专利名称：动力机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及动カエ程领域，更具体地，涉及ー种动カ机械。
背景技术：
燃气涡轮发动机或汽轮机等动カ机械含有高速旋转的转动体，转动体在工作过程中有可能因各种原因失效，产生高能碎块，从而可能击穿静子机匣，飞出动カ机械，危及周围物体的安全。现有的燃气涡轮发动机或汽轮机等动カ机械出于安全性方面的考虑，一般均在高速转动的转动体外部设置包容环结构，包容环主要作用是在转动体失效破坏，出现高能碎块飞出吋，吸收高能碎块的能量，避免高能碎块击穿动カ机械后危及周围的人和物体。现有的包容环结构一般用焊接、螺纹连接等形式安装在机匣上，也有采用机匣局部増加壁厚的方式形成包容能力。当高能碎块击打在包容环上时，包容环主要依靠本身材料的厚度吸收 高能碎块的能量，因此包容环需要设计得足够厚实，以确保高能碎块不会飞出。
发明内容
本发明提供一种动カ机械，g在实现动力机械的包容环结构轻巧可靠，可有效包容高能碎块的目的。本发明提供了ー种动カ机械，包括机匣、转动体和设置于转动体外侧的包容环，包容环与机匣连接，其中，包容环的径向运动和轴向运动受机匣约束并且包容环相对于机匣可自由转动地设置。进ー步地，机匣和包容环中的ー个包括环形凹槽；机匣和包容环中的另ー个包括与环形凹槽间隙配合的环形凸起。进ー步地，机匣包括径向设置的环形凹槽；包容环包括径向设置的环形凸起。进ー步地，机匣包括第一机匣体，包括位于第一机匣体端部的第一安装边 ，第二机匣体，包括位于第二机匣体端部的第二安装边，第一安装边与第二安装边的相対的端面抵接，环形凹槽的形状由第一安装边和第二安装边的相対的端面的形状限定。进ー步地，环形凹槽的截面为矩形、T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合。进ー步地，环形凹槽内部至少一部分的槽宽度大于环形凹槽的开ロ宽度。进ー步地，环形凹槽的截面为T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合。进ー步地，包容环为整体结构。进ー步地，包容环设置于机匣的内部或外部。进ー步地，动カ机械为燃气涡轮发动机或汽轮机。根据本发明的动カ机械，由于包容环的径向运动和轴向运动受机匣约束并且包容环相对于机匣可自由转动，当高能碎块击中包容环时，高能碎块击中包容环的カ可分解为两个方向，分别为径向力和切向力，切向力使包容环克服径向摩擦和周向摩擦后转动，因此，高能碎片的能量中径向カ产生的一部分能量被包容环吸收，切向カ产生的另一部分能量转化为包容环的动能和包容环转动摩擦产生的热能，在包容环进行厚度设计时，仅需要考虑被包容环吸收的部分能量，从而，与现有技术相比，在保证结构可靠的基础上包容环可以设计得更薄更轻巧。
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进ー步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中图I是根据本发明的动カ机械的结构示意图；图2是根据本发明的动カ机械的工作原理图。
具体实施例方式下面将參考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情 况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互組合。如图I所示，本实施例中的动カ机械包括机匣2、转动体3和设置于转动体3外侧的包容环I。包容环I与机匣2连接在一起。上述机匣2具体地包括第一机匣体和第二机匣体，第一机匣体的第一安装边22和第二机匣体的第二安装边23相対的端面抵接，第一安装边22和第二安装边23的相対的端面形状限定出了径向的环形凹槽21。上述包容环I通过一体设置的径向的环形凸起11与环形凹槽21间隙配合，使得包容环I的径向运动和轴向运动受机匣2约束。一方面，环形凸起11的内圆柱面与环形凹槽21的底圆柱面之间有一个很小的间隙(未图示)，即便于装配，又实现包容环I的径向约束，另ー方面，环形凹槽21的宽度略大于包容环I的环形凸起11的厚度，使得包容环I的环形凸起11与机匣2的环形凹槽21间有很小的间隙δ，从而保证包容环I受カ时既可以转动，又不至于使包容环I产生较大的径向和轴向串动量。如图2所示，当转动体3的破碎的能量块击中包容环I时，高能碎块击中包容环I的力F可分解为两个方向，分别为径向力Fl和切向力F2，切向力F2使包容环I克服径向摩擦和周向摩擦后转动。因此，高能碎片的能量中由径向カFl产生的部分能量El被包容环I吸收，由切向力F2产生的另一部分能量Ε2转化为包容环I的动能和包容环I转动摩擦产生的热能。因此，在包容环进行厚度设计时，仅需要考虑被包容环吸收的部分能量Ε1，从而，与现有技术相比，在保证结构可靠的基础上包容环可以设计得更薄更轻巧。本实施例中，环形凹槽21和环形凸起11的截面形状均为矩形。但是，环形凹槽和环形突起的截面也可以是T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合等形状。环形凹槽的具体形状同样可以由第一安装边22和第二安装边23的相对端面形状限定。本实施例中，环形凸起11设置在了包容环I的端面处，环形凹槽21的具体形状由第一安装边22和第二安装边23的相对端面形状限定。但是只要能保证包容环I的径向运动和轴向运动受机匣2约束并且包容环I相对于机匣2可自由转动地设置，环形凸起11和环形凹槽21的位置和数量均不限于以上具体实施例给出的结构。根据本实施例的动カ机械，上述的包容环I采用整体结构。但是本发明的动カ机械中，包容环和机匣都可以根据设计、安装等需要采用分体结构再进行组合的方式。本实施例的动カ机械中，包容环I设置于机匣2的外部。但是，包容环也可以设置在机匣的内部，同样可以实现包容高能碎块的作用。本实施例中，包容环的环形凹槽21的开ロ与凹槽内部具有相同的宽度。在ー个未示出的实施例中，环形凹槽内部至少有一部分的槽宽度大于上述环形凹槽的开ロ宽度，以保证环形凸起11在径向更好地受机匣2的约束，更好地防止包容环径向串动。以上动カ机械可以是燃气涡轮发动机或汽轮机。从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果通过第一机匣体端部的第一安装边和第二机匣体端部的第二安装边相对的端面抵接，形成与包容环的环形突起配合的环形凹槽，使包容环的轴向方向和径向方向的运动均受到机匣约束，但可相对于机匣自由转动。当高能碎块击中包容环时，高能碎块击中包容环的カF可分解为两个方向，分别为径向力Fl和切向力F2，切向力F2使包容环克服径向摩擦和周向摩擦后转动。因此，高能碎片的能量中径向カFl产生的一部分能量El被包容环吸收，切向力F2产生的另一部分能量E2转化为包容环的动能和包容环转动摩擦产生的热能。设计包容环厚度时，仅需要考虑吸收El这部分能量，因此包容环壁厚可以设计得更薄更轻巧。 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种动力机械，包括机匣(2)、转动体(3)和设置于所述转动体(3)外侧的包容环(I)，其特征在于，所述包容环(I)与所述机匣(2)连接，其中，所述包容环(I)的径向运动和轴向运动受所述机匣(2)约束并且所述包容环(I)相对于所述机匣(2)可自由转动地设置。
2.根据权利要求I所述的动力机械，其特征在于， 所述机匣(2)和所述包容环(I)中的一个包括环形凹槽(21)；所述机匣(2)和所述包容环(I)中的另一个包括与所述环形凹槽间隙配合的环形凸起(II)。
3.根据权利要求2所述的动力机械，其特征在于， 所述机匣(2)包括径向设置的所述环形凹槽(21)； 所述包容环(I)包括径向设置的所述环形凸起(11)。
4.根据权利要求3所述的动力机械，其特征在于，所述机匣(2)包括 第一机匣体，包括位于所述第一机匣体端部的第一安装边(22)； 第二机匣体，包括位于所述第二机匣体端部的第二安装边(23)，所述第一安装边(22)与所述第二安装边(23)的相对的端面抵接，所述环形凹槽(21)的形状由所述第一安装边(22)和所述第二安装边(23)的相对的端面的形状限定。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的动力机械，其特征在于，所述环形凹槽(21)的截面为矩形、T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的动力机械，其特征在于，所述环形凹槽(21)的内部至少一部分的槽宽度大于所述环形凹槽的开口宽度。
7.根据权利要求6所述的动力机械，其特征在于，所述环形凹槽的截面为T形、L形、梯形、曲线形或曲线与直线的组合。
8.根据权利要求I至4中任一项所述的动力机械，其特征在于，所述包容环(I)为整体结构。
9.根据权利要求I至4中任一项所述的动力机械，其特征在于，所述包容环(I)设置于所述机匣(2)的内部或外部。
10.根据权利要求I至4中任一项所述的动力机械，其特征在于，所述动力机械为燃气涡轮发动机或汽轮机。
全文摘要
本发明提供了一种动力机械，包括机匣、转动体和设置于转动体外侧的包容环，包容环与机匣连接，其中，包容环的径向运动和轴向运动受机匣约束并且包容环相对于机匣可自由转动地设置。根据本发明的动力机械，当高能碎块击中包容环时，高能碎块击中包容环的力可分解为两个方向，分别为径向力和切向力，切向力使包容环克服径向摩擦和周向摩擦后转动，因此，高能碎片的能量中径向力产生的一部分能量被包容环吸收，切向力产生的另一部分能量转化为包容环的动能和包容环转动摩擦产生的热能，在包容环进行厚度设计时，仅需要考虑被包容环吸收的部分能量，从而，在保证结构可靠的基础上包容环可以设计得更薄更轻巧。
文档编号F01D25/24GK102733868SQ20121023383
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月6日 优先权日2012年7月6日
发明者潘少杰, 蒋晓炜, 陈竞炜 申请人:中国航空动力机械研究所