一种转子叶片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种转子叶片，属于发动机转子叶片设计领域。所述转子叶片包括叶身(1)和榫头(3)，所述榫头(3)为金属材料，一端开槽，所述叶身(1)的一端插入所述榫头(3)的槽中，并固定连接所述榫头(3)，所述榫头(3)的另一端设置成能安装到发动机轮盘上的结构。本实用新型专利技术将叶片榫头部分设计为金属结构，叶身部分仍为复合材料，联接后构成完整的叶片。采用这种设计能够简化复合材料部分的设计难度，同时增强榫头部分的可靠性，提高榫头部分的耐磨能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于航空发动机设计领域，具体涉及一种带有金属榫头的复合材料转子叶片。
技术介绍
涡轮转子叶片的工作状况对航空发动机的使用性能与使用可靠性起着决定性作用。这是因为涡轮转子叶片是在高温燃气包围下工作，它不仅承受涡轮转子高速旋转时叶片自身离心力、气动力、热应力及振动应力等的作用，还要承受高温燃气的冲刷、氧化和腐蚀作用，是航空发动机中工作条件最为恶劣的零件。现有技术中，采用复合材料制造涡轮发动机转子叶片，可以获得可观的减重效果。复合材料叶片通常采用形状各不相同的预浸料铺层固化而成。根部用于与其他零件联接，然而，由于其承受的载荷较为复杂，其厚度通常大于叶片其他部位，因此需要额外堆叠几十片预浸料铺层。如此多的铺层利用人工进行堆叠，不但增加了工作量，如果堆叠位置出现偏差，还会导致固化后的榫头形状难以满足尺寸要求，造成叶片工作性能恶化，进而加剧榫头损耗，降低工作可靠性。
技术实现思路
为了解决上述问题，克服现有复合材料转子叶片榫头铺层设计复杂，可操作性低的弊端，本技术提供了一种转子叶片，将叶片榫头部分设计为金属结构，叶身部分仍为复合材料，联接后构成完整的叶片。采用这种设计能够简化复合材料部分的设计难度，同时增强榫头部分的可靠性，提高榫头部分的耐磨能力。具体的，所述转子叶片包括:叶身和榫头，所述榫头为金属材料，一端开槽，所述叶身的一端插入所述榫头的槽中，并固定连接所述榫头，所述榫头的另一端设置成能安装到发动机轮盘上的结构。优选的是，所述叶身和榫头通过铆钉连接。在上述方案中优选的是，所述叶身为复合材料，采用预浸料固化成型，并在所述叶身上其与榫头铆接的部位设有通孔。本技术的优点在于，复合材料叶身部分采用预浸料固化成型，原有的叶根部分不需要专门进行铺层设计，从而简化加工流程。金属榫头采用切削加工成型，加工速度快，成型精度高，且具有较高的抗磨损能力，能够有效延长叶片根部寿命。【附图说明】图1是按照本技术转子叶片的一优选实施例的结构示意图。其中，1-叶身；2-榫头；3-铆钉。【具体实施方式】为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。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范围的限制。图1给出了本技术转子叶片的具体结构，主要包括叶身I以及榫头3两部分，榫头3的一端开槽，槽大小与叶身I的一端相匹配，使叶身I的一端恰好能伸入上述槽中，之后，将叶身I固定在所述槽中，固定方式多种多样，比如，通过铆钉、螺栓等连接方式，或者通过过盈配合、卡接等连接方式，在本实施例中，为了使叶片具有高强度、高可靠性，采用铆钉进行连接。为此，需要在榫头3及叶身I预加工时，留有是适当的连接孔，比如，在榫头加工时，在槽的两侧对应位置处开孔，便于铆接，同样，在叶身I加工时，在其伸入榫头3的槽中的一端，与槽孔对应的位置处开有通孔。铆钉2依次穿过榫头3的槽一端的孔、叶身I的通孔、榫头3的槽另一端的孔，将榫头3与叶身I固定连接。应当理解的是，所述叶身I采用传统的制造方法，选用复合材料，采用预浸料固化成型；而榫头3采用金属材料制成，通过切削加工方式成型，加工速度快，成型精度高，且具有较高的抗磨损能力，能够有效延长叶片根部寿命。本技术的复合材料制作的叶身I的根部能够插入金属材料制成的榫头3上端开口槽内，形状能够与榫头实现良好配合。在复合材料叶身相应位置加工开口孔，用铆钉2将复合材料叶身与金属榫头进行铆接，即可获得完整的叶片。另外需要说明的是，为将转子叶片安装到发动机轮盘上，所述榫头3的远离叶身的一端设置成能安装到发动机轮盘上的结构，其具体形状依据发动机轮盘形状进行设计，或者按照传统叶片根部进行设计，所述传统叶片的根部，即叶片与发动机轮盘连接处的一端。最后需要指出的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。【主权项】1.一种转子叶片，其特征在于:包含叶身(I)和榫头(3)，所述榫头(3)为金属材料，一端开槽，所述叶身(I)的一端插入所述榫头(3)的槽中，并固定连接所述榫头(3)，所述榫头(3)的另一端设置成能安装到发动机轮盘上的结构。2.如权利要求1所述的转子叶片，其特征在于:所述叶身(I)和榫头(3)通过铆钉(2)连接。3.如权利要求2所述的转子叶片，其特征在于:所述叶身(I)为复合材料，采用预浸料固化成型，并在所述叶身(I)上其与榫头(3)铆接的部位设有通孔。【专利摘要】本技术公开了一种转子叶片，属于发动机转子叶片设计领域。所述转子叶片包括叶身(1)和榫头(3)，所述榫头(3)为金属材料，一端开槽，所述叶身(1)的一端插入所述榫头(3)的槽中，并固定连接所述榫头(3)，所述榫头(3)的另一端设置成能安装到发动机轮盘上的结构。本技术将叶片榫头部分设计为金属结构，叶身部分仍为复合材料，联接后构成完整的叶片。采用这种设计能够简化复合材料部分的设计难度，同时增强榫头部分的可靠性，提高榫头部分的耐磨能力。【IPC分类】F01D5/12, F01D5/30【公开号】CN204941609【申请号】CN201520719067【专利技术人】马晓健, 印雪梅, 高兴, 吴哲, 黄昊 【申请人】中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所【公开日】2016年1月6日【申请日】2015年9月16日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转子叶片，其特征在于：包含叶身(1)和榫头(3)，所述榫头(3)为金属材料，一端开槽，所述叶身(1)的一端插入所述榫头(3)的槽中，并固定连接所述榫头(3)，所述榫头(3)的另一端设置成能安装到发动机轮盘上的结构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马晓健，印雪梅，高兴，吴哲，黄昊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁;21