JPH10252402A - Stress reduction disc - Google Patents
Stress reduction discInfo
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- JPH10252402A JPH10252402A JP5518197A JP5518197A JPH10252402A JP H10252402 A JPH10252402 A JP H10252402A JP 5518197 A JP5518197 A JP 5518197A JP 5518197 A JP5518197 A JP 5518197A JP H10252402 A JPH10252402 A JP H10252402A
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Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ディスクに発生する応力を低減し、翼枚数の
少ない場合にも許容回転数の増大を図り、ディスクの軽
量化を図る。
【解決手段】 外周面に翼部材を取り付けるための植込
溝が配され、該植込溝と間隔をあけて厚さ方向に延在す
る応力低減溝が円周方向に間隔をあけて複数配され、該
応力低減溝の底部が断面円弧形状とされ、応力低減溝の
底部と側面とが滑らかな連続面によって接続され、応力
低減溝の円周方向の幅がディスクの外周面から底部方向
に向かって減少し、植込溝が形成されない部分のディス
ク半径が、植込溝を形成した部分よりも若干大きく設定
される。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To reduce the stress generated in a disk, increase the allowable rotation speed even when the number of blades is small, and reduce the weight of the disk. SOLUTION: An implantation groove for attaching a wing member is provided on an outer peripheral surface, and a plurality of stress reduction grooves extending in the thickness direction at intervals from the implantation groove are arranged at intervals in the circumferential direction. The bottom of the stress reducing groove has an arcuate cross-sectional shape, the bottom and the side of the stress reducing groove are connected by a smooth continuous surface, and the circumferential width of the stress reducing groove extends from the outer peripheral surface of the disk toward the bottom. The radius of the disk decreases toward the portion where the implantation groove is not formed, and is slightly larger than the portion where the implantation groove is formed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、応力低減ディスク
に係り、特に翼部材の回転軸への固定に用いて好適な技
術に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stress reducing disk, and more particularly to a technique suitable for fixing a wing member to a rotating shaft.
【0002】[0002]
【従来の技術】図3は、特開平7−12740号公報に
記載された「タービン動翼」である。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a "turbine rotor blade" described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-12740.
【0003】図3において、符号1はタービン動翼、2
はディスク、3は植込溝、4は翼根部、5は翼部であ
る。In FIG. 3, reference numeral 1 denotes a turbine blade, 2
Is a disk, 3 is an implantation groove, 4 is a blade root, and 5 is a blade.
【0004】ディスク2が回転した際には、回転の際の
慣性力およびタービン動翼1に働く遠心力等により翼根
部4に半径方向外側向きの力がかかり、植込溝3に円周
方向の応力が生じている。When the disk 2 rotates, a radially outward force is applied to the blade root portion 4 due to the inertia force at the time of rotation and the centrifugal force acting on the turbine rotor blade 1, and the circumferential direction is applied to the implant groove 3. Stress has occurred.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ディスク2に
植え込まれたタービン動翼1が多い場合には、隣り合う
翼根部4の遠心力によって円周方向の応力が相互に打ち
消される現象が生じているが、タービン動翼1が少ない
場合には、上述の打ち消す現象がなくなり、許容回転数
を上げることができなかった。また、動翼数が少ない場
合にダミー翼を取り付けて応力を低減させる方法もある
が、重量が増大してしまうために不利となる。However, when the number of turbine blades 1 implanted in the disk 2 is large, there occurs a phenomenon in which the circumferential stresses are canceled out by the centrifugal force of the adjacent blade roots 4. However, when the number of turbine blades 1 is small, the above-described canceling phenomenon disappears, and the allowable rotation speed cannot be increased. There is also a method of reducing the stress by attaching a dummy blade when the number of moving blades is small, but it is disadvantageous because the weight increases.
【0006】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 ディスクに発生する応力を低減すること。 翼枚数の少ない場合にも許容回転数の増大を図るこ
と。 ダミー翼を組み付ける必要をなくすこと。 ディスクの軽量化を図ること。The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects. To reduce the stress generated on the disk. Increase the permissible rotation speed even when the number of blades is small. Eliminate the need to install dummy wings. Reduce the weight of the disc.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】翼部材を軸と共に回転さ
せるディスクであって、ディスクの外周面には、翼部材
を取り付けるための植込溝が配され、該植込溝と間隔を
あけて厚さ方向に応力低減溝が応力集中を緩和するため
に配される。応力低減溝が円周方向に間隔をあけて複数
配される。応力低減溝の底部が断面円弧形状とされ、応
力低減溝の底部と側面とが滑らかな連続面によって接続
される。応力低減溝の円周方向の幅がディスクの外周面
から底部方向に向かって減少する。植込溝が形成されな
い部分のディスク半径は、重量バランスをとるために植
込溝を形成した部分よりも若干大きくされる。SUMMARY OF THE INVENTION A disk for rotating a wing member together with a shaft is provided with an implant groove for mounting the wing member on an outer peripheral surface of the disk, and is spaced apart from the implant groove. Stress reducing grooves are provided in the thickness direction to reduce stress concentration. A plurality of stress reducing grooves are arranged at intervals in the circumferential direction. The bottom of the stress reduction groove has an arc-shaped cross section, and the bottom and the side surface of the stress reduction groove are connected by a smooth continuous surface. The circumferential width of the stress reducing groove decreases from the outer peripheral surface of the disk toward the bottom. The radius of the disk at the portion where the implantation groove is not formed is made slightly larger than that at the portion where the implantation groove is formed in order to balance the weight.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る応力低減ディ
スクの一実施形態を、図面に基づいて説明する。図1に
おいて、符号10は応力低減ディスク、10aは外周
面、11は応力低減溝、12は底部、12aは側面、1
3は植込溝(ダブテール溝)、14は半径増大部、15
は半径減少部である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of a stress reduction disk according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a stress reducing disk, 10a denotes an outer peripheral surface, 11 denotes a stress reducing groove, 12 denotes a bottom portion, 12a denotes a side surface,
3 is an implantation groove (dovetail groove), 14 is a radius increasing portion, 15
Is a radius reduction part.
【0009】応力低減ディスク10は、図1に示すよう
に、翼部材を軸と共に回転させるディスクであって円盤
状とされ、その外周面10aに、翼部材を取り付けるた
めのダブテール溝13が例えば2本配されるものとさ
れ、該ダブテール溝13と間隔をあけて厚さ方向に、複
数の応力低減溝11が応力集中を緩和するために持って
配される。As shown in FIG. 1, the stress reducing disk 10 is a disk for rotating the wing member together with the shaft and is formed in a disk shape. A plurality of stress reduction grooves 11 are provided in the thickness direction at intervals from the dovetail groove 13 to reduce stress concentration.
【0010】応力低減溝11は、図1に示すように、円
周方向に間隔をあけて複数、例えば8本配され、底部1
2と側面12aとが形成される。ダブテール溝13が例
えば2本配され、図1に示すように、翼部材の形状に合
わせて曲線形状を持つものとされる。As shown in FIG. 1, a plurality of, for example, eight, stress reducing grooves 11 are arranged at intervals in the circumferential direction.
2 and the side surface 12a are formed. For example, two dovetail grooves 13 are arranged, and as shown in FIG. 1, have a curved shape in accordance with the shape of the wing member.
【0011】ダブテール溝13が応力低減ディスク10
の円周上の対称位置に配され、応力低減溝11が、ダブ
テール溝13から円弧方向両側に向かって25度、40
度。50度、40度の間隔に配される。The dovetail groove 13 is used for the stress reducing disc 10
The stress reducing groove 11 is arranged at a symmetrical position on the circumference of
Every time. It is arranged at intervals of 50 degrees and 40 degrees.
【0012】応力低減溝11の底部12が断面円弧形状
とされ、図1に示すように、底部12と側面12aとが
滑らかな連続面によって接続され、側面12aが傾斜を
持つものとされ、応力低減溝11の円周方向の幅は応力
低減ディスク10の外周面10aから底部12の方向に
向かって減少する構造とされる。The bottom portion 12 of the stress reducing groove 11 has an arc-shaped cross section, and as shown in FIG. 1, the bottom portion 12 and the side surface 12a are connected by a smooth continuous surface, and the side surface 12a has an inclination. The circumferential width of the reduction groove 11 is configured to decrease from the outer peripheral surface 10 a of the stress reduction disk 10 toward the bottom 12.
【0013】ダブテール溝13が形成されない部分のデ
ィスク半径は、重量バランスをとるためにダブテール溝
13を形成した部分よりも若干大きい状態とされ、半径
増大部14が形成される。応力低減ディスク10の外周
面10aは、ダブテール溝13の配される部分が、両側
の応力低減溝11まで半径減少部15とされ、応力低減
ディスク10の半径が減少した状態とされる。The radius of the disc where the dovetail groove 13 is not formed is slightly larger than the portion where the dovetail groove 13 is formed in order to balance the weight, and the radius increasing portion 14 is formed. In the outer peripheral surface 10a of the stress reducing disk 10, the portion where the dovetail groove 13 is disposed is a radius reducing portion 15 up to the stress reducing grooves 11 on both sides, and the radius of the stress reducing disk 10 is reduced.
【0014】このような構造の応力低減ディスク10
は、回転軸Aに固定された状態とされて、例えばダブテ
ール溝13に対応した形状の翼根部を持つ翼部材を、ダ
ブテール溝13に埋め込み状態として取り付け、該回転
軸Aを回転駆動することによって回転力を翼部材に伝達
する。The stress reducing disk 10 having such a structure
Is attached to the dovetail groove 13 by embedding a wing member having a blade root having a shape corresponding to the dovetail groove 13 in a state fixed to the rotation axis A, and rotating the rotation axis A. The torque is transmitted to the wing member.
【0015】このとき、翼部材の慣性力と、翼部材に働
く遠心力により、ダブテール溝13に円周方向の応力が
発生する。外周面10aと側面12aとのなす角が鈍角
であり。さらに側面12aと底部12との間の表面形状
が滑らかなな連続面とされているため、応力集中を引き
起こさずに、発生した応力が低減されることになる。し
たがって、応力低減溝11を形成したことにより応力低
減ディスク10に発生する最大応力を低減することがで
きる。半径増大部14が形成されていることにより、重
量バランスを向上させることができる。At this time, a circumferential stress is generated in the dovetail groove 13 due to the inertial force of the wing member and the centrifugal force acting on the wing member. The angle between the outer peripheral surface 10a and the side surface 12a is an obtuse angle. Further, since the surface shape between the side surface 12a and the bottom portion 12 is a smooth continuous surface, the generated stress is reduced without causing stress concentration. Therefore, the maximum stress generated in the stress reducing disk 10 due to the formation of the stress reducing groove 11 can be reduced. By forming the radius increasing portion 14, the weight balance can be improved.
【0016】ダブテール溝13に取り付ける部材は翼部
材以外のものでも取り付け可能であり、また、ダブテー
ル溝13を3本以上とすることもできる。また、ガスタ
ービンエンジン等のタービン翼等の回転試験の際に用い
ることができる。A member attached to the dovetail groove 13 can be attached other than a wing member, and the number of the dovetail grooves 13 can be three or more. Further, it can be used in a rotation test of a turbine blade of a gas turbine engine or the like.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明に係る応力低減ディスクに対し
て行った応力解析の一実施例について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a stress analysis performed on a stress reduction disk according to the present invention will be described below.
【0018】応力低減ディスク10は以下の諸元を持つ
ものとされる。 直径 600mm 厚み 65mm ディスク回転数 21000rpm ディスク形状は軸対称とし、4分円部分のみを用いて解
析を行った。The stress reducing disk 10 has the following specifications. Diameter 600 mm Thickness 65 mm Disk rotation speed 21000 rpm The disk shape was made axially symmetric, and analysis was performed using only the quadrant.
【0019】その結果、図2に示す応力分布図を得た。
ここで、発生した最大応力は1280MPaである。応
力低減溝を設けないディスク断面が円形のものにおいて
発生した最大応力は、1930MPa、ダブテール溝1
3が多数配されダミー翼を取り付けなかったものにおい
て発生した最大応力は、2440MPaであった。As a result, a stress distribution diagram shown in FIG. 2 was obtained.
Here, the generated maximum stress is 1280 MPa. The maximum stress generated in a disk having a circular cross section without a stress reducing groove is 1930 MPa, and the dovetail groove 1
The maximum stress that occurred in a case where a number of 3 were arranged and no dummy wing was attached was 2440 MPa.
【0020】したがって、図2に示す応力解析結果は、
ディスク断面が円形のものと比較すると33.7%、ダ
ブテール溝13が多数のものと比較すると47.5%の
応力減少がみられた。Therefore, the result of the stress analysis shown in FIG.
The stress reduction was 33.7% as compared with a disk having a circular cross section, and 47.5% as compared with a disk having a large number of dovetail grooves 13.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明の応力低減ディスクによれば、以
下の効果を奏する。 (1)応力低減溝を設けたため、ディスクに発生する応
力を低減することができる。 (2)発生応力の低減により、翼枚数の少ない場合にも
許容回転数の増大を図ることができる。 (3)翼部材の取り付けていない植込溝が無いため、ダ
ミー翼を組み付ける必要をなくすことができる。 (4)応力低減溝を設けてディスクの体積を低減したの
で、ディスクの軽量化を図ることができる。According to the stress reduction disk of the present invention, the following effects can be obtained. (1) Since the stress reducing groove is provided, the stress generated in the disk can be reduced. (2) By reducing the generated stress, the allowable rotation speed can be increased even when the number of blades is small. (3) Since there is no implantation groove to which the wing member is not attached, the necessity of assembling the dummy wing can be eliminated. (4) Since the volume of the disk is reduced by providing the stress reduction groove, the weight of the disk can be reduced.
【図1】 本発明に係る応力低減ディスクの一実施形態
を示す正断面図である。FIG. 1 is a front sectional view showing one embodiment of a stress reduction disk according to the present invention.
【図2】 本発明に係る応力低減ディスクにおける応力
分布の解析結果を示す応力分布図である。FIG. 2 is a stress distribution diagram showing an analysis result of a stress distribution in a stress reduction disk according to the present invention.
【図3】 従来のディスクを示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a conventional disk.
10…応力低減ディスク 10a…外周面 11…応力低減溝 12…底部 12a…側面 13…植込溝(ダブテール溝) 14…半径増大部 15…半径減少部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Stress reduction disk 10a ... Outer peripheral surface 11 ... Stress reduction groove 12 ... Bottom 12a ... Side surface 13 ... Implantation groove (dovetail groove) 14 ... Radius increasing part 15 ... Radius decreasing part
Claims (5)
るための植込溝(13)が配され、該植込溝と間隔をあ
けて応力低減溝(11)が厚さ方向に配されることを特
徴とする応力低減ディスク。An implant groove (13) for attaching a wing member is arranged on an outer peripheral surface (10a), and a stress reducing groove (11) is arranged in the thickness direction at an interval from the implant groove. A stress reduction disk characterized by the following.
あけて複数配されることを特徴とする請求項1記載の応
力低減ディスク。2. The stress-reducing disk according to claim 1, wherein a plurality of stress-reducing grooves are arranged at intervals in the circumferential direction.
面円弧形状とされ、応力低減溝の底部と側面(12a)
とが滑らかな連続面によって接続されることを特徴とす
る請求項1または2記載の応力低減ディスク。3. A bottom portion (12) of the stress reducing groove (11) has an arc-shaped cross section, and a bottom portion and a side surface (12a) of the stress reducing groove.
3. The stress-reducing disk according to claim 1, wherein the two are connected by a smooth continuous surface.
ディスク(10)の外周面から底部(12)方向に向か
って減少していることを特徴とする請求項1から3のい
ずれか記載の応力低減ディスク。4. The circumferential width of the stress reducing groove (11) is:
4. The stress-reducing disk according to claim 1, wherein the diameter of the disk decreases from the outer peripheral surface of the disk toward the bottom.
ィスク半径が、植込溝を形成した部分よりも大きく設定
されることを特徴とする請求項1から4のいずれか記載
の応力低減ディスク。5. The stress reduction according to claim 1, wherein a radius of the disc at a portion where the implantation groove (13) is not formed is set to be larger than that at a portion where the implantation groove is formed. disk.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5518197A JPH10252402A (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | Stress reduction disc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5518197A JPH10252402A (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | Stress reduction disc |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10252402A true JPH10252402A (en) | 1998-09-22 |
Family
ID=12991557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5518197A Withdrawn JPH10252402A (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | Stress reduction disc |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10252402A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009092064A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | General Electric Co <Ge> | Disc rotor and manufacturing method thereof |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP5518197A patent/JPH10252402A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009092064A (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | General Electric Co <Ge> | Disc rotor and manufacturing method thereof |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |