用于空气涡轮起动机的涡轮转子及空气涡轮起动机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于空气涡轮起动机的涡轮转子及空气涡轮起动机，包括涡轮轴(1)、轮盘基体(2)、轮缘(3)、叶片(4)，其中涡轮转子的轮缘(3)设于轮盘基体(2)的外边缘，涡轮转子的叶片(4)沿轮盘基体(2)的周向等间距分布在轮缘(3)上，涡轮转子为盘片轴一体式结构。本实用新型专利技术涉及的涡轮盘可使盘芯高应力区的碎片质量尽可能少，且有效减少涡轮盘破裂产生剧烈能量波及飞机安全，从而提高飞机的安全性。本实用新型专利技术的涡轮效率可比现有的涡轮转子增加5％。

Turbine rotor and air turbine starter for an air turbine starter

The utility model relates to an air turbine starter turbine rotor and air turbine starter, including turbine shaft (1), (2), the matrix wheel rim (3), (4), wherein the blades of the turbine rotor rim (3) is arranged on the disk substrate (2) of the outer edge of the turbine rotor blade (4) along the disk matrix (2) circumferential spacing in the flange (3), turbine rotor disc shaft integrated structure. The turbine disc of the utility model can make the quality of the fragments in the high stress region of the disk core as little as possible, and effectively reduce the rupture of the turbine disk, generate severe energy and affect the safety of the aircraft, thereby improving the safety of the aircraft. The turbine efficiency of the utility model can be increased by 5% compared with the existing turbine rotor.

【技术实现步骤摘要】
用于空气涡轮起动机的涡轮转子及空气涡轮起动机
本技术涉及一种用于空气涡轮起动机的涡轮转子。此外，本技术还涉及一种包括上述用于空气涡轮起动机的涡轮转子的空气涡轮起动机。
技术介绍
空气涡轮起动机(ATS)是飞机发动机启动系统的关键部件，其功用是将来自地面气源车、辅助动力装置(APU)或发动机交叉引气来的压缩空气驱动ATS的涡轮高速旋转做功，且涡轮处在高转速、低扭矩工作状态，通过ATS的减速机构转变成输出轴处的低转速、大扭矩的工作状态，并带转发动机高压转子在规定时间内将高压转子加速到规定转速，从而完成起动主发动机的任务。空气涡轮起动机是具有高能转子的部件，其转子转速高达50000r/min-120000r/min。此类转子一旦破裂，高速高能的危险碎片若穿透ATS包容结构飞出，会击伤飞机的机舱、油箱、液压管路和电器控制线路等，导致机舱失压、油箱泄漏起火、飞机操控失灵等二次破坏，严重危及飞行安全。为保证产品安全，尤其是满足飞机的适航性要求，本技术的涡轮盘可使盘芯高应力区的碎片质量尽可能少，且有效减少涡轮盘破裂产生剧烈能量波及飞机安全，从而提高飞机的安全性。更重要的是，现有的起动机涡轮效率较低，一般不超过0.82。
技术实现思路
本专利技术的目的：本技术的目的在于提供一种用于空气涡轮起动机的涡轮转子机空气涡轮起动机，以解决涡轮转子形成大质量的破裂碎片而造成灾难性的破坏，同时还提高了涡轮转子的气动效率，有效减轻了转子的重量。本专利技术的技术方案：用于空气涡轮起动机的涡轮转子，包括涡轮轴、轮盘基体、轮缘和叶片，并且为盘片轴一体式结构。轮缘设于轮盘基体的外边缘，叶片沿轮缘周向等间距分布在轮缘上，轮盘基体两端面在靠近轮缘部位上设置圆弧状凹槽，轮盘基体为一非等厚对称圆盘，在轴与轮缘之间有一筒形环带，环带与轮盘基体设置圆弧过渡，环带可作为转子动平衡去除材料用，轮盘基体与轴结合处设置圆弧过渡。所述的轮盘基体两端面在靠近轮缘部位上设置圆弧状凹槽(5)，轮盘基体(2)为一非等厚对称圆盘，且与涡轮轴(1)处设置圆弧过渡(8)。所述的涡轮轴(1)与轮缘(3)之间有一筒形环带(6)，环带与轮盘基体设置圆弧过渡(7)，环带用于动平衡去除材料。涡轮转子的平衡精度等级达到G2.5。所述的叶片(4)的数量为27片，叶片各截面进出口角按气流的压力分布进行扭曲，从叶根到叶尖的进口角为47°～104°，从叶根到叶尖的出口角为37.2°～27.4°。根据本技术的另一方面，还提供了一种空气涡轮起动机，其包括上述用于空气涡轮起动机的涡轮转子。本专利技术的有益效果：本技术涡轮盘，通过在非等厚对称轮盘基体与轮缘交接的部分设置过度圆弧，形成“束腰”型的结构。该结构在轮盘基体发生破裂前，使设置圆弧过度的方向的断面(即“束腰”型的结构)破裂，发生断裂后，轮缘和叶片整圈脱离轮盘基体，脱离后的轮缘和叶片与空气涡轮起动机其它零组件发生碰撞，使得涡轮转子失去做功的能力，从而降低涡轮转子的转速，避免了轮盘基体高速运转过程中继续破裂的发生，从而阻止了轮盘破裂产生剧烈能量而危机飞机安全。本技术的涡轮效率可比现有的涡轮转子增加5％。附图说明：图1涡轮转子示图示意图其中，1、涡轮轴轮；2、盘基体；3、轮缘；4、叶片；5、凹槽；6、筒形环带；7、圆弧过渡；8、圆弧过渡。具体实施方式下面通过具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明，但是本技术可以由所限定和覆盖的多种不同方式实施。图1是本技术优选实施的用于空气涡轮起动机的涡轮转子结构示意图，如图1所示，本实例的用于空气涡轮起动机的涡轮转子，包括包括涡轮轴、轮盘基体、轮缘、叶片，并且为盘片轴一体式结构。轮缘设于轮盘基体的外边缘，叶片沿轮缘周向等间距分布在轮缘上，轮盘基体两端面在靠近轮缘部位上设置圆弧状凹槽，轮盘基体为一非等厚对称圆盘，在轴与轮缘之间有一筒形环带，环带与轮盘基体设置圆弧过渡，环带可作为转子动平衡去除材料用，轮盘基体与轴结合处设置圆弧过渡。按此结构设计的涡轮盘可使盘芯高应力区的碎片质量尽可能少，且有效减少涡轮盘破裂产生剧烈能量波及飞机安全，从而提高飞机的安全性。本技术的涡轮效率可比现有的涡轮转子增加5％。所述的轮盘基体两端面在靠近轮缘部位上设置圆弧状凹槽5，轮盘基体2为一非等厚对称圆盘，且与涡轮轴1处设置圆弧过渡8。所述的涡轮轴1与轮缘3之间有一筒形环带6，环带与轮盘基体设置圆弧过渡7，环带用于动平衡去除材料。涡轮转子的平衡精度等级可达到G2.5。所述的叶片4的数量为27片，叶片各截面进出口角按气流的压力分布进行扭曲，从叶根到叶尖的进口角为47°～104°，从叶根到叶尖的出口角为37.2°～27.4°。所属的涡轮盘通过在非等厚对称轮盘基体与轮缘交接的部分设置过度圆弧，形成“束腰”型的结构。该结构在轮盘基体发生破裂前，使设置圆弧过度的方向的断面(即“束腰”型的结构)破裂，发生断裂后，轮缘和叶片整圈脱离轮盘基体，脱离后的轮缘和叶片与空气涡轮起动机其它零组件发生碰撞，使得涡轮转子失去做功的能力，从而降低涡轮转子的转速，避免了轮盘基体高速运转过程中继续破裂的发生，从而阻止了轮盘破裂产生剧烈能量而危机飞机安全。所述的涡轮效率可比现有的涡轮转子增加5％。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于空气涡轮起动机的涡轮转子，包括涡轮轴(1)、轮盘基体(2)、轮缘(3)、叶片(4)，其中涡轮转子的轮缘(3)设于轮盘基体(2)的外边缘，涡轮转子的叶片(4)沿轮盘基体(2)的周向等间距分布在轮缘(3)上，其特征在于：涡轮转子为盘片轴一体式结构。

【技术特征摘要】
1.一种用于空气涡轮起动机的涡轮转子，包括涡轮轴(1)、轮盘基体(2)、轮缘(3)、叶片(4)，其中涡轮转子的轮缘(3)设于轮盘基体(2)的外边缘，涡轮转子的叶片(4)沿轮盘基体(2)的周向等间距分布在轮缘(3)上，其特征在于：涡轮转子为盘片轴一体式结构。2.根据权利要求1所述的一种用于空气涡轮起动机的涡轮转子,其特征在于：轮盘基体两端面在靠近轮缘部位上设置圆弧状凹槽(5)，轮盘基体(2)为一非等厚对称圆盘，且与涡轮轴(1)处设置圆弧过渡(8)。3.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈利强，刘一鸣，闫欢松，杨雯雯，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心，
类型：新型
国别省市：江苏,32