一种出口导流叶片和风扇的制作方法

1.本实用新型涉及航空发动机领域，具体涉及航空发动机风扇出口导流叶片结构技术领域。


背景技术：

2.风扇出口导流叶片(outlet guide vane，ogv)也被称为出口导流叶片、出口导向叶片、出口静子叶片、外涵导流叶片、外涵静子叶片、外涵导向叶片、外涵ogv等，是用于组成涡扇发动机气流通道的一种静子零件，位于风扇转子叶片的下游并与之相邻的导流叶片。
3.目前大涵道比涡扇发动机风扇叶片出口下游会设计周向连续分布的出口导流叶片，主要作用为引导气流，提高气动效率，某些机型将出口导流叶片与外涵支板融合设计，这样出口导流叶片也会承受部分载荷，但载荷水平普遍不会很大。其中位于前安装节区域(即吊挂处)的小部分出口导流叶片承受的载荷相对会大一些，其余周向分布的大部分的出口导流叶片承受的载荷较小，通常不存在静强度问题，主要需关注其振动问题。
4.由于大涵道比涡扇发动机外涵直径较大，出口导流叶片尺寸随之增大，叶片数量也较多，一般有几十个，所以出口导流叶片身重量较大，若可以降低出口导流叶片的重量会对整个发动机的减重有显著受益。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的是提供一种出口导流叶片，能够同时实现减重减振。
6.为实现上述目的的风扇出口导流叶片包括叶身、上缘板和下缘板，还包括减重盲孔，所述减重盲孔的开口设置在所述上缘板和/或下缘板上；所述减重盲孔内还包括弹性变形填充物，用于吸能减振。
7.在一个或多个实施例中，所述减重盲孔呈收缩状，靠近开口处的外端直径小于靠近孔底处的内端直径。
8.在一个或多个实施例中，该出口倒流叶片包括多个减重盲孔，至少部分所述多个减重盲孔为非等直径孔。
9.在一个或多个实施例中，该出口倒流叶片包括多个减重盲孔，至少部分所述多个减重盲孔为非等深度盲孔。
10.在一个或多个实施例中，所述弹性变形填充物为橡胶。
11.在一个或多个实施例中，所述弹性变形填充物为能够凝结为固体的液体。
12.本实用新型的另一目的在于提供一种风扇，该风扇包括上述出口导流叶片。
13.上述出口导流叶片通过设计减重盲孔，能够有效降低单个出口导流叶片的重量，且在减重盲孔内填充低密度的弹性变形材料，能够在工作中吸收能量，减轻出口导流叶片振动，起到振动阻尼的作用，在有效减重的同时还可以实现减振。
附图说明
14.本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
15.图1是常见风扇出口导流叶片结构示意图。
16.图2是出口导流叶片的一个实施例的示意图。
17.图3是在出口导流叶片的一个实施例中下缘板结构示意图。
18.图4是在出口导流叶片的一个实施例中上缘板结构示意图。
19.附图标记说明
20.10 出口导流叶片
21.11 减重盲孔
22.17 叶身
23.18 下缘板
24.19 上缘板
25.111 第一减重盲孔
26.112 第二减重盲孔
27.113 第三减重盲孔
28.114 开口
29.115 孔底
具体实施方式
30.下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。
31.需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。
32.为减轻叶片整体重量，本公开所述的出口导流叶片10包括叶身17、上缘板19和下缘板18，还包括减重盲孔11。减重盲孔11的开口设置在叶身17和/或上缘板19和/或下缘板18上，通过设计盲孔能够有效减轻叶片重量。
33.减重盲孔11内还包括弹性变形填充物，用于吸能减振。
34.具体的，在减重孔中填充或注射弹性变形材料，该材料可为固体，例如橡胶，也可为可凝结为固体的液体，如树脂等材料，从而在叶片发生振动时凭借自身内耗吸收叶片内部能量，减轻出口导流叶片10自身振动。因此，弹性变形填充物能够起到振动阻尼的作用。
35.由于阻尼的存在，使得叶片整体的振动幅度不断衰减，从而能够有效减振。
36.叶片进行高频振动时，振动节线附近产生较大的交变应力，极易使叶片产生损伤疲劳，如叶片折断等现象。因此，通过在盲孔内部设置用于吸能减振的弹性变形填充物，能够缓解叶片振动。
37.优选的，针对部分叶型出现一阶弯曲振动的概率最大，此时盲孔多开在靠近叶身的叶根处，以有效减振。
38.在上述实施例的基础上，弹性变形填充物为低密度材料，从而在吸能减振的同时仍能够实现减重效果。例如，弹性变形填充物为橡胶材料，诸如丙烯酸酯橡胶、聚氨酯等材料，通过橡胶自身的弛豫性质和滞后现象，在橡胶实现拉伸、回缩等形变时均需克服链段间的内摩擦阻力而产生内耗，从而耗散振动能量。
39.此外，弹性变形填充物也可以选择泡沫塑料，通过控制泡孔大小，达到减振的目的。
40.本领域技术人员可以理解到，能够实现阻尼效果的其它材料均可应用于本公开，而不限于上述实施例。
41.弹性变形填充物也可以选择能够凝结为固体的液体，诸如树脂材料，在填充时为液体材质，经过一段时间后凝固为固体。使用能够凝结为固体的液体材料方便填充。
42.由于出口导流叶片10的总体数量较多，因此通过在出口导流叶片10上设置减重盲孔11，能够达到明显减重收益。此外，减重盲孔11结构形式简单，由于出口导流叶片10一般选用铝合金或钛合金材料，因此减重盲孔11通过在出口导流叶片10上的常规机加工即可实现，方便叶片前期的加工过程，有利于提高经济效益。
43.在一个实施例中，减重盲孔11呈收缩状，靠近开口114处的外端直径小于靠近孔底115处的内端直径。具体的，参照图2所示，减重盲孔11为一收缩的锥形台，靠近开口114的外端直径较小，靠近孔底115处的内端直径较大，通过将减重盲孔11设置成收缩状锥台形孔，能够增加对减振材料的容纳量，同时呈收缩状的结构能够保证孔中填充物安装牢靠，避免弹性变形材料从孔中漏出，保障叶片运行安全。
44.可以理解的是，减重盲孔11包括但不限于上述形状。例如，盲孔可以具有一定弯曲弧度，从而阻挡填充物的泄漏；此外，对于填充物较为稳定的介质，减重盲孔也可以选择常见的通孔形式，不具有收缩弧度，从而能够在单个盲孔中填充更大体积的弹性形变物质，以吸收更多的能量，提高减振效果。
45.在一个实施例中，该出口倒流叶片包括多个减重盲孔，至少部分多个减重盲孔为非等直径孔。在另一个实施例中，该出口倒流叶片包括多个减重盲孔，至少部分多个减重盲孔为非等深度盲孔。
46.具体的，参照图2所示，第一减重盲孔111、第二减重盲孔112和第三减重盲孔113分别具有不同的直径和深度。减重盲孔11的深度及直径由叶型决定。由于叶片多为中间厚两边薄的结构，且具有一定挠度和叶型弯曲角。不同叶型，上述参数也随之不同。
47.因此，减重盲孔11的直径和深度受限于盲孔所在位置叶片的厚度，盲孔过深可能导致叶片上的形成盲孔的内壁较薄，不利于叶片的稳定。
48.对于叶片较薄处的两侧，减重盲孔11的直径不宜过大，而对于叶片较后处的中间部分，减重盲孔11的直径可相对较大，如参照图2所示的示例。
49.此外，通过设置不同直径、不同深度的减重盲孔，还能够实现不同吸振效果。例如在直径较大、深度较深的减重盲孔11中，由于填充的减振材料较多，因此减振材料内部的能量内耗随体积的增加而增加，因此能够实现更佳的减振效果。
50.在一个实施例中，减重盲孔11的延展方向与出口导流叶片10的延展方向平行。
51.具体的，减重盲孔11可以参照图2所示的实施例，减重盲孔11的延伸方向与出口导流叶片10的延展方向平行，开口设置在上缘板19和/或下缘板18上。
52.本领域技术人员可以理解的是，减重盲孔11的延伸方向与出口导流叶片10的延展方向也可以形成一定锐角角度设置，如15
°
、20
°
等，而不局限于平行设置。
53.上述出口导流叶片通过在靠近上缘板和/或下缘板的位置设置减重盲孔，能够有效减轻叶片整体的质量。由于风扇上周向分布数量较多的出口导流叶片10，能够达到明显的减重收益。此外，通过在减重盲孔中填充低密度的弹性变形材料，通过弹性变形材料内部的形变吸收能量，从而起到振动阻尼的作用，使得上述出口导流叶片能够同时实现减重减振。
54.结合上述对出口导流叶片的介绍，还可以理解到一种风扇，该风扇周向布置上述出口导流叶片。
55.由于风扇体积较大，单个风扇需要安装几十片叶片，因此通过对单个出口导流叶片采用上述设计，能够有效降低风扇的整体重量。此外，通过降低单个叶片振动，也能够提高风扇整体的稳定性和安全性。
56.上述介绍使用了特定词语来描述本技术的实施例，如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本技术至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本技术的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
57.应当注意的是，为了简化本技术披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本技术实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本技术对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
58.本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。