[实用新型]叶片阻尼器、涡轮及航空发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及涡轮叶片减振技术领域，尤其涉及一种叶片阻尼器、涡轮及航空发动机。

背景技术

航空发动机和燃气轮机等机器所使用的轴流式涡轮转子叶片在工作过程中，由于叶片表面的气动压力随时间的波动，会激起对叶片的振动，如果不采用有效的措施来降低振动水平，则会降低转子叶片的工作寿命，甚至会因叶片振动的应力过大而导致叶片断裂，对发动机造成损伤。

为解决上述问题，现有技术中普遍采用的方法是在叶片中加入阻尼装置，通过阻尼装置消耗振动能量，降低叶片振动水平。目前，比较常用的阻尼装置为缘板阻尼器。

一般地，缘板阻尼器设置为具有一定的质量，转子在旋转过程中产生的阻尼器受离心力影响，压紧在两个相邻叶片缘板之间。当叶片发生振动时，叶片缘板与阻尼器之间因离心力而存在摩擦力，叶片缘板与阻尼器之间的相对滑动将因摩擦力而消耗振动能量，从而降低叶片振动量。叶片缘板与阻尼器之间的相对滑动消耗的能量越大，叶片减振效果越好。

对于缘板阻尼器来说，叶片缘板与阻尼器之间的相对滑动所消耗的能量与摩擦力的大小直接相关，而摩擦力的大小又受阻尼器离心力及阻尼器与叶片缘板之间的摩擦系数的影响，其中离心力由阻尼器质量、质心和发动机转速决定，阻尼器与缘板之间的摩擦系数则由材料和表面状况决定。

缘板阻尼器存在以下几个问题：

1、虽然阻尼器的质量增加会增大叶片系统的离心力，阻尼器摩擦力也随离心力的增大而增大，但是，缘板阻尼器结构因其叶片缘板与榫头之间的空间限制，难以设置较大质量；

2、叶片的振动应力并非与转速正相关，在叶片多个共振转速范围内，缘板阻尼器难以全部提供合适的摩擦力以降低叶片振动；

3、依靠离心力作用的缘板阻尼器，因相邻叶片缘板之间的间隙较小，在工作过程中阻尼器的重心会偏向某一个叶片缘板，从而使阻尼器在离心力作用下全部压紧在这个叶片上，进而导致阻尼器与另一个相邻叶片缘板不接触，不具有减振的作用；

4、叶片缘板的温度较高，但因阻尼器的阻挡，难以较好地对缘板进行冷却。

需要说明的是，公开于本实用新型背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出一种叶片阻尼器、涡轮及航空发动机，以解决现有技术中的阻尼器难以对涡轮叶片进行冷却的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种叶片阻尼器，设置在两个相邻涡轮叶片之间，并通过该阻尼器与所述涡轮叶片之间的摩擦力来实现减振的目的，该阻尼器的外表面设有凸起，所述凸起的顶部与待接触面相互接触，以使所述待接触面和所述阻尼器的外表面之间形成间隙，所述阻尼器的外表面设有冷却孔，通过所述冷却孔能够向所述间隙内输送冷却气流。

进一步地，所述冷却气流在所述间隙内的冲击距离与所述冷却孔的半径之比为2～5。

进一步地，所述冷却孔设置在所述阻尼器的外表面的未设置所述凸起的位置。

进一步地，所述阻尼器至少部分地具有弹性，以通过弹性力保持所述阻尼器与所述待接触面之间的紧密接触。

进一步地，所述阻尼器为空心结构，并且所述阻尼器设有开口，以使所述阻尼器在受到挤压时能够发生弹性变形。

进一步地，所述阻尼器的壁厚小于1mm。

进一步地，所述阻尼器采用镍基高温合金材料或陶瓷基复合材料制成。

进一步地，所述凸起包括多个，多个所述凸起间断布置或者连续布置。

进一步地，所述凸起包括多个，多个所述凸起连续布置，并形成至少一个长条形的凸块。

进一步地，所述凸起为实心结构或空心结构。

进一步地，所述阻尼器采用板件折弯而成，所述凸起由所述阻尼器的板体向外拱起而形成。

进一步地，所述凸起与所述待接触面之间的接触为面接触。

进一步地，所述阻尼器的外表面涂设有耐磨涂层。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种涡轮，包括涡轮叶片和上述的叶片阻尼器。

进一步地，所述涡轮叶片包括叶片本体、榫头以及连接在所述叶片本体和所述榫头之间的伸根，所述阻尼器设置在两个相邻所述涡轮叶片的相邻所述伸根之间。

进一步地，所述阻尼器的与所述伸根相互接触的部分具有弹性。

进一步地，所述涡轮叶片还包括位于所述叶片本体和所述伸根之间的缘板，所述伸根的侧面设有托板，所述阻尼器安装在所述缘板的下方且位于所述托板的上方。