[发明专利]增材制造的含镂空肋片的发动机涡轮中间支承装置

说明书

一种增材制造的含镂空肋片的发动机涡轮中间支承装置，包括依次连接的外环、支承板部件、内环，所述支承板部件包括含有腔室的叶片，所述叶片的叶根前缘处的叶面壁延伸至所述内环形成肋片，所述肋片为镂空结构，使得肋片在满足强度要求的前提下减轻重量。所述叶片分别由叶根前缘处的压力面壁及吸力面壁延伸至所述内环形成肋片组，所述肋片组围合形成的空腔与所述叶片的腔室相连通，肋片组的设置加大了中间支承装置的受力面积，减小了热应力，同时，由于所述肋片为镂空结构，使得肋片在满足强度要求的前提下减轻重量，大大提高了中间支承装置乃至整个航空发动机涡轮的使用寿命，有效地降低了使用成本。

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，特别涉及一种增材制造的含镂空肋片的发动机涡轮中间支承装置。

背景技术

现有的航空发动机涡轮中间支承为铸造的挂钩式低压涡轮中间支承，在工作状态下，为使涡轮效率提高，涡轮前的燃气温度应尽量提高，最高燃气温度超过该中间支承材料的可承受能力，为满足滑油系统的最高滑油温度限制，要求相对很低的轴承座温度，从压气机引入的冷却气体通过管路与内部冷却通道对该中间支承进行冷却，因此，现有的航空发动机涡轮中间支承在温度梯度很大的条件下工作，通常能相差几百摄氏度，在不同的热变形作用下，中间支承的应力均已超过其许用应力，已不再满足结构强度的要求，降低了使用寿命，提高了使用成本。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种增材制造的含镂空肋片的发动机涡轮中间支承装置，通过涡轮中间支承的叶片壁在接近轴承座的方向延伸形成带有镂空结构的肋片装置，加大了中间支承装置的受力面积，减小了热应力，在增强涡轮中间支承装置的结构强度的基础上减小了重量，满足了使用要求。

本发明提供的具体技术方案如下：

一种增材制造的含镂空肋片的发动机涡轮中间支承装置，包括依次连接的外环、支承板部件、内环，所述支承板部件包括含有腔室的叶片，所述叶片的叶根前缘处的叶面壁延伸至所述内环形成肋片，所述肋片为镂空结构，使得肋片在满足强度要求的前提下减轻重量。

优选地，所述叶片包括含有大腔室的大叶片，所述大叶片：

由叶根前缘处的压力面壁延伸至所述内环形成第一肋片；

由吸力面壁延伸至所述内环形成第二肋片；

由所述第一肋片与所述第二肋片形成肋片组，所述肋片组围合形成的空腔与所述大腔室相连通。

优选地，所述第一肋片由所述压力面壁的全长,或1/2全长,或其他部分长度延伸形成；所述第二肋片由所述吸力面壁的全长,或1/2全长,或其他部分长度延伸形成。

优选地，所述肋片上设有的镂空结构由多个形状、尺寸相同或不同的镂空孔组合形成。

优选地，所述肋片的最小厚度及镂空孔的形状、位置、方向均依据受力分布状况而设置。

优选地，所述镂空孔各连接面均由圆角过渡连接。

优选地，所述支承板部件还设有小叶片，所述小叶片内设有小腔室。

优选地，所述支承板部件两端分别设有与所述外环相邻的外缘板、及与所述内环相邻的内缘板，所述外环与所述外缘板之间设有第一空腔，所述内环与所述内缘板之间设有第二空腔。

需要说明的是，本发明根据实际冷却需要，由所述叶片的叶根前缘处的叶面壁延伸至所述内环形成肋片面壁延伸形成的肋片为所述第一肋片，或所述第二肋片，或由所述第一肋片与所述第二肋片形成肋片组；所述小叶片处也可采用肋片结构减小其应力。

需要说明的是，所述肋片的镂空孔的数量、形状、尺寸和方向均根据应力分布优化后的情况确定，在满足强度要求的前提下减轻肋片的重量，一组镂空孔的形状与尺寸均相同，或一组镂空孔的形状与尺寸均不相同，或一组镂空孔的形状相同而尺寸不同。