一种压气机与涡轮的连接结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种压气机与涡轮的连接结构,其中包括压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端,且所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端形成一个整体。本实用新型将压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端作为一个整体,取消了传统装置的安装边和螺栓等结构,解决了传统结构所带来的局部零件偏多,装配复杂,重量偏高和整体刚度弱等问题。
【专利说明】一种压气机与涡轮的连接结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及流体机械领域,尤其涉及一种压气机与涡轮的连接结构。
【背景技术】
[0002]燃气涡轮发动机由压气机、燃烧室、涡轮以及连接它们的零组件构成。如图1所示,在传统的燃气涡轮发动机中,压气机转子和涡轮转子共同组成了发动机转子。其中经压气机压缩之后的空气会经前置扩压器流入燃烧室,燃烧室流出的气体带动涡轮转子,而压气机转子则是由涡轮转子所带动。在压气机转子后端一般都存在一个蓖齿封严盘,主要起到调节由于气体流动所产生的发动机轴向力的作用。结合图2的放大图可以看到,压气机与涡轮转子之间由刚性联轴器进行连接,该联轴器通过螺栓al将压气机后轴颈a2、蓖齿封严盘a4以及涡轮鼓筒轴a3连接在一起,以实现压气机与涡轮转子的连接。这种结构设计相对复杂,局部零件数目增多,装配难度大。并且,由于该组件内部通过螺栓连接,增加了局部安装边和螺栓数目,进而增加了发动机的重量。
实用新型内容
[0003]本实用新型的目的是提出一种压气机与涡轮的连接结构,能够减少零件数量,降低装配难度。
[0004]为实现上述目的,本实用新型提供了一种压气机与涡轮的连接结构,包括压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端,且所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端形成一个整体。
[0005]进一步的,所述压气机后轴颈和涡轮鼓筒轴前端均设置为与所述涡轮的轴线之间呈预设的倾斜角度,所述预设的倾斜角度与所述蓖齿封严盘的篦齿的走向一致。
[0006]进一步的,涡轮鼓筒轴沿所述涡轮的轴线方向分为两部分,并通过螺栓进行连接。
[0007]进一步的,涡轮鼓筒轴的两部分通过圆弧端齿和螺栓进行连接。
[0008]进一步的,所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端一体化制造。
[0009]进一步的,所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端通过焊接方式结合成一个整体。
[0010]基于上述技术方案,本实用新型将压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端作为一个整体,取消了传统装置的安装边和螺栓等结构,解决了传统结构所带来的局部零件偏多,装配复杂,重量偏高和整体刚度弱等问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本申请的一部分,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
[0012]图1为传统的燃气涡轮发动机中包括压气机转子、涡轮转子及零件组件的部分结构示意图。
[0013]图2为图1中压气机与涡轮转子之间的连接结构的放大示意图。
[0014]图3为本实用新型压气机与涡轮的连接结构的一实施例的结构示意图。
[0015]图4为应用本实用新型压气机与涡轮的连接结构实施例的燃气涡轮发动机的部分结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
[0017]传统的燃气涡轮发动机中压气机与涡轮转子之间通过刚性联轴器进行连接,为了安装螺栓,需要在压气机转子后端,即压气机后轴颈设置具有一定厚度的安装边,在涡轮鼓筒轴靠近压气机的一端也设置一定厚度的安装边,从而方便螺栓的固定和安装,这随之带来了部件增多,需要安装定位等问题。
[0018]考虑到传统燃气涡轮发动机之所以存在这些问题主要是因为刚性联轴器采用螺栓进行安装,而如果省去螺栓安装,则可以随之克服以上的问题。基于这一思路,本实用新型采用了将压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端一体化的结构形式。如图3所示,在本实施例中,压气机与涡轮的连接结构包括压气机后轴颈2、蓖齿封严盘4和涡轮鼓筒轴前端3,其中,压气机后轴颈2、蓖齿封严盘4和涡轮鼓筒轴前端3形成一个整体。这种整体的形成可以是一体化制造,或者通过焊接方式结合成一个整体。
[0019]对比图2的连接结构,图3实施例中的连接结构省去了两侧的安装边和螺栓,减少了部件,因此节约了制造成本,也减轻了发动机的重量,提高发动机的效率。从整体刚度上来看,这种一体化的连接结构相比于螺栓连接结构的整体刚度更好,这就使发动机从可靠性上有所提升。另外,由于图3实施例不涉及安装边上螺栓孔的对正,因此省去了压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端的定位安装问题,从而缩短了装配时间,提高了装配效率。
[0020]从动力学性能来看,图2的连接结构在轴向上距离较长,则会增加支点跨距,不利于发动机转子的动力学性能,而图3实施例在轴向上距离更短,这使得发动机支点布局更加紧凑,同时发动机转子的临界转速会因为转子跨距的减小而增加,远离发动机的工作转速,进而降低产生的振动,避免共振的影响,有利于提高发动机转子的动力学性能。
[0021]为了使一体化的压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端更好的发挥出融合的优势,优选根据蓖齿的走向(阶梯状,有角度倾斜的)将压气机后轴颈和涡轮轴前端做成倾斜,且角度与蓖齿走向一致,即将压气机后轴颈2和涡轮轴鼓筒轴前端3均设置为与涡轮的轴线之间呈预设的倾斜角度,该预设的倾斜角度与篦齿I的走向一致,这种一致性的倾斜可以减少该连接结构的应力集中问题,更有助于扭矩的传递。同时,篦齿能够与其对应的蜂窝结构相配合,起到一定的封严的作用和控制冷却气体流动的作用。
[0022]如图4所示,为应用本实用新型压气机与涡轮的连接结构实施例的燃气涡轮发动机的部分结构示意图。在图4中,涡轮鼓筒轴可以沿涡轮的轴线方向分为两部分,分别为涡轮鼓筒轴前端3和涡轮鼓筒轴后端5,这两者通过螺栓6进行连接。在必要情况下,还可以将涡轮鼓筒轴的两部分通过圆弧端齿和螺栓进行连接,以便增加连接结构在热状态(即发动机的工作状态)下的定心效果。[0023]最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制;尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:依然可以对本实用新型的【具体实施方式】进行修改或者对部分技术特征进行等同替换;而不脱离本实用新型技术方案的精神,其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
【权利要求】
1.一种压气机与涡轮的连接结构,其特征在于,包括压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端,且所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端形成一个整体。
2.根据权利要求1所述的压气机与涡轮的连接结构,其特征在于,所述压气机后轴颈和涡轮鼓筒轴前端均设置为与所述涡轮的轴线之间呈预设的倾斜角度,所述预设的倾斜角度与所述蓖齿封严盘的篦齿的走向一致。
3.根据权利要求2所述的压气机与涡轮的连接结构,其特征在于,涡轮鼓筒轴沿所述涡轮的轴线方向分为两部分,并通过螺栓进行连接。
4.根据权利要求2所述的压气机与涡轮的连接结构,其特征在于,涡轮鼓筒轴的两部分通过圆弧端齿和螺栓进行连接。
5.根据权利要求1所述的压气机与涡轮的连接结构,其特征在于,所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端一体化制造。
6.根据权利要求1所述的压气机与涡轮的连接结构,其特征在于,所述压气机后轴颈、蓖齿封严盘和涡轮鼓筒轴前端通过焊接方式结合成一个整体。
【文档编号】F01D5/00GK203584577SQ201320813369
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月11日 优先权日:2013年12月11日
【发明者】孙煜, 张宝岭, 王秋阳, 陈亮, 李敏 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司