[实用新型]透平机械转子及其榫头元件

说明书

提供一种榫头元件及其透平机械转子及其榫头元件，该榫头元件具有非对称燕尾榫头，可使得叶片工作过程中改善承压面上的受力情况。第一参考面是该非对称燕尾榫头的纵向的中间面，第二参考面是非对称燕尾榫头的横向的中间面且与第一参考面彼此垂直，第一参考线是位于第一参考面内与第一接触面、第二接触面相交的水平线，第二参考线是第一参考面与第二参考面相交确定的竖直线，导引线是通过第一参考线和第二参考线交点的线，第一接触面和第二接触面沿导引线确定的方向延伸，第一、第二接触面相对于第一、第二参考面构造成不对称，第一、第二接触面两端的棱边分别为由高到低逐渐内收的第一、第二转接圆弧形。

技术领域

本实用新型涉及透平机械转子及其榫头元件，尤其涉及涡扇发动机的叶片的非对称燕尾榫头。

背景技术

叶片是涡扇发动机的一类必不可少的构件。航空发动机上的风扇、增压级、压气机转子叶片通常由气动确定外形的叶身、形成流道的缘板及缘板下方的榫头组成。转子叶片通过榫头与轮盘或鼓筒上的榫槽相配连接，工作时叶片的载荷通过榫头传递至轮盘或鼓筒。

榫头作为连接转子叶片与轮盘或鼓筒的结构，在航空发动机正常工作过程中发挥关键作用。转子叶片最常用的即燕尾形榫头，有沿某一方向设计成直的(直榫或斜榫)、或沿某一坐标轴回转形成圆弧状的(周向圆弧形榫、径向圆弧形榫)等结构形式。

直榫导引线为直线，并与榫头横截面垂直。斜榫导引线亦为直线，但与榫头横截面成一定夹角(不垂直)。周向圆弧形榫导引线为圆弧，圆弧形导引线的旋转轴为发动机旋转轴。径向圆弧形榫导引线也是圆弧或近似圆弧，其导引线与发动机旋转轴垂直，近似沿着叶片叶身的生长方向。

传统三种燕尾榫头两侧面相对榫头中心线所在的面均为对称结构，由于榫头的两侧面也就是榫头与榫槽接触的承压面对称，在安装转子叶片时容易出现错装。此外，转子叶片在复杂工况下，对称的承压面上容易出现局部应力过大的情况。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种榫头元件，其具有非对称燕尾榫头，其可使得叶片工作过程中改善承压面上的受力情况。

本实用新型的另目的在于提供一种透平机械转子，其具有所述榫头元件。

第一方案是提供一种透平机械转子的榫头元件包括非对称燕尾榫头，在该非对称燕尾榫头的横向两侧分别具有用于与榫槽相配合的第一接触面、第二接触面，第一参考面是该非对称燕尾榫头的纵向的中间面，第二参考面是非对称燕尾榫头的横向的中间面且与第一参考面彼此垂直，第一参考线是位于第一参考面内与所述第一接触面、所述第二接触面相交的水平线，第二参考线是第一参考面与第二参考面相交确定的竖直线，导引线是通过第一参考线和第二参考线交点的线，第一接触面和第二接触面沿所述导引线确定的方向延伸，其特征在于，第一接触面和第二接触面相对于第一参考面或/和第二参考面构造成不对称，第一接触面两端的棱边分别为由高到低逐渐内收的第一转接圆弧形，第二接触面两端的棱边为由高到低逐渐内收的第二转接圆弧形。

在所述榫头元件的一个或多个实施方式中，所述第一接触面和所述第二接触面的面积构造成不相等。

在所述榫头元件的一个或多个实施方式中，所述第一接触面和所述第二接触面与所述第一参考面及与其平行的面相交的线长度相等。

在所述榫头元件的一个或多个实施方式中，所述导引线沿所述第一参考线在所述第一接触面上的投影与在所述第二接触面上的投影长度不相同。

在所述榫头元件的一个或多个实施方式中，所述导引线沿平行于所述第一参考线方向的投影至所述第一接触面或所述第二接触面上的投影线长度，对于直榫或斜榫而言小于相配轮盘或鼓筒上榫槽的长度，对于周向圆弧形榫而言小于360°除以叶片的数量所对应的弧长。