航空发动机叶片Word文档格式.docx
《航空发动机叶片Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《航空发动机叶片Word文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
在叶根，由于圆周速度最小，造成专门大的负攻角，结果使叶型的叶盆产生严峻的气流分离。
因此，关于直叶片来讲。
除最近中径处的一部份还能工作之外，其余部份都会产生严峻的气流分离，也确实是说，用直叶片工作的压气机或涡轮，其效率极为低劣的，乃至会达到全然无法运转的境界。
发动机叶片数量统计如下（以WJ六、WS11为例）表：
1.WJ6
压气机叶片数量见表1表1
级
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Σ
工作叶片
25
31
35
45
53
51
61
458
整流叶片
34
40
44
62
74
82
620
59
71
79
107
115
127
125
143
1078
涡轮叶片数量见表2表2
106
86
274
导向叶片
46
50
54
150
152
136
424
发动机叶片总数
1078+424=1502
1502×
500=751000
2.WS11
压气机叶片总数见表3
表3
后
39
49
73
77
567
58
66
70
72
76
100
730
89
113
129
145
153
155
179
1297
风扇叶片数量见表4
表4
22
27
29
78
36
114
56
63
192
涡轮叶片数量见表5
表5
高压
低压1
低压2
90
110
94
294
83
213
141
193
173
507
叶片总数
1297+192+507=1996
按300台计
2000×
300=600000片
按500元/片计价
共计产值3亿元。
2.叶片的工作原理
1）压气机叶片
顾名思义,压气机是用来“压气”地,把入口大气压PH=1的压力压到出口处的所需要的压力.咱们以下图来分析其紧缩的原理：
图3基元级叶栅通道
气体在图2中的流道内由于其容积愈来愈小而将气体的压力“憋”得愈来愈高。
在图2中由于叶栅通道内的相对运动中截面积扩大，引发速度下降，ω1＞ω2，气流的动能减少，减少的动能大部份转化为气流的压力能，从而使气流的压力提高P1＞P2。
工作轮的任务不仅要提高压力，而且要不断给气流假设轮缘功Lu使气流不断的被紧缩。
压气机叶片中有工作叶片和整流叶片之分，工作叶片是随着转子旋转的，而整流叶片是静止不动，给工作叶片入口或出口紊乱的气流进行整理使气流有序的流动减少流动损失。
气流在整流叶片中一样是增压进程。
压气机的级数往往有很多级，这是因为它的级增压比不高，一样在1.2左右，要将气流压力提高到很高，那么需很多级来完成。
总压比与级压比的关系是πn*=πnIπKIIπKIII……πKn
压气机级数一样都是8级以上。
2）涡轮叶片
通过涡轮的流程通道和基元级叶片叶栅通道的结构型式来分析涡轮叶片的工作原理
从图3和图2可看出其气流进出口的状态正好相反。
气流流过图3的流道时由于面积愈来愈大而压力愈来愈低。
这是由于气流流过叶栅通道F1CA和F2PK膨胀进程中的压力下降专门快所需要的容积。
其原理为：
由于涡轮叶片入口面积FZ大于出口面积，一样工作叶片也是如此。
从燃烧室中流出的燃气速度不高，约100m/s，进入涡轮叶片后由于叶栅通道是收敛的，燃气在出口处（F1CA）膨胀，使气流的温度、压力大弧度下降，使出口速度C1（ω2）大弧度上升可过600m/s，接近音速，从而走到和完成热能、压力能转换为动能，又由动能转换为机械能。
涡轮总落压比与落压比的关系如下式：
π*T=πTⅠπTⅡ……πTn
涡轮级数比压气机少，有单级、双级，大发到6级
图6压气机叶片叶栅集合参数示意图
（1）.压气机叶片
i—进气攻角（β1K—β1）v—安装角
β1K—进气构造角t—栅距
β1—进气气流角Cmax—最大厚度
β2K—排气构造角Rq—前缘圆半径
β2—排气气流角Rn—后缘圆半径
δ—掉队角θ—叶片弯角
S—轴向宽度b/t—叶片稠度
b—弦长
在设计中需重点操纵的参数如下：
（a）.Cmax应操纵在叶尖为Cmax/b=0.04～0.06；
而叶根那么为：
Cmax/b=0.1～0.12。
（b）.i应操纵前几级0～-2°
，后几级为1～2°
。
（c）.Rq、Rn可按下曲线计算得出：
图7叶片前后圆半径的求法
方式：
依照Cmax及b查出Rq/b、Rn/b然后计算出Rq、Rn。
（2）涡轮叶片
涡轮叶栅平面参数分压气机叶片相同。
注：
压气机工作叶片、整流叶片、涡轮工作叶片、导向叶片的叶片平面叶栅构造参数相同。
4.叶片的连接方式
不管是压气机叶片仍是涡轮叶片，是工作叶片仍是导向叶片都必需安装在发动机上使其能工作而且还要牢固，所有发动机的叶片安装方式大致有以下几种：
4）压气机工作叶片
压气机工作叶片的下部带有燕尾榫头安装在带有燕尾榫槽的轮盘上，如图示：
图8燕尾型榫头槽口联接
另一种用圆柱销联接如图示
图9用圆柱销联接形式
5）压气机的整流叶片
整流叶片是静止不动的，因此它将叶片焊在内、外环中如图：
图10整流叶片与内外环组的整流环
6）涡轮工作叶片
涡轮工作叶片都带有榫头装在带有榫槽的涡轮盘上，如图示：
图11涡轮工作叶片与轮盘联接示意图
7）涡轮导向叶片
涡轮导向叶片大多用挂钩
涡轮导向叶片大多用挂钩的形式与机匣联接如图12所示：
图12导向叶片与机匣联接方式
5.叶片的工作条件
压气机叶片含风扇叶片属于冷端部件的零件，除最后几级由于高压下与气体的摩擦产生熵增而使温度升高到约600K（327°
C），其余温度不高，入口处在高空还需防结冰。
工作前面几级由于叶片长以离心负荷为主，后面几级由于温度以热负荷为主。
总之压气机叶片利用寿命较长。
叶片的利用的材料一样为铝合金、钛合金、铁基不锈钢等材料。
涡轮是在燃烧室后面的一个高温部件，燃烧室排出的高温高压燃气流经流道流过涡轮，所有叶片恰好都是暴露在流道中必需经受约1000°
C的高温1Mpa的以上高压燃气的冲洗下能正常工作。
因此叶片应有足够的耐高温和高压的强度。
涡轮叶片的利用寿命远低于压气机叶片约2500h。
叶片的最大应力点如图13示，
图13叶型应力分布示意图
其应力散布为C＞A＞B；
C、A的应力为拉伸应力，B为压应力，压气机叶片与其相同。
这是转子叶片，静子叶片只经受热应力及弯曲应力，没有离心应力。
叶片利用的材料一样为高温铸造合金如K403、K424等、和高温合金如GH4133等，温下高强度材料。
三、叶片加工与操纵
1.加工
叶片的加工分两大部份：
一部份为叶片型面加工，一部份为榫头加工及缘板加工：
压气机工作叶片的型面是用高能高速热挤压成型后经抛光而成；
整流叶片是由冷轧成型经抛光而成。
涡轮叶片的叶型，不管是工作叶片仍是导向叶片均为铸件者都是型面没有余量周密铸造件都是大余量经数铣、抛光而成。
压气机叶片和涡轮叶片的榫头及上、下缘板尺寸为机械加工而成。
前面讲过在燃气涡轮发动机的所有零件中唯有叶片的故障率是最高的，造成机毁人亡的事故也时有发生。
这是因为叶片的数量多，工序多、周期长、要求高，加工难度大，加工进程中的形状、位置、烧伤、缺点、碰伤、材质转工等进程操纵中，不免会显现失控的时候，给叶片（尤其是工作叶片）造成损害，使其带病工作所致。
因此，对叶片生产的全进程操纵十分重要。
2.叶片的质量操纵
咱们说操纵叶片的质量，主若是三个方面：
a.确保叶片设计强度不降低
b.确保发动机性能不降低
c.确保装配性能好
下面别离对造成上面三个方面的因素进行分析：
1）.造成叶片强度下降的因素有如下几点：
a..叶片用材不妥
b.叶片疏松超标3级以上
c.叶片剖面晶粒粗大3级以上
f.榫齿经处以下到根部有细颈
g.进排气边也有碰缺，严峻的垂直进排气边的严峻划伤，造成应力集中
h.根部截面叶型厚度，设计过薄不成比例
2）.由于叶片加工不妥使发动机性能下降的因素有如下几点：
圆半径偏大不圆滑
3.）阻碍装配的要紧因素：
a.利用夹具不妥加大了加工误差
b.尺寸测量方式不正确造成测量误差
c.加工部位的形状没有保证如直线度、平面度等
d.加工应力过大造成加工后变形
e.尺寸加工不到位，符合性差
4）.强度、性能、装配含义的概念
强度是指叶片在工作中由于上述因素（11个方面的因素）降低了叶片的疲劳强度造成叶片裂纹、变形、折断而致使故障，这确实是咱们常说叶片的疲劳强度不足。
性能是指发动机工作中显现燃油消耗高，排气温度高，输出功率低和喘振等故障，这确实是咱们所说发动机性能差，这确实是说以咱们生产的叶片工作不匹配，缘故只有两个不足：
设计水平低，确实是加工符合性差，也确实是咱们前面所说叶片平面叶栅几何参数不适合，要紧缘故确实是上面6个方面因素所致。
装配是指工作叶片安装到轮盘上的联接发生了困难，榫头安装不进榫槽或间隙过大，叶片摆动量过大，或过小，轴向、径向凹凸不平；
导向叶片的挂钩插不进机匣的环形钩槽，或过紧，或过松。
周向、轴向、径向、凹凸不平不同专门大。
这确实是咱们所说装配性能差。
造成缘故确实是上面所述5个方面的因素所致。
3.加工
1）.叶片型面加工
目前国内各发动机厂的叶片型面加工方式大体相同：
压气机工作叶片：
高能高速锤热挤压成形，手工抛光而成。
见图
压气机整流叶片：
板材冷轧，手工抛光而成。
涡轮导向叶片：
大多数为型面无余量精铸而不需抛光，有小部份型面有小余量，需经抛光而成。
见图
涡轮工作叶片：
工作叶片温度在600°
C以上，大多数为型面无余量精铸而成而不需抛光。
工作温度低于600°
C。
叶片的型面一样为大余量锻造，经数控加工，电加工后，抛光而成见图
图14压气机工作叶片
图15整流叶片
图16涡轮工作叶片
图17涡轮导向叶片
前面所说过叶片的故障率较高，发生故障的因素也大多是如前所说的请多方面的因素。
这些因素中绝大部份都是在加工中造成的，因此在叶片型面加工中注意以下事项：
1中径以下至叶根的弦长
2叶型尤其是下缘板转接处不许诺烧伤
3叶型各截面型维持滑腻平整不许诺高低不平
4沿径向波纹度应线性度好不许诺显现波纹状
5利用叶形公差均匀不许诺增厚或减薄或偏摆
6进排气边圆半径均匀、圆滑、不许诺增大
7保证叶片频率合格误差不大于5%
8不许诺增重
2）冶金铸造
①不许诺显现垂直于进排气边的柱状晶粒
②.叶型剖面晶粒度不超过
③.表面渗层不宜太厚是工作叶片一样操纵在0.05以下，不许诺碰伤叶片。
④.其余铸造缺点应符合标值。
⑤.型面铸造表面不许诺大面积抛光。
3）.上下缘板榫头，榫齿的加工
除压气机叶片外，所有涡轮叶片大多是利用铸造高温合金铸造而成，这些材料切削性能不行，加上断续切削刀具极易磨损致使损坏叶片。
因此加工这些叶片专门时需选用好的刀具材料，好的工艺方式，选择好的切削量和切削速度。
才能保证加工部份的形状与位置要求。
应专门注意不管是车削、铣削仍是磨削万万不能烧伤叶片任何部位。
4）钳工（去毛刺）
加工叶片：
最后工序是去毛刺，这道工序也应专门警惕，不许诺碰坏型面，进排气边，叶片与上、下缘板转接处，榫齿槽底等部位不许诺有任何碰伤R，榫齿槽底等部位不许诺有任何碰伤，压伤，划痕和铣刀痕。
渗后的叶片不许诺碰坏，划伤，弄脏渗层表面。
按上述要求精心加工的叶片才能知足叶片：
强度，性能和装配要求。
4.叶片超差处置大体原那么
1）榫齿滚
3）型面减薄超过公差1/3不含1/3报废
4）叶片频率要求为±
8%，低了报废，高了修频
5）渗层表面不许诺有成块脱落面积1mm22处以上
6）进排气边不许诺有缺点
7）沿叶高不许诺有缩颈
8）冶金质量由冶金查验要求操纵，凡超差叶片一概报废
升级会员 