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送礼是送现金好还是送卡好·工作叶片在榫槽中的锁定和大斜度底座叶片的固定|陈光谈航发215
浏览次数:4523发布时间:2020-01-10 16:16:03

送礼是送现金好还是送卡好·工作叶片在榫槽中的锁定和大斜度底座叶片的固定|陈光谈航发215

送礼是送现金好还是送卡好,2.3 工作叶片在榫槽中的锁定

工作叶片装在轮盘的榫槽(包括轴向与环形榫槽)中时,必须采用锁紧装置将叶片牢牢固定,防止叶片由榫槽中窜出。国内外发动机在研制与使用中,曾出现过叶片锁紧装置损坏,叶片甩离轮盘击穿机匣,打坏其他机上设备造成严重甚至灾难性故障的事例(例如前文中所述的

b 1轰炸机停飞事件)说明,应确保叶片锁紧装置有一定的强度,确保工作可靠。

2.3.1 叶片在轴向榫槽中的槽向固定

36示出了常用的一些叶片在榫槽中的槽向固定方法。图36(a)所示的结构曾用于较老的发动机中,在叶根前端向下作有小凸台,防止叶片后窜,叶根靠后缘处开有一“t”形槽,槽中装有“t”形锁片,当带锁片的叶片装入榫槽后,将外伸的锁片向下弯曲紧贴轮盘后端面上,防止叶片向前窜,在这种结构中,叶片底部带凸台,对叶片的加工不便。

图36、几种叶片在轮盘榫槽中的槽向固定的结构图

图36(b)所示结构用于叶片槽向分力较大的压气机中,用销钉承受大的向后的槽向力,槽底前端开“t”形槽,装一“t”形锁片,叶片装入后,将锁片向上弯曲抵紧叶根前端面,防止叶片向前窜。

图36(c)与图36(d)所示的结构基本相同,它是在槽底开有十字形槽,槽中装入十字形锁片,当叶片装入榫槽后,将锁片前后端均向上弯曲,紧贴叶根前后端面。

图36(g)所示的结构是在叶根底部开有纵向槽,锁片做成“i”字形装入槽中,锁片的端头做得比叶根端面宽(如图27所示),当叶片装入榫槽时,将未弯曲的端部向上弯曲(一端在未装前先向上弯好),紧贴叶根前端面与轮盘外缘前端面。这种结构,在 ge公司的发动机中采用较多。图36(f)所示的结构较为特殊,叶根后缘如图36(a)所示一样做有向下的凸起,叶片装入轮盘后,有一段叶根伸出轮盘。

在伸出的叶根从底部向两侧各钻有一斜孔,将事先弯曲成 v形的钢丝插入两孔中,即可防止叶片向后窜。由于v形钢丝是从下向上插入叶根的,工作时在离心力作用下始终压向叶根,因而不会脱落。这种结构在普惠公司的发动机中采用过。

图36(e)所示的是用一大的弹性卡环装在叶片、轮缘底部开的环形槽中,将全部叶片锁住的结构,轮盘轮缘后端伸出一小段,其厚度做成与叶根厚度一致,在其内径上开有环形槽,在叶根的后端底部也开一槽,当叶片装入轮盘的榫槽中后,叶片的槽与伸出的轮缘环形槽组成一整圆形槽,此时,将长方形剖面的弹性卡环装入槽中,即将所有叶片固定住。

这种锁紧方式在苏式发动机中应用较广,罗·罗公司在为 b787研制的遄达1000发动机中,中亚压气机2~6级采用了这种结构,这是西方国家研制的发动机首次采用这种结构。

图37、f101锁紧卡环的结构图

b-1 轰炸机用的 f101 发动机风扇叶片就采用了类似图36(e)所示的锁紧卡环,但其结构与图36(e)所示的稍有不同,如图37所示。其卡环是用1.60 mm厚的不锈钢条带做2圈类似压紧的弹簧的结构 ( 这种结构在ge公司发动机螺帽锁紧装置中用得较多)。

在出现卡环损坏叶片甩出的事件后,将此卡环改成厚3.68mm的长方形剖面的卡环,其材料也改用镍基合金做。 据称,卡环厚度加大后,使它的强度提高了2.5倍,改用镍基合金后,使疲劳强度与耐磨蚀性能得到提高。

图38、rb199中压压气机结构图

在有的压气机中,采用锁板将叶片固定于轮盘的榫槽中,这种结构在涡轮中应用得较为普遍。rb199的中压压气机3 级叶片中第1,3级叶片采用了锁板结构如图38所示。其第2级叶片靠1~2级间与2~3级间隔环锁定叶片,锁板的具体结构如图29所示,在叶片底座前端(或后端)下面开有环槽,在轮盘前端面上燕尾形槽底的下部向前伸出一环形凸环,在盘前端面处形成了一环形凹槽。在叶片的环槽与轮盘前端面环槽中嵌入一片片的锁板即将叶片锁定在轮盘的榫槽中不能向前、向后窜动。

安装锁板时,先将2、3片叶片不装进轮盘榫槽中,空出一缺口,将锁板(一般1块锁板的宽度有2~3片叶片的宽度)由此缺口插到叶片与轮盘的环槽中,然后沿环槽往里面推移,再装第2块锁板……最后,再一片一片地装入尚未装入轮盘的叶片,将事先已将锁板一端稍作弯曲过的窄形锁板(1个叶片1个锁板)插入轮盘的环槽中,轻轻敲打弯曲部分,使其伸入到叶片的环槽中,这时锁板即全部装到轮盘与叶片间,将所有叶片锁定。

分解时,用工具将单个锁板先撬开,使它先由叶片槽中开脱出来。这样,可先使3个叶片由榫槽中拉出,然后将锁板一个个地由此缺口拔出。

2.3.2 大斜度底座叶片的固定

在级增压比比较大的叶片中,例如高涵道比涡扇发动机中风扇叶片一般级压比为1.5~1.7,气流在工作叶片中压缩较大,因而在叶根处气流通道均做成大斜度的底座,如图39与图40所示。

在苏制的一些发动机中,将叶根也做成斜的,因而轮盘轮缘也需做成前小后大的锥形,装叶片的榫槽沿锥面也开成斜的。在这种结构中,因为叶根结构简单,因而叶片的重量较小;但是,工作中叶片的离心力将分成两个分力,一个是垂直于轮缘锥面的,一个是沿槽向的。

图39、用2个销钉锁紧叶片的结构

由于底座斜度大,槽向分力将会很大,这时,用普通锁片是绝对不够的,因而需采用大的销钉来承受大的槽向力。图39所示的是 wp7发动机低压压气机第1级工作叶片的锁紧方式,由于槽向力较大,采用了2个大销钉来固定叶片,即在叶根底部前后各钻了1个孔,在轮盘榫槽底部前后也各钻有1个孔,当叶片装入榫槽后,从轮缘下部开孔处打入两个销钉将叶片锁定。

当叶片比较长时,这种锁定方式是绝对不行的。 例如:rb211 22b高涵道比涡扇发动机,在高涵道比涡扇发动机中推力属于中等偏高的发动机,其每个叶片工作时的离心力已达55000kg,如采用如图39所示结构,作用叶片上的槽向分力将达27500kg,显然用销钉是承受不了的。

因而欧美研制的发动机,一般均不用如图39所示的结构,其典型做法是,轮盘外缘不做成锥形而做成普通轮盘一样,榫槽与轮盘中心是平行的;在叶片的底部做一个沿气流通道相符合的底座(或称平台),底座之下通过中间段(或称中间根或延长根)与榫头相连,如图27、图28与图40中所示的叶片。

图40、带中间根的叶片与轮盘连接结构

此种结构中,由于榫槽与发动机中心线平行,因此,不论叶片底座的斜度有多大,均没有离心力在槽向产生的分力,这时叶片上只承受气动力引起的向前的轴向力,这个气动负荷是较小的。

图40所示的叶片,底座做得较宽,各个叶片的底座相互抵住组成一环;而图41所示的叶片,将底座做得较窄,它只将叶根型面包住,以利于叶片的加工。这样,在各叶片的底座间出现空当,为此,在叶片间装有单独作的平台,以填补空当。图41中小框图所示即为叶片与平台的关系。

图41、两叶片底座间夹持组成气流通道的平台

叶片带底座后对叶片的加工带来不便,特别对宽弦叶片更是如此。为此,有的发动机的宽弦风扇叶片(例如 rb211535e4,ge90)先做成不带底座的叶片,然后,在两叶片间装上叶间平台以形成气流通道。

图42所示为 rb211535e4风扇叶片与轮盘图,由图42可以看出,此时,中间平台即叶片间垫块的两侧面需做成与叶片叶身型面相符合的型面。

图42、 rb211 535e4风扇叶片间的垫块

图43所示为 ge90风扇叶片与中间平台的横剖面图。ge90的风扇叶片是用复合材料制的,中间平台则采用阳极化的 al7075的铝合金做成。在进行投入3.6kg(81b)大鸟试验时,曾出现叶片撞向侧边被铝合金平台端面所切断。为此,在平台两侧面改用了复合材料。中间平台与轮盘的固定方式如图44所示。

图43、ge90风扇叶片与中间平台

图44(a)所示结构与图41所示的类似,即在轮盘盘缘作有前后两环形钩槽,中间平台用下伸的钩插入钩槽中。图44(b)为轮盘上做有两环形凸环并开有轴向孔(每个中间平台处有1孔),中间平台用下伸的两凸起插入轮盘的凸环中,插入长销钉将其固定。图44(c)则是将中间平台下伸的凸耳插在轮缘上的凸起中并用销钉固定。