JPH10252402A - 応力低減ディスク - Google Patents
応力低減ディスクInfo
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- disk
- groove
- reducing
- implantation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims abstract description 4
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
記載された「タービン動翼」である。
【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。
はディスク、３は植込溝、４は翼根部、５は翼部であ
る。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
て行った応力解析の一実施例について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
を示す正断面図である。
【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。
分布の解析結果を示す応力分布図である。
【図３】 従来のディスクを示す斜視図である。
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
Claims (5)
- 【請求項１】 外周面（１０ａ）に、翼部材を取り付け
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。 - 【請求項２】 応力低減溝（１１）が円周方向に間隔を
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。 - 【請求項３】 応力低減溝（１１）の底部（１２）が断
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。 - 【請求項４】 応力低減溝（１１）の円周方向の幅が、
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。 - 【請求項５】 植込溝（１３）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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5518197A JPH10252402A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 応力低減ディスク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5518197A JPH10252402A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 応力低減ディスク |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10252402A true JPH10252402A (ja) | 1998-09-22 |
Family
ID=12991557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5518197A Withdrawn JPH10252402A (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 応力低減ディスク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10252402A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009092064A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | General Electric Co <Ge> | ディスクロータ及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP5518197A patent/JPH10252402A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009092064A (ja) * | 2007-10-04 | 2009-04-30 | General Electric Co <Ge> | ディスクロータ及びその製造方法 |
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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 |