涡轮转子的制作方法

本实用新型属于微型涡轮喷气发动机技术领域，尤其涉及一种涡轮转子。

背景技术：

涡轮喷气发动机是一种涡轮发动机，其特点是完全依赖燃气流产生推力，通常用作高速飞机的动力。涡轮喷气发动机分为离心式和轴流式两种。相比起离心式涡轮喷气发动机，轴流式涡轮喷气发动机具有横截面小，压缩比高的优点，当今的涡轮喷气式发动机均为轴流式。

涡轮喷气发动机按照工作循环的模式进行工作，它从大气中吸进空气，经压缩和加热这一过程之后，得到能量和动量的空气从推进喷管中排出，在高速气流喷出发动机时，带动压气机和涡轮继续旋转，维持工作循环。

上世纪90年代后期，伴随着大型涡轮喷气发动机技术的日趋成熟和精湛在国外陆续出现了数十公斤推力以下级的微型涡轮喷气机的产品。微型涡轮喷气发动机产品被广泛应用于军用、民用的不同领域，在未来战争中发挥着重要作用，例如应用在微型无.人战斗机中。微型涡轮喷气发动机的设计涉及的学科包括气体动力学、燃烧学、发动机结构强度学、机械学、自动控制学等。作为涡轮发动机的两个主要旋转部分，即压气机转子和涡轮转子的设计一直是热点问题，如何使得设计出的涡轮转子能够提高微型涡轮喷气发动机的推力成为人们比较关心的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种涡轮转子，能够提高微型涡轮喷气发动机的推力性能。

本实用新型是这样实现的，一种涡轮转子，所述涡轮转子包括涡轮和涡轴，所述涡轮包括涡盘、沿所述涡盘周向间隔设置的多个涡轮叶片，每个所述涡轮叶片均包括板体、与所述板体前侧边固定连接且位于板体一侧的前缘、以及与所述板体后侧边固定连接且与所述前缘位于同一侧的后缘，所述后缘的宽度大于所述前缘的宽度；所述涡轴为一体式轴，包括与所述涡轮焊接的连接部、螺纹紧固部、以及设置在两者之间的连杆部。

作为一种改进，所述涡轴的连杆部包括依次设置在所述螺纹紧固部与所述连接部之间的压气机叶轮安装部、前轴承安装部、变径过渡部、大经直杆部及后轴承安装部。

作为一种改进，所述涡轮叶片设置为13个。

作为一种改进，所述涡轮的轴向高度为50～60毫米。

作为一种改进，所述涡轮的轴向高度为58毫米。

作为一种改进，所述涡轮叶片的轴向高度为40～50毫米，所述涡轮叶片靠近前侧一端的外径为125～135毫米，所述涡轮叶片靠近后侧一端的外径为105～115毫米。

作为一种改进，涡轮叶片的轴向高度为48毫米，涡轮叶片靠近前侧一端的外径为129毫米，涡轮叶片靠近后侧一端的外径为111毫米，所述涡轮叶片的前缘的径向长度为18毫米，后缘的径向长度为37毫米。

作为一种改进，所述涡轮叶片与所述涡盘的结合部为圆角过渡。

作为一种改进，所述圆角的半径为2毫米。

作为一种改进，所述涡轴的外径为11～20毫米，长度为214.6毫米。

由于采用了上述结构，本实用新型提供的涡轮转子包括涡轮和涡轴，涡轮包括涡盘、沿涡盘周向间隔设置的多个涡轮叶片，每个涡轮叶片均包括板体、与板体前侧边固定连接且位于板体一侧的前缘、以及与板体后侧边固定连接且与前缘位于同一侧的后缘；所述涡轴为一体式轴，包括与所述涡轮焊接的连接部、螺纹紧固部、以及设置在两者之间的连杆部。采用上述结构的涡轮转子，压气机叶轮安装在涡轮转子的涡轴上，由于采用的是涡轴与涡盘焊接后再同时加工，相对于分体式轴结构，该结构可以降低加工难度提高加工精度，保证了同轴度、涡轴与涡盘的垂直度，能够避免工作过程中出现松动现象，在高速转动过程中降低了压气机叶轮和涡轮转子的震动，能够提高推力性能。

附图说明

图1是微型涡轮喷气发动机的剖视结构示意图；

图2是本实用新型的涡轮转子的剖视结构示意图；

图3是本实用新型的涡轮转子的侧视结构示意图；

其中，10、外壳，20a、压气机叶轮，20b、叶轮罩壳，30、扩压器，40、燃烧器，50、导向器，60、涡轮转子，61、涡轮，611、涡盘，612、涡轮叶片，6121、板体，6122、前缘，6123、后缘，62、涡轴，621、连接部，622、后轴承安装部，623、大经直杆部，624、变径过渡部，625、前轴承安装部，626、压气机叶轮安装部，627、螺纹紧固部，70、尾喷管，80、轴承座，90、轴套。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

首先定义微型涡轮喷气发动机的进气的一端为前，喷气的一端为后，由图1-图3可知，该微型涡轮喷气发动机包括外壳10、设置在外壳10的前端并与其端部固定连接的叶轮罩壳20b、设置在外壳10的后端并与其端部固定连接的尾喷管70，在叶轮罩壳20b、外壳10及尾喷管70围成的空腔内沿轴向依次设置有压气机叶轮20a、扩压器30、燃烧器40、导向器50、涡轮转子60以及轴承座80，压气机叶轮20a设置在叶轮罩壳20b所围成的空腔及外壳10的前端部所围成的空腔内，轴承座80设置在外壳10所围成的空腔内并沿其轴向设置，扩压器30设置在轴承座80的前端部处并与其固定连接、燃烧器40套设在轴承座80上，导向器50设置在轴承座80的后端部处并与其固定连接，涡轮转子60的涡轮61设置在外壳10的后端部所围成的空腔及尾喷管70围成的空腔内，涡轮转子60的涡轴62穿过轴承座80、扩压器30并延伸至叶轮罩壳20b的空腔内，压气机叶轮20a固定在涡轴上并通过紧固螺母压紧。

由图2和图3可知，涡轮转子60包括涡轮61和一体式的涡轴62，该涡轴62的一端与涡轮61焊接连接；该涡轮61包括涡盘611、沿涡盘611周向间隔设置的多个涡轮叶片612，涡轮叶片612与涡盘611的结合部为圆角过渡，通常其半径为2毫米；每个涡轮叶片612均包括板体6121、与板体6121前侧边固定连接且位于板体6121一侧的前缘6122、以及与板体6121后侧边固定连接且与前缘6122位于板体6121同一侧的后缘6123，后缘6123的宽度大于前缘6122的宽度，在本实施例中，涡轮叶片612优选的设置为13个，当然也可以根据实际需要设置为其它的个数。涡轴62包括用于与涡轮61焊接的连接部621、螺纹紧固部627、以及连接在两者之间的杆部，涡轴62穿过轴承座80、扩压器30并延伸至叶轮罩壳20b的空腔内，压气机叶轮20a固定在涡轴62上并通过与螺纹紧固部627固定连接的紧固螺母压紧；具体的说，涡轴62包括用于与涡轮61焊接的连接部621、螺纹紧固部627、以及连接在两者之间的杆部，杆部包括依次设置在螺纹紧固部627与连接部621之间的压气机叶轮安装部626、前轴承安装部625、变径过渡部624、大经直杆部623及后轴承安装部622，涡轴62为一体加工成型结构。轴承座80包括直管、分别设置在直管的两端上的前轴承室、后轴承室，在涡轴62与前轴承室之间安装有前轴承，在涡轴62与后轴承室之间安装有后轴承，在前轴承、后轴承之间的涡轴62部分上套设有轴套90，该轴套90的两端部处与涡轴62紧配合连接，在轴套90的外侧壁与轴承座80的内侧壁之间留有间隙。

采用上述结构的涡轮转子60，压气机叶轮20a安装在涡轮转子60的涡轴62上，由于采用的是涡轴62与涡盘611焊接后再同时加工，相对于分体式轴结构，该结构可以降低加工难度提高加工精度，保证了同轴度、涡轴62与涡盘611的垂直度，能够避免工作过程中出现松动现象，在高速转动过程中降低了压气机叶轮和涡轮转子的震动，提高推力性能；同时能够提高压气机叶轮和涡轮转子组合的刚性性能。

在本实施例中，涡轮61的高度A为50～60毫米，优选的为58毫米；涡轴62的外径为11～20毫米，长度为214.6毫米，优选的粗端直径B为20毫米，细端的直径C为11毫米；涡轮叶片612的轴向高度D为40～50毫米，优选为48毫米；涡轮叶片612靠近前侧一端的外径E为125～135毫米，优选为129毫米；涡轮叶片612靠近后侧一端的外径F为105～115毫米，优选为111毫米；涡轮叶片612的前缘6122的径向长度G优选为18毫米，后缘6123的径向长度H优选为37毫米。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。