一种金属加强边、风扇叶片及涡轮发动机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种金属加强边、风扇叶片及涡轮发动机，其中，金属加强边包括基座和两个侧翼，两个所述侧翼与所述基座一体设置，所述基座用于设置在风扇叶片的前缘，两个所述侧翼分别用于与所述风扇叶片的吸力侧和压力侧配合，所述基座上设置有至少一个空心结构，所述空心结构沿所述风扇叶片的叶片展向贯穿所述基座。本实用新型专利技术通过在金属加强边的基座上设置空心结构，该中空的结构特征可以有效降低金属加强边的重量，从而带来其他相关性能的改善。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及涡轮发动机领域，尤其涉及一种金属加强边、风扇叶片及涡轮发动机。
技术介绍
用于飞行器的喷气式发动机具有风扇叶片，涡轮旋转带动该风扇叶片旋转，将空气压入发动机。但高速旋转的风扇叶片承受着很高的机械应力，因此必须严格的控制风扇叶片的重量，其中一个办法就是采用复合材料来制造风扇叶片。然而，复合材料抵抗外物冲击的能力较差，采用复合材料制造的风扇叶片在高速旋转时，其边缘如果受到飞鸟或其他异物碰撞则很容易发生破坏。目前解决上述问题的一种方案是，在不改变叶片空气动力学轮廓的前提下，通过将金属部件与复合材料叶片的前缘、后缘和叶尖形成一体来增强叶片的抗冲击性能，该金属部件一般被称为金属加强边。目前广泛应用的金属加强边尽管能够解决上述问题，却相当程度的增加了复合材料叶片的重量，削弱了复合材料叶片的减重优势。
技术实现思路
本技术的目的是提出一种金属加强边、风扇叶片及涡轮发动机，其能够有效减轻风扇叶片的重量。为实现上述目的，本技术提供了一种金属加强边，其包括基座和两个侧翼，两个所述侧翼与所述基座一体设置，所述基座用于设置在风扇叶片的前缘，两个所述侧翼分别用于与所述风扇叶片的吸力侧和压力侧配合，所述基座上设置有至少一个空心结构，所述空心结构沿所述风扇叶片的叶片展向贯穿所述基座。在一优选或可选实施例中，所述基座上设置数个所述空心结构，各所述空心结构的形状相同，或者不同。在一优选或可选实施例中，同一所述空心结构沿所述风扇叶片的叶片展向，其截面形状相同，或者不同。在一优选或可选实施例中，所述空心结构的截面形状为圆形、半圆形、椭圆形、长条状、三角形、方形或多边形。在一优选或可选实施例中，所述基座向外侧延伸，形成所述金属加强边的前缘。在一优选或可选实施例中，所述金属加强边上设置有薄弱区域，所述薄弱区域相对于所述金属加强边的其他部位容易损坏。 在一优选或可选实施例中，所述薄弱区域将所述风扇叶片的叶尖作为起始位置。在一优选或可选实施例中，所述薄弱区域包括至少一条薄弱边界线和至少一条薄弱痕迹线，所述薄弱边界线沿所述风扇叶片的展向设置，所述薄弱痕迹线围绕所述空心结构设置，且在所述空心结构的任一截面上设置有至少一条所述薄弱痕迹线。为实现上述目的，本技术还提供了一种风扇叶片，其包括上述任一实施例中的金属加强边。为实现上述目的，本技术还提供了一种涡轮发动机，其包括上述任一实施例中的风扇叶片。基于上述技术方案，本技术至少具有以下有益效果:本技术提供的金属加强边用于设置在复合材料制成的风扇叶片上，以增强风扇叶片前边和/或后边和/或叶尖的强度，本技术在金属加强边的基座上设置有至少一个空心结构，能够有效减轻风扇叶片的重量，且能够带来其他相关性能的改善。【附图说明】此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中:图1为设置有本技术提供的金属加强边的风扇叶片的结构示意图；图2为设置有本技术提供的金属加强边的风扇叶片的一示意性实施例的截面示意图；图3为图1的区域A的沿叶片展向的截面示意图；图4为本技术提供的金属加强边上设置的空心结构的第一实施例的结构示意图；图5为本技术提供的金属加强边上设置的空心结构的第二实施例的结构示意图；图6为本技术提供的金属加强边上设置的空心结构的第三实施例的结构示意图；图7为本技术提供的金属加强边上设置的空心结构的第四实施例的结构示意图；图8为本技术提供的金属加强边上设置的空心结构的第五实施例的结构示意图；图9为本技术提供的金属加强边上设置的空心结构的第六实施例的结构示意图；图10为本技术提供的金属加强边上设置薄弱区域的结构示意图；图11为本技术提供的金属加强边的制造流程示意图。附图中标号:1-风扇叶片；11-叶根；12_叶尖；13_叶片前缘；14_叶片后缘；15_空气动力面；16-吸力侧；17-压力侧；2-金属加强边；21_基座；22_吸力侧翼；23_压力侧翼；24_金属加强边的前缘；25-空心结构；3-薄弱区域；31_薄弱边界线；32_薄弱痕迹线；4-金属平台；a-叶片展向；b-叶片弦向；c_切向方向。【具体实施方式】下面将结合本技术实施例中的附图，对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技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术的实施例，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，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护??围的限制。如图1、图2所示，首先对风扇叶片I的基本结构进行介绍，风扇叶片I包括叶根11、叶尖12、叶片前缘13、叶片后缘14、空气动力面15、吸力侧16和压力侧17。其中，风扇叶片I与轮毂连接的一端为叶根11，风扇叶片I的另一端为叶尖12，从风扇叶片I的叶根11到叶尖12的方向为叶片展向a，从风扇叶片I的叶片前缘13到叶片后缘14的方向为叶片弦向b，垂直于叶片展向a和叶片弦向b的方向为切向方向c (如图2所示)。风扇叶片I向外凸出的一侧为吸力侧16，风扇叶片I向内凹进的一侧为压力侧17(如图2所示)。如图2所示，为本技术提供的金属加强边2的示意性实施例，在该示意性实施例中，金属加强边2包括基座21、吸力侧翼22和压力侧翼23，吸力侧翼22和压力侧翼23与基座21 —体设置，且基座21与吸力侧翼22和压力侧翼23形成的金属加强边2的截面可以呈V型。基座21用于设置在风扇叶片I的前缘，吸力侧翼22和压力侧翼23分别对应用于与风扇叶片I的吸力侧16和压力侧17配合，从而使金属加强边2紧紧贴在风扇叶片I的叶片前缘13上。同时，金属加强边2的基座21可以向外侧延伸，构成了金属加强边的前缘24。如图3所示，基座21上设置有至少一个空心结构25，空心结构25沿风扇叶片I的叶片展向a贯穿金属加强边2的基座21。本技术提供的金属加强边2，其基座21具有中空的结构特征(空心结构25)，该中空的结构特征可以有效降低金属加强边2的重量，从而带来相关性能的改善，例如，金属加强边2的基座21上设置的空心结构25，使金属加强边2在受到外物撞击时更容易变形，从而吸收更多的冲击能量，达到了冲击复合材料风扇叶片I的损伤的目的。在本技术提供的金属加强边2的示意性实施例中，金属加强边2的基座21上可以设置有数个空心结构25，各空心结构25的形状可以相同，或者也可以不同，又或者，有的可以相同，有的可以不同。在本技术提供的金属加强边2的示意性实施例中，同一空心结构25沿风扇叶片I的叶片展向a，其截面形状可以相同，或者也可以不同。上述示意性实施例中，空心结构25的截面形状可以为圆形、椭圆形、长条状、半圆形、三角形、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金属加强边，其特征在于：包括基座(21)和两个侧翼，两个所述侧翼与所述基座(21)一体设置，所述基座(21)用于设置在风扇叶片的前缘，两个所述侧翼分别用于与所述风扇叶片的吸力侧和压力侧配合，所述基座(21)上设置有至少一个空心结构(25)，所述空心结构(25)沿所述风扇叶片的叶片展向贯穿所述基座(21)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘升旺，刘文，陈璐璐，李迪，廖连芳，
申请(专利权)人：中航商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31