[发明专利]一种枞树型盘榫连接装置

说明书

本发明涉及一种枞树型盘榫连接装置，包括配合连接的榫头和榫槽，所述榫头包括结构均为对称设置的第一隼齿和第二隼齿，所述第一隼齿和所述第二隼齿设有的所述齿面和所述下平面的齿宽均分别相等，所述齿面的压力角相同，所述第二隼齿的齿端面为平面，所述榫槽包括与所述榫头对应设置的第一隼槽和第二隼槽，所述第一隼槽和所述第二隼槽均设有与所述齿面相贴合的平面槽面，及分别与所述槽面相切连接的大圆弧，槽底为平面。采用该装置，大大改善了叶片榫头与轮盘榫槽连接部位应力集中的问题，使榫头与榫槽之间的冷却风通道加大，大大降低了连接部位的温度，工作可靠性好，满足了航空发动机对涡轮转子的高质量要求。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种枞树型盘榫连接装置。

背景技术

航空发动机涡轮转子通常采用枞树型盘榫连接装置实现涡轮盘和叶片的装配，榫头与榫槽之间通过若干接触面来传递力，连接部位工作温度较高，能达到900K甚至更高，高速转动的叶片产生的离心力使得叶片榫头与轮盘榫槽连接部位产生较高的应力。目前，现有技术中此结构具有结构设计空间狭小、结构形式复杂、应力集中明显、工作温度高等特点，因此，枞树型盘榫连接结构设计一向是涡轮部件的设计难点，然而随着航空发动机对性能更高的要求，涡轮部件的工作环境越发苛刻，现有的枞树型盘榫连接结构不能满足航空发动机对涡轮转子的高质量要求，工作可靠性差。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种枞树型盘榫连接装置，该装置通过对枞树型榫头和配合连接的榫槽的结构参数的合理设计，使得结构形式简单，榫头与榫槽之间的冷却风通道加大，大大减小了榫头的热应力，提高了叶片榫头和轮盘榫槽结构的蠕变寿命，工作可靠性好，满足了航空发动机对涡轮转子的高质量要求。

本发明提供的具体技术方案如下：

一种枞树型盘榫连接装置，包括配合连接的榫头和榫槽，所述榫头包括：结构均为对称设置、且由半径不小于0.8mm的圆弧段相连的第一隼齿和第二隼齿，所述第一隼齿和所述第二隼齿均设有平面结构的齿面和下平面，所述齿面和所述下平面的齿宽均分别相等，所述齿面的压力角相同，所述第二隼齿的齿端面为平面，各连接面及所述榫头与叶片间均由圆弧光滑过渡；

所述榫槽包括：

与所述榫头对应设置、且由半径不小于1.3mm的圆弧段相连的第一隼槽和第二隼槽，所述第一隼槽和所述第二隼槽均设有与所述齿面相贴合的平面槽面，及分别与所述槽面相切连接的大圆弧，所述第二隼槽的大圆弧与槽底的平面相切连接。

优选地，所述第一隼齿和所述第二隼齿的齿面压力角均为49°。

优选地，所述第一隼齿和所述第二隼齿的齿面齿宽均为2mm，所述第一隼齿和所述第二隼齿的下平面齿宽均为0.9mm，所述齿面与所述下平面均由圆弧圆滑连接。

优选地，所述第一隼齿与所述叶片圆滑连接的圆弧半径为1mm。

优选地，所述第一隼槽的大圆弧半径为1.4mm，所述第二隼槽的大圆弧半径为1.1mm。

优选地，所述第一隼齿的齿形角为119°，所述第二隼齿的齿形角为94°。

优选地，所述第二隼齿的下平面通过圆弧与所述齿端面圆滑连接。

优选地，所述第一隼齿与所述第一隼槽形成对称设置的第一腔室，所述第二隼齿与所述第二隼槽形成第二腔室，所述第二腔室包含所述槽底平面与所述齿端面平面之间的间隙。

需要说明的是，通过所述第一隼齿与所述第一隼槽、所述第二隼齿与所述第二隼槽均设有匹配的平面结构的齿面，使得隼齿与隼槽通过上、下两贴合平面紧密贴合在一起，结构简单，贴合牢固，大大改善了通过多个接触面传递力带来的应力集中的问题。