筒2的周向延伸的榫槽7。叶片包括叶片本体1和与叶片本体1连接并与榫槽7相适配的榫头6。
榫槽7包括榫槽本体，榫槽本体的沿鼓筒2的径向的外侧端为敞口，榫槽7的敞口的宽度小于榫槽7的内腔的至少一部分的宽度，以限制叶片沿径向脱离榫槽7。
在一些实施例中，榫槽7为燕尾槽。在另一些实施例中，榫槽7的横截面大致呈三角形，三角型的顶角比与该顶角相对的底边远离鼓筒2的轴心线。
榫槽7包括榫槽本体和与榫槽本体相连通的插入口，插入口的宽度不小于榫头的最大宽度。在将叶片安装到鼓筒2上时，首先将叶片的榫头6由上述的插入口插入到榫槽7中，然后将叶片的榫头7在榫槽7中沿鼓筒2的周向移动，从而将叶片移动到预定的安装位置。
在本实施例中，榫槽7的底部设置有第一定位孔5，叶片上设置有与第一定位孔5同轴设置的第二定位孔8，航空发动机还包括定位部件3，定位部件3插入第一定位孔5和第二定位孔8，以限制叶片的榫头6在榫槽7中沿鼓筒2的周向移动。
本实施例中，通过将定位部件3插入到第一定位孔5和第二定位孔8中即可实现叶片的周向定位，具有结构简单、安装方便和成本低廉的特点。
如图8和10所示第一定位孔5为设在鼓筒2的周面上的通孔。
结合图8和9所示，叶片还包括叶片缘板10，叶片缘板10位于叶片本体1和榫头6之间，叶片缘板10沿鼓筒2的周向凸出于榫头6。第二定位孔8设在叶片缘板10上。
在一些实施例中，叶片缘板10上设置凸台11，第二定位孔8设在凸台11上。
在一些实施例中，第二定位孔8为盲孔。
在本实施例中，第一定位孔5和第二定位孔8同轴且，第一定位孔5和第二定位孔8的轴线方向均沿鼓筒2的径向延伸。
在一些实施例中，定位部件3包括螺杆，第一定位孔5和第二定位孔8中的至少一个为与螺杆相适配的螺纹孔。
在一些实施例中，定位部件3为螺栓。螺栓的螺帽和鼓筒2的内周面之间设置有安装垫片4。
本实施例中，叶片通过螺栓实现在榫槽7内的周向定位，因此具有以下的技术效果：
1、实现了转子叶片周向定位和周向锁紧，锁紧结构简单，降低了加工难度，降低成本，通用程度高，且安装方便。
2、螺栓比常规的锁紧块组件的重量小，一定程度上改善了转子平衡。
3、鼓筒榫槽结构更为简单，避免加工配合槽和球形窝，方便加工工艺，降低成本。
4、叶片缘板无需加工通孔，避免流道面凹坑，改善气动性能。
5、将螺栓从鼓筒内侧由里向外进行安装，在转子工作时，由于离心力作用下，螺栓会紧靠在鼓筒内侧壁面，不易失效。
以上仅为本发明的示例性实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种航空发动机，其特征在于，包括：
鼓筒(2)，包括沿其周向延伸的榫槽(7)，所述榫槽(7)的底部设置有第一定位孔(5)；
多个叶片，沿所述鼓筒(2)的周向并排布置，每个叶片包括叶片本体(1)和与所述叶片本体(1)连接并与所述榫槽(7)相适配的榫头(6)，所述叶片上设置有与所述第一定位孔(5)同轴设置的第二定位孔(8)；
定位部件(3)，插入所述第一定位孔(5)和所述第二定位孔(8)，以限制所述叶片的榫头(6)在所述榫槽(7)中沿所述鼓筒(2)的周向移动。
2.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述第二定位孔(8)设在所述榫头(6)的邻近所述榫槽(7)的底部的一端的端面上。
3.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述叶片还包括叶片缘板(10)，所述叶片缘板(10)位于所述叶片本体(1)和所述榫头(6)之间，所述叶片缘板(10)沿所述鼓筒(2)的周向凸出于所述榫头(6)，所述第二定位孔(8)设在叶片缘板(10)上。
4.根据权利要求3所述的航空发动机，其特征在于，所述叶片缘板(10)上设置有凸台(11)，所述第二定位孔(8)设在所述凸台(11)上。
5.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述定位部件(3)包括螺杆，所述第一定位孔(5)和所述第二定位孔(8)中的至少一个为与所述螺杆相适配的螺纹孔。
6.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述定位部件(3)为螺栓。
7.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，
所述第一定位孔(5)为通孔；和/或
所述第二定位孔(8)为盲孔。
8.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述第一安装孔(8)的轴向与所述鼓筒(2)的径向一致。
9.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述榫槽(7)包括榫槽本体，所述榫槽本体的沿所述鼓筒(2)的径向的外侧端为敞口，所述榫槽(7)的敞口宽度小于所述榫槽(7)的内腔的至少一部分的宽度，以限制所述叶片沿所述鼓筒(2)的径向脱离所述榫槽(7)。
10.根据权利要求9所述的航空发动机，其特征在于，所述榫槽(7)还包括与所述榫槽本体相连通的插入口，所述插入口的宽度不小于所述榫头的最大宽度。
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