整理航空发动机叶片文档格式.docx

1、2）强击机、歼击机、教练机、侦察机、装用 WP、WS、HS类发动机。3）军民用直升机装用 WZ类发动机。二、叶片在燃气涡轮发动机中叶片无论是压气机叶片还是涡轮叶片，它们的数量最多，而发动机就是依靠这众多的 叶片完成对气体的 压缩和膨胀以及以最高的效率产生强大的动力来推动飞机前进的 工作。叶片是一种特殊的零件，它的数量多，形状复杂，要求高， 加工难度大，而且是故障多发的零件，一直以来各发动机厂的生 产的关键，因此对其投入的人力、物力、财力都是比较大的，而 且国内外发动机厂家正以最大的努力来提高叶片的性能，生产能 力及质量满足需要。1.叶片为什么一定要扭在流道中，由于在不同的半径上，圆周速度是不同

2、的，因此 在不同的半径基元级中，气流的攻角相差极大，在叶尖、由于圆 周速度最大，造成很大的正攻角，结果使叶型叶背产生严重的气 流分离；在叶根，由于圆周速度最小，造成很大的负攻角，结果 使叶型的叶盆产生严重的气流分离。因此，对于直叶片来说。除 了最近中径处的一部分还能工作之外，其余部分都会产生严重的 气流分离，也就是说，用直叶片工作的压气机或涡轮，其效率极 其低劣的，甚至会达到根本无法运转的地步。发动机叶片数量统计如下（以 WJ6、WS11为例）表：1.WJ6压气机叶片数量见表1 表1级12345678910工作 叶片25313545535161458整流 叶片34404462748262059

3、71791071151271251431078涡轮叶片数量见表2 表2艺工作叶片10686274导向叶片465054150152136424发动机叶片总数 1078+424=1501502X 500=751000按平均价格500元/片，总产值3.755亿2.WS11压气机叶片总数见表3表3后394973775675866707276100730891131291451531551791297风扇叶片数量见表4表422272978整流叶片361145663192涡轮叶片数量见表5表5高压低压1低压2901109429483213141193173507叶片总数1297+192+507=196按3

4、00台计2000X 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，把进口大气压Ph=1的压力压到出口处的所需要的压力我们下图来分析其压缩的原理：图2压气机流道图气体在图2中的流道内由于其容积越来越小而将气体的压力 “憋” 得越来越高。在图2中由于叶栅通道内的相对运动中截面积扩大， 引起速度下降，3 1 3 2,气流的动能减少，减少的动能大部分转化为 气流的压力能，从而使气流的压力提高Pl P2。工作轮的任务不仅要 提高压力，而且要不断给气流假如轮缘功 Lu使气流不断的被压缩。压气机叶片中有工作叶片和整流叶片之分，工作

5、叶片是随着转子旋转 的，而整流叶片是静止不动，给工作叶片进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。气流在整流叶片中同样是增压 过程。压气机的级数往往有很多级，这是因为它的级增压比不高，一般 在1.2左右，要将气流压力提高到很高，则需很多级来完成。总压比 与级压比的关系是 兀 n = n nI n KII n KIII 兀 Kn压气机级数一般都是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的流道时由于面积越来越大而压力越来越低。 这是由于气流流过 叶栅通道FiCA和F2P

6、K膨胀过程中的压力下降很快所需要的容积。 其原理为：由于涡轮叶片进口面积 Fz大于出口面积，同样工作叶片也是如 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（FiCA）膨胀，使气流的温 度、压力大弧度下降，使出口速度 G（3 2）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:*n t= n t1 n Tn n Tn涡轮级数比压气机少，有单级、双级，大发到 6级3叶片的几何尺寸v安装角t栅距Cmax最大厚度Rq前缘圆半径Rn后缘圆半径0 叶片弯角b/t

7、叶片稠度（1） 压气机叶片i 进气攻角（3 ik （3 1）B 1K 进气构造角3 i 进气气流角3 2K排气构造角3 2 排气气流角s 落后角s轴向宽度b弦长在设计中需重点控制的参数如下:（a）.Cmax应控制在叶尖为Cmax/b=0.040.06 ；而叶根则为：Cmax/b=0.1 0.12。（b）.i应控制前几级0-2，后几级为12。（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法：根据Cmax及b查出Rq/b、R./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。

8、4.叶片的连接方式无论是压气机叶片还是涡轮叶片，是工作叶片还是导向叶片 都必须安装在发动机上使其能工作而且还要牢固，所有发动机的 叶片安装方法大致有以下几种：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: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:5.叶片的工作条件压气机叶片含风扇叶片属

9、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，进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。 总之压气机叶片使用 寿命较长。叶片的使用的材料一般为铝合金、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须承受约 1000 C的高温1Mpa的以上高压燃气的冲刷下能正常工作。因此叶 片应有足够的耐高温和高压的强度。涡轮叶片的使用寿命远低于压气 机叶片约2500h。叶片的最大应力点如图13示，图

10、13叶型应力分布示意图其应力分布为CA 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，静子叶片只承受热应力及弯曲 应力，没有离心应力。叶片使用的材料一般为高温铸造合金如 K403、 K424等、和高温合金如 GH4133等，温下高强度材料。三、叶片加工与控制1.加工叶片的加工分两大部分：一部分为叶片型面加工，一部分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，无论是工作叶片还是导向叶片均为铸件者都是型面 没有余量精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

11、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，加工过程中的 形状、位置、烧伤、缺陷、碰伤、材质转工等过程控制中，难免 会出现失控的时候，给叶片（尤其是工作叶片）造成伤害，使其 带病工作所致。因此，对叶片生产的全过程控制十分重要。2. 叶片的质量控制我们说控制叶片的质量，主要是三个方面：a.确保叶片设计强度不降低b.确保发动机性能不降低c.确保装配性能好面分别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.叶片用材不当b.叶片疏松超标 3级以上c.叶片剖面晶粒粗大 3级以上d.有垂直于进排气边的柱状晶e.根部叶型变薄f.榫齿经处以下到根部有细颈g.进排气边也有碰缺，严重的垂直进排气边的严重划伤，造成应力集中h.根部截面叶型厚度，设计过薄不成比例i.叶片受到严重腐蚀而未能加工掉j.加工中烧伤k.叶片重量偏大l.叶片渗层成形及厚度不合理2）.由于叶片加工不当使发动机性能下降的因素有如下几点：a.叶型表面粗糙度过低b.叶片安装角偏离设计值过大c.叶片进排气边圆半径偏大不圆滑d.进气攻角偏离设计值过大e.叶片高度偏小f.叶片重量偏大3.） 影响装配的主要因素：a.使用夹具不