一種金屬加強(qiáng)邊、風(fēng)扇葉片及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬加強(qiáng)邊、風(fēng)扇葉片及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]用于飛行器的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)具有風(fēng)扇葉片，渦輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)該風(fēng)扇葉片旋轉(zhuǎn)，將空氣壓入發(fā)動(dòng)機(jī)。但高速旋轉(zhuǎn)的風(fēng)扇葉片承受著很高的機(jī)械應(yīng)力，因此必須嚴(yán)格的控制風(fēng)扇葉片的重量，其中一個(gè)辦法就是采用復(fù)合材料來(lái)制造風(fēng)扇葉片。然而，復(fù)合材料抵抗外物沖擊的能力較差，采用復(fù)合材料制造的風(fēng)扇葉片在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，其邊緣如果受到飛鳥(niǎo)或其他異物碰撞則很容易發(fā)生破壞。
[0003]目前解決上述問(wèn)題的一種方案是，在不改變?nèi)~片空氣動(dòng)力學(xué)輪廓的前提下，通過(guò)將金屬部件與復(fù)合材料葉片的前緣、后緣和葉尖形成一體來(lái)增強(qiáng)葉片的抗沖擊性能，該金屬部件一般被稱為金屬加強(qiáng)邊。目前廣泛應(yīng)用的金屬加強(qiáng)邊盡管能夠解決上述問(wèn)題，卻相當(dāng)程度的增加了復(fù)合材料葉片的重量，削弱了復(fù)合材料葉片的減重優(yōu)勢(shì)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是提出一種金屬加強(qiáng)邊、風(fēng)扇葉片及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其能夠有效減輕風(fēng)扇葉片的重量。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種金屬加強(qiáng)邊，其包括基座和兩個(gè)側(cè)翼，兩個(gè)所述側(cè)翼與所述基座一體設(shè)置，所述基座用于設(shè)置在風(fēng)扇葉片的前緣，兩個(gè)所述側(cè)翼分別用于與所述風(fēng)扇葉片的吸力側(cè)和壓力側(cè)配合，所述基座上設(shè)置有至少一個(gè)空心結(jié)構(gòu)，所述空心結(jié)構(gòu)沿所述風(fēng)扇葉片的葉片展向貫穿所述基座。
[0006]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述基座上設(shè)置數(shù)個(gè)所述空心結(jié)構(gòu)，各所述空心結(jié)構(gòu)的形狀相同，或者不同。
[0007]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，同一所述空心結(jié)構(gòu)沿所述風(fēng)扇葉片的葉片展向，其截面形狀相同，或者不同。
[0008]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述空心結(jié)構(gòu)的截面形狀為圓形、半圓形、橢圓形、長(zhǎng)條狀、三角形、方形或多邊形。
[0009]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述基座向外側(cè)延伸，形成所述金屬加強(qiáng)邊的前緣。
[0010]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置有薄弱區(qū)域，所述薄弱區(qū)域相對(duì)于所述金屬加強(qiáng)邊的其他部位容易損壞。
[0011 ] 在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述薄弱區(qū)域?qū)⑺鲲L(fēng)扇葉片的葉尖作為起始位置。
[0012]在一優(yōu)選或可選實(shí)施例中，所述薄弱區(qū)域包括至少一條薄弱邊界線和至少一條薄弱痕跡線，所述薄弱邊界線沿所述風(fēng)扇葉片的展向設(shè)置，所述薄弱痕跡線圍繞所述空心結(jié)構(gòu)設(shè)置，且在所述空心結(jié)構(gòu)的任一截面上設(shè)置有至少一條所述薄弱痕跡線。
[0013]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種風(fēng)扇葉片，其包括上述任一實(shí)施例中的金屬加強(qiáng)邊。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型還提供了一種渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)，其包括上述任一實(shí)施例中的風(fēng)扇葉片。
[0015]基于上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型至少具有以下有益效果:
[0016]本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊用于設(shè)置在復(fù)合材料制成的風(fēng)扇葉片上，以增強(qiáng)風(fēng)扇葉片前邊和/或后邊和/或葉尖的強(qiáng)度，本實(shí)用新型在金屬加強(qiáng)邊的基座上設(shè)置有至少一個(gè)空心結(jié)構(gòu)，能夠有效減輕風(fēng)扇葉片的重量，且能夠帶來(lái)其他相關(guān)性能的改善。
【附圖說(shuō)明】
[0017]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0018]圖1為設(shè)置有本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊的風(fēng)扇葉片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為設(shè)置有本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊的風(fēng)扇葉片的一示意性實(shí)施例的截面示意圖；
[0020]圖3為圖1的區(qū)域A的沿葉片展向的截面示意圖；
[0021]圖4為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)的第六實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖10為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊上設(shè)置薄弱區(qū)域的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖11為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊的制造流程示意圖。
[0029]附圖中標(biāo)號(hào):
[0030]1-風(fēng)扇葉片；11-葉根；12_葉尖；13_葉片前緣；14_葉片后緣；15_空氣動(dòng)力面；16-吸力側(cè)；17-壓力側(cè)；
[0031]2-金屬加強(qiáng)邊；21_基座；22_吸力側(cè)翼；23_壓力側(cè)翼；24_金屬加強(qiáng)邊的前緣；25-空心結(jié)構(gòu)；
[0032]3-薄弱區(qū)域；31_薄弱邊界線；32_薄弱痕跡線；
[0033]4-金屬平臺(tái)；a-葉片展向；b-葉片弦向；c_切向方向。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0035]在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)??圍的限制。
[0036]如圖1、圖2所示，首先對(duì)風(fēng)扇葉片I的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行介紹，風(fēng)扇葉片I包括葉根11、葉尖12、葉片前緣13、葉片后緣14、空氣動(dòng)力面15、吸力側(cè)16和壓力側(cè)17。其中，風(fēng)扇葉片I與輪轂連接的一端為葉根11，風(fēng)扇葉片I的另一端為葉尖12，從風(fēng)扇葉片I的葉根11到葉尖12的方向?yàn)槿~片展向a，從風(fēng)扇葉片I的葉片前緣13到葉片后緣14的方向?yàn)槿~片弦向b，垂直于葉片展向a和葉片弦向b的方向?yàn)榍邢蚍较騝 (如圖2所示)。風(fēng)扇葉片I向外凸出的一側(cè)為吸力側(cè)16，風(fēng)扇葉片I向內(nèi)凹進(jìn)的一側(cè)為壓力側(cè)17(如圖2所示)。
[0037]如圖2所示，為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊2的示意性實(shí)施例，在該示意性實(shí)施例中，金屬加強(qiáng)邊2包括基座21、吸力側(cè)翼22和壓力側(cè)翼23，吸力側(cè)翼22和壓力側(cè)翼23與基座21 —體設(shè)置，且基座21與吸力側(cè)翼22和壓力側(cè)翼23形成的金屬加強(qiáng)邊2的截面可以呈V型?；?1用于設(shè)置在風(fēng)扇葉片I的前緣，吸力側(cè)翼22和壓力側(cè)翼23分別對(duì)應(yīng)用于與風(fēng)扇葉片I的吸力側(cè)16和壓力側(cè)17配合，從而使金屬加強(qiáng)邊2緊緊貼在風(fēng)扇葉片I的葉片前緣13上。同時(shí)，金屬加強(qiáng)邊2的基座21可以向外側(cè)延伸，構(gòu)成了金屬加強(qiáng)邊的前緣24。
[0038]如圖3所示，基座21上設(shè)置有至少一個(gè)空心結(jié)構(gòu)25，空心結(jié)構(gòu)25沿風(fēng)扇葉片I的葉片展向a貫穿金屬加強(qiáng)邊2的基座21。
[0039]本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊2，其基座21具有中空的結(jié)構(gòu)特征(空心結(jié)構(gòu)25)，該中空的結(jié)構(gòu)特征可以有效降低金屬加強(qiáng)邊2的重量，從而帶來(lái)相關(guān)性能的改善，例如，金屬加強(qiáng)邊2的基座21上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)25，使金屬加強(qiáng)邊2在受到外物撞擊時(shí)更容易變形，從而吸收更多的沖擊能量，達(dá)到了沖擊復(fù)合材料風(fēng)扇葉片I的損傷的目的。
[0040]在本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊2的示意性實(shí)施例中，金屬加強(qiáng)邊2的基座21上可以設(shè)置有數(shù)個(gè)空心結(jié)構(gòu)25，各空心結(jié)構(gòu)25的形狀可以相同，或者也可以不同，又或者，有的可以相同，有的可以不同。
[0041]在本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊2的示意性實(shí)施例中，同一空心結(jié)構(gòu)25沿風(fēng)扇葉片I的葉片展向a，其截面形狀可以相同，或者也可以不同。
[0042]上述示意性實(shí)施例中，空心結(jié)構(gòu)25的截面形狀可以為圓形、橢圓形、長(zhǎng)條狀、半圓形、三角形、方形或多邊形，或者為其他不規(guī)則或規(guī)則的形狀。
[0043]如圖4-圖9所示，為本實(shí)用新型提供的金屬加強(qiáng)邊2的基座21上設(shè)置的空心結(jié)構(gòu)25的多種形式，其中:
[0044]如圖4所示，金屬加強(qiáng)邊2的基座21上可以設(shè)置有一個(gè)圓形的空心結(jié)構(gòu)25。
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