专利名称：中心拉杆式高压压气机转子的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及涡轮发动机中使用的高压压气机技术领域，更具体地涉及涡轮发动机中使用的高压压气机的转子结构。
背景技术：
传统涡轮发动机高压压气机转子一般由焊接或螺栓连接的多级轮盘构成，其前轴颈与轴承连接，后轴颈与涡轮轴连接。如图1所示，转子100’主要由空气导管1’、多级叶盘2’、前轴颈3’、后轴颈4’构成。空气导管1’前后分别与前轴颈3’和后轴颈4’相搭接。 多级叶盘2’包括第一级叶盘21’、第二级叶盘22’、第三级叶盘23’、第四级叶盘24’、第五级叶盘25’、第六级叶盘沈’、第七级叶盘27’，其中，前面第一至第三级叶盘是叶片和轮盘整体式设计，而后面四级叶盘的叶片和轮盘是分体式设计。再如图1所示，该转子100’还包括多个定距环5’和螺栓6’，借助于这些定距环 5’将各级叶盘连接在一起，而螺栓6’则用于将第一级叶盘21’至第三级叶盘23’之间的定距环5’和对应叶盘的轮盘固定连接在一起。在这种转子中，螺栓6’的数量大概要达到几百个之多。而对于第四级叶盘24’至第七级叶盘27’，相应的定距环5’和这四级叶盘的轮盘通过径向定位面焊接在一起。然而，图1所示的这种传统涡轮发动机高压压气机转子有如下缺陷1)由于叶盘之间需要通过独立的定距环和螺栓来连接固定，因此整个转子的零部件数量非常多，这无疑使得转子的重量相当大，而且在通过螺栓连接时，还必须在定距环5’的端部设置安装边来提高转子在螺栓连接部位的强度，这更加重了转子的重量；2)同时，由于采用螺栓连接的方式，相应的螺栓孔处会产生应力集中；幻叶盘之间的焊接处理会存在潜在的焊接缺陷，在转子高速运转过程中焊接部位容易出现疲劳；4)由于上述提及的零件数多、重量大和焊接等特点，整个转子的拆卸和装配都很不便。
实用新型内容因此，提供一种各级轮盘之间不采用焊接连接而是采用一根中心拉杆将前轴颈、 后轴颈以及各级轮盘压紧连接的高压压气机转子将是有利的。进一步地，提供一种各级轮盘之间也不采用螺栓连接而是将定距环与相应轮盘一体成型来减少转子的零部件数目也将是有力的。为此，根据本实用新型的一个方面，提供一种高压压气机转子，其包括若干级叶盘，每一级叶盘包括一轮盘和位于所述轮盘周缘上的若干叶片；一前轴颈，其与若干级叶盘的第一级叶盘相关联；一后轴颈，其与若干级叶盘的最后一级叶盘相关联；多个定距环，每个定距环位于相邻的两个叶盘的轮盘之间；其中，转子还包括一中心拉杆，中心拉杆的前端和后端分别与前轴颈和后轴颈螺纹啮合，从而使前轴颈、后轴颈以及若干级叶盘压紧连接在一起；每一所述定距环在其自由端设有装配凹口或突出部，与所述自由端相连的所述轮盘具有突出部或装配凹口，所述突出部适配于所述装配凹口中从而使相邻的两个所述叶盘之间相互抵靠连接。在这一方面，由于中心拉杆的设置以及定距环的装配凹口与适配的轮盘的突出部的抵靠连接，使得本实用新型不采用焊接就可以将前轴颈、后轴颈以及各级轮盘压紧连接。优选地，所述装配凹口和突出部分别具有防止所述轮盘在轴向和径向脱离与相邻的所述轮盘的接合的轴向定位面和径向定位面。进一步优选地，定距环与相应的叶盘的轮盘一体成型，从而不需要螺栓连接，进一步减少了转子的零部件，且减少了应力集中的出现。又进一步优选地，上述叶盘为整体叶盘，即每个叶盘的若干叶片和其轮盘一体形成。这样可以进一步地减少高压压气机转子的零部件，从而降低转子重量、提高装配效率。再进一步地，若干级整体叶盘包括6级叶盘，其第二级叶盘的轮盘在其两侧各具有一个定距环；若干级整体叶盘的第四级叶盘的轮盘在其两侧也各具有一个定距环。又进一步优选地，至少一个上述定距环的中间段下凹，这样可使得在转子转动过程中定距环有轴向伸长的趋势，可保证转子各级轮盘之间的轴向压紧力和转子的刚度。通过参考下面所描述的实施方式，本实用新型的这些方面和其他方面将会得到清晰地阐述。
本实用新型的结构和操作方式以及进一步的目的和优点将通过
以下结合附图的描述得到更好地理解，其中，相同的参考标记标识相同的元件图1为传统涡轮发动机的高压压气机转子的结构示意图，为清楚起见，只示出了转子中心轴X—侧的结构；图2为根据本实用新型的优选实施方式的高压压气机转子的结构示意图，为清楚起见，只示出了转子中心轴X —侧的结构。
具体实施方式
根据要求，这里将披露本实用新型的具体实施方式
。然而，应当理解的是，这里所披露的实施例仅仅是本实用新型的典型例子而已，其可体现为各种形式。因此，这里披露的具体细节不被认为是限制性的，而仅仅是作为权利要求的基础以及作为用于教导本领域技术人员以实际中任何恰当的方式不同地应用本实用新型的代表性的基础，包括采用这里所披露的各种特征并结合这里可能没有明确披露的特征。如图2所示，根据本实用新型一优选实施方式的高压压气机转子100由中心拉杆 1、六级叶盘2、前轴颈3、后轴颈4以及多个定距环5组成。六级叶盘2包括第一级叶盘21、 第二级叶盘22、第三级叶盘23、第四级叶盘M、第五级叶盘25、第六级叶盘沈，其中，该六级叶盘21 沈具有轮盘Pl P6、叶片Bl B6。和现有技术一样，前轴颈3的一端与轴承 (图未示)连接而另一端与第一级叶盘21的轮盘Pl相关联，后轴颈3 —端与涡轮轴(图未示)连接而另一端与第六级叶盘26相关联。从图2可以看出，在本实施方式中，定距环5共有5个，从定距环51 55，其中定距环51、52分别与第二级轮盘P2构成一体，53,54与第四级轮盘P4构成一体，55与第六级轮盘P6构成一体。当然，定距环51 55的设置方式也可以采用其他方式比如定距环51
4与第一级轮盘Pl —体成型，定距环52与第三级轮盘P3 —体成型。同样地，定距环53、54 也可以分别与第三级轮盘P3、第五级轮盘P5 —体成型。其中，各级定距环5的自由端，即与其他轮盘相对接的一端，设有轴向定位面511 551和径向定位面512 552。相应地，与这些定距环5相对接的轮盘也具有相应的定位面。再如图2所示，在本实施方式中，中心拉杆1的前端和后端分别与前轴颈3和后轴颈4螺纹接合，从而将六级叶盘2在轴向上拉紧。同时，利用上述各轴向定位面之间的摩擦力传递扭转力矩，利用上述各轴向定位面之间的压紧力传递轴向气动力。需要理解的是，在转子的转动过程中，由于离心力作用，中间段下凹的定距环51 55有轴向伸长的趋势，可保证转子各级轮盘之间的轴向压紧力和转子1的刚度。本实用新型的技术内容及技术特点已揭示如上，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述结构和材料作各种变化和改进，包括这里单独披露或要求保护的技术特征的组合，明显地包括这些特征的其它组合。这些变形和/或组合均落入本实用新型所涉及的技术领域内，并落入本实用新型权利要求的保护范围。需要注意的是，按照惯例，权利要求中使用单个元件意在包括一个或多个这样的元件。此外，不应该将权利要求书中的任何参考标记构造为限制本实用新型的范围。
权利要求1.一种高压压气机转子，其包括若干级叶盘，每一级叶盘包括一轮盘和位于所述轮盘周缘上的若干叶片；一前轴颈，其与所述若干级叶盘的第一级叶盘相关联；一后轴颈，其与所述若干级叶盘的最后一级叶盘相关联；多个定距环，每个定距环位于相邻的两个所述叶盘的所述轮盘之间；其特征在于，所述转子还包括一中心拉杆，所述中心拉杆的前端和后端分别与所述前轴颈和后轴颈螺纹啮合，从而使所述前轴颈、后轴颈以及所述若干级叶盘在轴向上拉紧连接在一起；每一所述定距环在其自由端设有装配凹口或突出部，与所述自由端相连的所述轮盘具有突出部或装配凹口，所述突出部适配于所述装配凹口中从而使相邻的两个所述叶盘之间相互抵靠连接。
2.如权利要求1所述的高压压气机转子，其特征在于，所述装配凹口和突出部分别具有防止所述轮盘在轴向和径向脱离与相邻的所述轮盘的接合的轴向定位面和径向定位面。
3.如权利要求1或2所述的高压压气机转子，其特征在于，所述定距环与相应的所述叶盘的所述轮盘一体成型。
4.如权利要求3所述的高压压气机转子，其特征在于，所述叶盘为整体叶盘。
5.如权利要求4所述的高压压气机转子，其特征在于，所述若干级整体叶盘的第二级叶盘的所述轮盘在其两侧各具有一个所述定距环。
6.如权利要求5所述的高压压气机转子，其特征在于，所述若干级整体叶盘的第四级叶盘的所述轮盘在其两侧各具有一个所述定距环。
7.如权利要求1或2所述的高压压气机转子，其特征在于，至少一个所述定距环的中间段下凹。
专利摘要本实用新型涉及高压压气机转子领域，该转子包括若干级整体叶盘、与若干级整体叶盘的第一级叶盘相关联的一前轴颈、与若干级整体叶盘的最后一级叶盘相关联的一后轴颈、以及多个定距环，每一级整体叶盘包括若干叶片和一轮盘，每个定距环位于相邻的两个叶盘的轮盘之间，其中，转子还包括一中心拉杆，中心拉杆的前端和后端分别与前轴颈和后轴颈螺纹啮合，从而将若干级叶盘拉紧在一起；每一定距环在其自由端设有装配凹口，与自由端相连的轮盘具有突出部，突出部适配于装配凹口中从而使相邻的两个叶盘之间相互抵靠连接。该转子的各级整体轮盘之间不需要借助焊接来连接固定，因此提高了安全性。
文档编号F04D29/26GK202266495SQ20112025520
公开日2012年6月6日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者杨文强, 王青, 陈美宁, 雷丕霓, 高国荣 申请人:中航商用航空发动机有限责任公司