用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓和涡轮发动的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓和涡轮发动机，紧固螺栓包括头部和螺杆，其特征在于，紧固螺栓的头部至少在一个方向上的径向宽度等于或小于螺杆的直径。本实用新型的紧固螺栓的头部至少在一个方向上的径向宽度等于或小于所述螺杆的直径，从而在机匣安装边的连接结构出现分离现象时能减小紧固螺栓的头部的偏心距，因此能够有效降低头部与螺杆转接截面处的应力，提高紧固螺栓的疲劳寿命，进而增加紧固螺栓的使用寿命，以此来保障连接结构的正常安全工作，降低涡轮发动机的故障率。
【专利说明】用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓和涡轮发动机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及涡轮发动机设备领域，更具体地，涉及一种用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓和涡轮发送机。
【背景技术】
[0002]涡轮发动机的设计资料和装配要求规定，在涡轮发动机的外壳的结合点处要设置辅助安装节，辅助安装节的安装通过8个六角头螺栓连接，首先拧紧水平方向上的3个螺栓，然后用49Nm的力矩拧紧周向的5个螺栓，从而利用辅助安装节辅助外壳的结合与固定。
[0003]某涡桨发动机的辅助安装节的螺栓已多次出现断裂现象，严重影响了该发动机的正常工作与运行，这样不仅对该涡桨发动机的质量产生不良影响，并且还容易发生事故，造成人身与财产损失。
实用新型内容
[0004]本实用新型旨在提供一种用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓和涡轮发动机，以解决现有技术的辅助安装节的螺栓容易发生断裂事故，从而影响该发动机的正常工作与运行的问题。
[0005]为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓，包括头部和螺杆，其特征在于，紧固螺栓的头部至少在一个方向上的径向宽度等于或小于螺杆的直径。
[0006]进一步地，头部在垂直于紧固螺栓的轴向的平面上的投影呈多边形。
[0007]进一步地，头部在垂直于紧固螺栓的轴向的平面上的投影呈四边形。
[0008]进一步地，头部的长边的长度大于螺杆的直径，头部的短边的长度等于螺杆的直径。
[0009]进一步地，螺杆上沿径向设置有销孔，销孔沿头部的径向宽度最短的方向开设。
[0010]根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种涡轮发动机，包括设置在燃烧室外侧的第一壳体和设置在压气机外侧的第二壳体，涡轮发动机还包括辅助安装节，辅助安装节设置在第一壳体和第二壳体的接合处，第一壳体、第二壳体和辅助安装节通过上述的紧固螺栓紧固连接。
[0011]进一步地，第一壳体、第二壳体和辅助安装节通过多个紧固螺栓紧固连接。
[0012]本实用新型的紧固螺栓的头部至少在一个方向上的径向宽度等于或小于所述螺杆的直径，从而在机匣安装边的连接结构出现分离现象时能减小紧固螺栓的头部的偏心距，因此能够有效降低头部与螺杆转接截面处的应力，提高紧固螺栓的疲劳寿命，进而增加紧固螺栓的使用寿命，以此来保障连接结构的正常安全工作，降低涡轮发动机的故障率。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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:
[0014]图1示意性示出了本实用新型中的用于发动机的辅助安装节的紧固螺栓的正视图；
[0015]图2示意性示出了本实用新型中的用于发动机的辅助安装节的紧固螺栓的俯视图；
[0016]图3示意性示出了本实用新型中的紧固螺栓安装到第一壳体、第二壳体和辅助安装节上的剖视图。
[0017]图中附图标记:10、头部；20、螺杆；21、销孔；30、螺母；40、开口销；100、第一壳体；200、第二壳体；300、辅助安装节。
【具体实施方式】
[0018]以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
[0019]根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓，如图1至3所示，该紧固螺栓包括头部10和螺杆20，其特征在于，紧固螺栓的头部10至少在一个方向上的径向宽度等于或小于螺杆20的直径。
[0020]对断裂的螺栓进行分析得知，当发动机工作时，由于载荷的作用，辅助安装节300发生变形，从而使螺栓头部发生偏斜，螺栓头部承受偏斜载荷导致的过大弯曲应力，该弯曲应力σ = F(l+8e/D) /A，其中F代表螺栓轴向载荷、e代表螺栓头偏心距、D代表螺纹直径、A代表螺杆截面积。因此在载荷的反复作用下，螺栓在头部与螺杆的转接截面处发生弯曲疲劳进而断裂。
[0021]而本实用新型的紧固螺栓的头部10至少在一个方向上的径向宽度等于或小于所述螺杆20的直径，从而在机匣安装边的连接结构出现分离现象时能减小紧固螺栓的头部10的偏心距，因此能够有效降低头部10与螺杆20转接截面处的应力，提高紧固螺栓的疲劳寿命，进而增加紧固螺栓的使用寿命，以此来保障连接结构的正常安全工作，降低涡轮发动机的故障率。
[0022]优选地，头部10在垂直于紧固螺栓的轴向的平面上的投影呈多边形。更优选地，如图2所示，头部10在垂直于紧固螺栓的轴向的平面上的投影呈四边形。将紧固螺栓的头部10从六边形变为四边形，也能够起到缩短偏心距的效果，提高紧固螺栓的疲劳寿命。
[0023]进一步地，头部10的长边的长度大于螺杆20的直径，头部10的短边的长度等于螺杆20的直径。当头部10的短边的长度等于螺杆20的直径，在该方向上的偏心距缩短至最小，在该方向上紧固螺栓的疲劳寿命达到最大。
[0024]优选地，如图1所示，螺杆20上沿径向设置有销孔21，销孔21沿头部10的径向宽度最短的方向开设。销孔21是为了设置开口销40，并以此来防止紧固螺栓松脱，起到防松的作用。
[0025]优选地，紧固螺栓用于航空涡轮发动机的机匣安装边的连接结构处。
[0026]根据本实用新型的另一个方面，还提供了一种涡轮发动机，包括设置在燃烧室外侧的第一壳体100和设置在压气机外侧的第二壳体200，涡轮发动机还包括辅助安装节300，辅助安装节300设置在第一壳体100和第二壳体200的接合处，第一壳体100、第二壳体200和辅助安装节300通过上述的紧固螺栓紧固连接。
[0027]如图3所示，本实用新型的禁锢螺栓由螺母30配合将第一壳体100、第二壳体200和辅助安装节300紧固在一起，该紧固螺栓应用到涡轮发动机上，断裂情况的发生率明显降低，发动机的安全运行得到了保障，进而提高了涡轮发动机的可靠性。
[0028]优选地，第一壳体100、第二壳体200和辅助安装节300通过多个紧固螺栓紧固连接。
[0029]以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于涡轮发动机机匣安装边的紧固螺栓，包括头部(10)和螺杆(20)，其特征在于，所述紧固螺栓的头部(10)至少在一个方向上的径向宽度等于或小于所述螺杆(20)的直径。
2.根据权利要求1所述的紧固螺栓，其特征在于，所述头部(10)在垂直于所述紧固螺栓的轴向的平面上的投影呈多边形。
3.根据权利要求2所述的紧固螺栓，其特征在于，所述头部(10)在垂直于所述紧固螺栓的轴向的平面上的投影呈四边形。
4.根据权利要求3所述的紧固螺栓，其特征在于，所述头部(10)的长边的长度大于所述螺杆(20)的直径，所述头部(10)的短边的长度等于所述螺杆(20)的直径。
5.根据权利要求1所述的紧固螺栓，其特征在于，所述螺杆(20)上沿径向设置有销孔(21)，所述销孔(21)沿所述头部(10)的径向宽度最短的方向开设。
6.一种涡轮发动机，包括设置在燃烧室外侧的第一壳体(100)和设置在压气机外侧的第二壳体(200)，其特征在于，所述涡轮发动机还包括辅助安装节(300)，所述辅助安装节(300)设置在所述第一壳体(100)和所述第二壳体(200)的接合处，所述第一壳体(100)、所述第二壳体(200)和所述辅助安装节(300)通过权利要求1至5中任一项所述的紧固螺栓紧固连接。
7.根据权利要求6所述的涡轮发动机，其特征在于，所述第一壳体(100)、所述第二壳体(200)和所述辅助安装节(300)通过多个所述紧固螺栓紧固连接。
【文档编号】F16B35/00GK204041674SQ201420375476
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月8日 优先权日:2014年7月8日
【发明者】刘恢先, 王育妮, 候宪勇, 王珊 申请人:中国南方航空工业(集团)有限公司