具有用于防止旋转锁旋松的锁定板的转子的制作方法

本实用新型涉及一种转子，特别涉及一种燃气轮机转子，具有多个转子盘，每个转子盘都具有轴向贯通孔，该多个转子盘经由延伸通过这些贯通孔的至少一个拉杆轴向而被夹紧，并被组装成至少一个转子盘单元，其中包围该拉杆的至少一个支撑环抵靠该拉杆的外径，该支撑环与相关联的转子盘啮合，并且拉杆经由该支撑环而在该转子盘上被支撑，以及其中至少一个锁定环被设置，以用于轴向固定该至少一个支撑环。

背景技术：

已知在现有技术的多种实施方式中，可以从形成一个或多个转子盘组的多个单个转子盘来组装转子。每个转子盘单元中的多个转子盘经由拉杆彼此抵靠平压，其中压力通常由在末端处被拧到拉杆上的螺母产生。而且，在大多数情况下，直接相邻布置的转子盘通过形状配合而彼此连接并向中对齐。这种形状配合例如可以经由所谓的端齿形成。

在工作期间，转子遭受机械振动，机械振动的频率尤其取决于拉杆的自由振动长度。随着转子总长度的增加，拉杆的自由振动长度也增加，这导致其固有频率偏移到接近于转子旋转频率的一个较低水平。这种频率偏移可能会涉及不可接受的高振幅，这可能会损害转子的功能并导致损坏。

为了减小拉杆的自由振动长度，已知的是将至少一个支撑环附接在拉杆的外径上，并将其连接到多个转子盘中的一个转子盘。经由这种支撑环，拉杆可以在对应的转子盘上被支撑。因此，例如DE 2 643886提出了具有加大内径的倒扣环形式的支撑环，其中倒扣环通过该支撑环的具有较大内径的自由端而啮合到被设置在相应转子盘上的环形槽中，并且通过最小内径而在拉杆上被支撑。在工作期间，由于转子盘的离心力的拉伸，连接到转子盘的倒扣环的端部被加宽，以使得抵靠拉杆外周的倒扣环内径在端部处压在拉杆上，由此可以实现转子盘与拉杆之间的固定夹紧，并因此实现了期望的支撑效果。

为了防止支撑环沿拉杆的外周轴向移动，还已知通过附加锁定环来轴向地固定该支撑环。因此，DE 2 643 886提出例如使用一个套筒状锁定环，该套筒状锁定环插入在支撑环与另一个转子盘之间、并且与这些转子盘一起经由拉杆而夹紧。如果不具备另一个转子盘，则必须使用虚拟转子盘，以便能够在支撑环旁边轴向按压锁定套筒。然而，这种虚拟转子盘的使用具有高成本，这是不期望的。

技术实现要素：

基于上述现有技术，本实用新型的目的是提供一种前述类型的、具有替代结构的低成本转子。

为了实现该目的，本实用新型提供了一种前述类型的转子，其特征在于，锁定环借助于防旋转锁被紧固在相关联的转子盘上，并将支撑环保持在该转子盘上，其中通过使用锁定板来固定锁定环以防止旋松。因此，根据本实用新型，在轴向方向上，支撑环在一侧被与该支撑环连接的转子盘包围，而在另一侧被紧固在同一转子盘上的锁定环包围。因此，不需要经由拉杆使锁定环抵靠支撑环夹紧。相应地，可以省去使用虚拟转子盘。锁定环在转子盘上的紧固借助于防旋转锁而被实现，该防旋转锁借助于锁定板而被固定以防止旋松，由此得到简单和低成本的转子结构。

根据本实用新型的实施例，锁定板与锁定环啮合，并与相关联的转子盘啮合。以这种方式，实现了简单的结构。

有利地，在根据本实用新型的转子的情况下，锁定环具有用于容纳锁定板的凹部，该凹部以L形的方式、在锁定环的外周表面上以及在锁定环的面对相关联的转子盘的端面上延伸。这样的L形凹部例如可以借助于铣削而以低成本(也可事后地)形成在锁定环上，并且使得锁定板能够被固定在锁定环上。

优选地，与锁定环相关联的转子盘具有在外端面上径向延伸的切口，该切口用于容纳锁定板，并且该切口被定位成当锁定环位于锁定位置时对准锁定环的凹部。例如，在相关联的转子盘上的这一切口也可以借助于铣削而以低成本(也可事后地)形成在转子盘中。切口的位置同时限定了锁定环相对于相关联的转子盘所需旋转的程度，以确保锁定环被紧固在转子盘上。

根据基于本实用新型的转子的另一实施例，锁定板具有Z形设计，并且被容纳在锁定环的凹部和转子盘的切口中。为了实现Z形设计，优选地，首先将L形锁定板插入到锁定环的L形凹部中，然后使该锁定环与相关联的转子盘啮合，并借助于防旋转锁将该锁定环紧固在该相关联的转子盘上，随后将该锁定板的、从外侧可及的自由支脚弯曲到该转子盘的切口中，由此得到Z形设计。

有利地，防旋转锁被设计为卡口连接。作为替代方式，例如，螺纹连接也可以充当防旋转锁。

在卡口连接的情况下，锁定环具有沿着其圆周分布的径向突出的多个卡口凸耳，这些卡口凸耳被啮合到被设置在相关联的转子盘上的一个环形卡口槽中，该卡口槽设置有多个卡口凸耳容纳开口，这些卡口凸耳容纳开口被形成为与卡口凸耳相对应，并使得该多个卡口凸耳能够轴向插入到卡口槽中。

根据按照本实用新型的转子的一个实施例，锁定环的凹部分割该多个卡口凸耳中的一个卡口凸耳。锁定环的这种凹部设计确保了在安装期间、锁定板不会在锁定环旋转时脱离凹部。特别地，该凹部可以从中间分割该多个卡口凸耳中的一个卡口凸耳。

根据本实用新型的另一实施例，支撑环具有加大的内径，并且以其较大内径的自由端啮合到被设置在相关联的转子盘上的环形槽中。因此，该支撑环例如可以按照与DE 26 43 886中公开的倒扣环类似的方式而被设计。

本实用新型还涉及锁定板的用途，用于固定锁定环以防止旋松，从而保持支撑环与转子盘啮合。

附图说明

基于参照附图对根据本实用新型的实施例的转子的以下描述，本实用新型的其他特征和优点变得清楚。在图中：

图1示出了根据本实用新型的转子的示意性截面图；

图2示出了由图1中的附图标记II标识的区段的放大透视截面图，其示出了根据本实用新型的实施例的装置；

图3示出了图2所示的本实用新型的实施例的处于解锁和非固定状态的透视截面图；

图4示出了图2和图3所示的本实用新型的实施例的锁定环的透视图；

图5示出了由图4中的附图标记V标识的区段的放大透视图；

图6示出了图5所示区段的透视后视图；

图7示出了用于根据本实用新型的实施例的装置的锁定板的透视图；以及

图8示出了用于图4所示的锁定环的锁定工具的透视图。

具体实施方式

图1至图7示出了根据本实用新型实施例的转子。转子1形成本文中的燃气轮机转子，并包括多个分别具有轴向贯通孔2的转子盘3、中空轴4以及延伸通过贯通孔2和中空轴4的拉杆5，转子盘3和中空轴4经由该拉杆5被轴向夹紧，这种夹紧可以根据已知方式来使用在端部处被拧到拉杆5的夹紧部件6而进行。在这种情况下，转子盘3被组装成压缩机侧的转子盘单元7和涡轮机侧的转子盘单元8，其中空心轴4被布置在两个转子盘单元7和8之间。直接相邻布置的转子盘3的彼此面对的端面分别设置有端齿(未详细示出)，因此，借助于拉杆5的夹紧还实现了相邻的多个转子盘3之间的形状配合连接以及相对于转子1的中心轴线M的向中对齐。转子叶片9被布置在相应转子盘3的外周上。间隙10被设置在转子盘3之间并且用于传导冷却流体，该冷却流体用以冷却转子盘3并且经由一个冷却通道被馈送，该冷却通道形成于拉杆5与转子盘3或中空轴4之间。

由于拉杆5的长度较长，多个支撑环11抵靠拉杆5的外径，如图2和图3所示，这些支撑环分别与多个转子盘3中的一个转子盘啮合。每个支撑环11都具有加大的内径，其中具有较大内径的自由端都啮合到环形槽12中，该环形槽12被设置在相邻布置的转子盘3上。为了轴向固定支撑环11，提供了锁定环13，在各种情况下，该锁定环13均借助于防旋转锁被固定在一个转子盘3上，该转子盘3还啮合相关联的支撑环11。锁定环13被设计成使该锁定环13包围相关联的支撑环11的端面14，该端面14远离相关联的转子盘3而指向。每个锁定环13都由金属以单件的形式制造。

锁定环13和转子盘3之间的防旋转锁被设计为卡口连接。为了实现卡口连接，锁定环13具有径向突出的多个卡口凸耳15，这些卡口凸耳15沿锁定环13圆周分布，并且啮合到被设置在相关联的转子盘3上的环形卡口槽16中，卡口槽16设置有卡口凸耳容纳开口17，该卡口凸耳容纳开口17被设计为与卡口凸耳15相对应，并且使得卡口凸耳15能够轴向插入到卡口槽16中。相应地，锁定环13可以在轴向上被推入到支撑环11上方，其中卡口凸耳15被插入相关联的卡口凸耳容纳开口17中，由此，卡口凸耳15能够在锁定环13在卡口槽16中的旋转运动过程中被轴向固定。

锁定环13具有L形凹部18，该凹部18在锁定环13的外周表面上和锁定环13的面对相关联的转子盘3的端面上延伸，并从中间分割一个卡口凸耳15。在锁定环13的背对转子盘3的端面上，提供了两个径向相对布置的容纳开口19，这些容纳开口19可以容纳锁定工具21的对应突起20。

在转子盘3的外端面上形成径向延伸的切口22，该切口22的宽度基本上对应于设置在锁定环13上的凹部18的宽度。切口22被定位在转子盘3的这一端面上，使得当锁定环13位于锁定位置时，切口22对准锁定环13的凹部18。

锁定板23被提供以作为防旋松装置，该锁定板23在指定的安装状态下会防止锁定环13从锁定位置旋松。锁定板23具有Z形设计，并且被容纳在锁定环13的凹部18和转子盘3的切口22中。为此，锁定板23的宽度基本上对应于凹部18的宽度和切口22的宽度。

为了安装锁定环13，首先将锁定环13倒扣在拉杆5上，以使锁定环13包围支撑环11。然后，将处于预组装状态的初始的L形锁定板23插入到锁定环13的L形凹部18中。然后，将设置有锁定板23的锁定环13轴向插入到转子盘3的卡口槽16中，其中多个卡口凸耳15被插入到对应的多个卡口凸耳容纳开口17中。锁定工具21的多个突起20被插入到锁定环13上设置的多个容纳开口19中，借助于锁定工具21可以使锁定环13在卡口槽中旋转，直到锁定环13的凹部18对准转子盘3的切口22。至此，支承环11被轴向保持在转子盘3和锁定环13之间，并且被相应地固定。最终，锁定板23的突出的自由端被弯曲到转子盘3的切口22中。

根据本实用新型的锁定环13的主要优点在于，该锁定环13并非经由拉杆5抵靠相关联的支撑环11而被夹紧，因此支撑环11可以通过与支撑环11的位置无关的、简单和低成本方式而被安装。还可以在较低成本的情况下进行改装。此外，由于结构简单，所以可以通过高性价比的方式来制造锁定环13。用于固定锁定环13以防止旋松的锁定板23的用途提供了如下优点，即，在安装期间，力既不施加在转子盘3上也不施加在锁定环13上，由此避免了形成不期望的变形和/或裂缝。此外，这种布置可以毫无问题地拆卸，这在维护操作或维修操作期间是有利的。另外，所需的凹部18或切口22也可以以简单的方式在事后引入到锁定环13和转子盘3中，使得现有防旋松锁定装置可以根据本实用新型的防旋松锁而被替代。

虽然借助于优选的示例性实施例对本实用新型进行了详细完整的说明和详细描述，但是本实用新型并不受所公开的实施例的限制，本领域技术人员可以从本实用新型中获得其他变型，而不脱离本实用新型的保护范围。