[发明专利]一种高压涡轮导向叶片柔性连接结构

说明书

本申请设计航空发动机领域，具体涉及一种高压涡轮导向叶片柔性连接结构，包括导向叶片、后封严环，所述导向叶片对应后封严环的位置设置安装边板，所述安装边板上开设有销钉孔，所述后封严环对应销钉孔的位置处开设有安装孔，所述销钉孔与安装孔内设置有球形销，所述球形销对应销钉孔的位置处设有外凸的球形面，所述球形面与销钉孔滚动配合。具有提高叶片摆动时与销钉之间的应力集中、提高系统稳定性的技术效果。

技术领域

本申请属于航空发动机领域，特别涉及一种高压涡轮导向叶片柔性连接结构。

背景技术

如图1、2所示，目前，航空发动机和燃气轮机采用刚性连接结构将高压涡轮导向叶片1和内支撑结构连接在一起。通过导向叶片1缘板安装边板3与后封严环2之间的销钉限制叶片的周向移动。通过封严保持环7和W环8限制涡轮叶片在发动机轴向上的运动。销钉通过与导叶销钉孔6的刚性接触限制导向叶片1的摆动。在发动机运行时，作用于叶片上的气动力形成摆动力矩，在销钉的支反力矩作用下实现力的平衡。

现有连接结构的销钉孔6为间隙配合，当叶片摆动时，叶片与销钉的接触从面面接触突变为点面接触，造成结构的应力集中，降低了叶片和连接结构的可靠性。航空发动机机动载荷较高，当处于加减速等过渡状态时，导向叶片1的冲击力和冲击力矩通过销钉传至后封严环2，容易对叶片安装边板3、销钉和后封严环2造成冲击和损伤。因此如何减少叶片摆动时与销钉之间的应力集中是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种高压涡轮导向叶片柔性连接结构，以解决现有技术中叶片摆动时与销钉之间容易造成应力集中的问题。

本申请的技术方案是：一种高压涡轮导向叶片柔性连接结构，包括导向叶片、后封严环，所述导向叶片对应后封严环的位置设置安装边板，所述安装边板上开设有销钉孔，所述后封严环对应销钉孔的位置处开设有安装孔，所述销钉孔与安装孔内设置有球形销，所述球形销对应销钉孔的位置处设有外凸的球形面，所述球形面与销钉孔滚动配合。

优选地，所述球形销包括圆柱部和球形部，所述圆柱部与安装孔过盈配合，所述球形部与销钉孔间隙配合。

优选地，所述球形面的球面半径能够大于、等于或小于球面最外缘至球形销轴线的最短距离。

优选地，当球形面的球面半径小于或等于球面最外缘至球形销轴线的最短距离，所述球形销的中部开设有与球形面的一端接触的环形内凹槽，所述环形内凹槽为弧形面。

优选地，所述球形销的球面半径为R，销钉孔内径为D，球形销最大直径为d，当导向叶片摆动时，球形销球面半径应满足公式

Δ＝D-[2(1-cosθ)R+dcosθ]

其中Δ为安装孔与球形销之间的间隙，θ为导向叶片的摆动角度。

优选地，所述销钉孔的内表面为内凹设置的微弧面。

优选地，还包括设于导向叶片远离球形销一侧的封严保持环和W环，所述W环设于封严保持环和导向叶片之间，所述W环的一端与导向叶片的侧壁相贴，另一端与封严保持环的侧壁相贴。

优选地，所述销钉孔的两端开设有用于防止磨损的倒角。

一种高压涡轮导向叶片，包括叶片叶身、叶片上缘板、叶片下缘板，所述叶片下缘板上连接有如权利要求1-8任一所述的柔性连接结构。

本申请的种高压涡轮导向叶片柔性连接结构，通过将销钉一端设置为圆柱部，另一端设置为与销钉孔配合的球形部，在导向叶片摆动过程中，导向叶片的销钉孔与球形面相切配合，并且球形面的受力方向始终朝向圆心位置，减少了应力集中，提高了系统的稳定性。

优选地，销钉孔的内表面可为内凹设置的微弧面，以提高与球形面的接触面积，提高稳定性。

附图说明