一种涡轮级间外流道静子件连接结构的制作方法

本申请属于航空发动机，特别涉及一种涡轮级间外流道静子件连接结构。

背景技术：

1、高负荷小涵道比航空发动机的涡轮工作环境非常恶劣，高压涡轮进口温度超过1500℃，涡轮叶片承受的气动载荷也很大，外环和涡轮叶片通常需要引入冷气进行降温，以保证材料使用温度和强度满足要求。而高低压涡轮级之间的静子连接结构既要协调严重不匹配的变形，也要保证冷却密封的有效性，同时还受到空间限制，并且要考虑单元体式设计便于拆装更换、模块化管理的功能，设计难度很大。

2、传统的高负荷小涵道比发动机带冷却的高压外环和低导叶片（低压涡轮导向叶片）之间的连接形式有两种：

3、如图1所示，形式一是将高压外环和低压涡轮导向叶片安装在一个机匣上(或带有中介安装边的两个机匣)，这种方式可以减少尺寸链累计，也有利于减少工作状态的变形差异，但高压外环和低压涡轮导向叶片存在温度差异和材料不同，造成主流道位置的搭接部位仍存在很大变形差异，由于距离安装边很近空间受限，通常采用直接搭接或弹性的封严片进行，但该方式封严效果不好，封严片容易磨损，搭接位置容易损伤，并且高低涡轮无法实现独立的单元体设计，需要将低压涡轮导向叶片设计在高压单元体上；

4、如图2所示，另一种形式二是将高压外环和低压涡轮导向叶片安装在前机匣和后机匣两个机匣上，前机匣和后机匣的前、后安装边分别装配在同一个外接机匣上进行固定，由于工作状态的前后机匣及高压外环与低压涡轮导向叶片之间的搭接位置变形差异很大，因此在前后机匣之间设置浮动封严片，在高压外环与低压涡轮导向叶片之间设置弹性封严片实现密封，这种形式虽然可以在高压外环和低压涡轮导向叶片之间有足够的空间设计复杂的多层弹片搭接结构来加强封严效果，但高压外环和低压涡轮导向叶片之间的变形差异更大，浮动的裕度也更大，装配结构更加复杂、重量增加、大量的封严片长期使用变形难以控制，容易出现泄露等问题；此外外接机匣的长度通常很长，导致两端定位孔变形难以控制。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种涡轮级间外流道静子件连接结构，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

2、本申请的技术方案是：一种涡轮级间外流道静子件连接结构，包括：

3、低压涡轮机匣，其具有机匣前安装结构和机匣后挂钩；

4、低压涡轮导向叶片，所述低压涡轮导向叶片的后安装边插接在所述低压涡轮机匣的机匣后挂钩上，通过装配在所述机匣后挂钩后侧凹槽内的挡块实现轴向定位；

5、高压外环安装环，所述高压外环安装环连接至低压涡轮机匣上，其中，所述高压外环安装环的内侧设有安装环前安装结构和安装环后挂钩；

6、高压外环，所述高压外环具有适配所述安装环前安装结构和安装环后挂钩的配合安装结构和后凹槽，所述高压外环与高压外环安装环配合安装以形成高压外环组件；

7、其中，所述低压涡轮导向叶片的前安装边形成开口，所述高压外环安装环的安装环后挂钩形成后凸台结构，所述安装环后挂钩形成的后凸台结构插入至所述前安装边形成的开口中，且低压涡轮导向叶片的前安装边形成轴向凸起，所述轴向凸起与所述安装环后挂钩一起插入所述高压外环的后凹槽中。

8、进一步的，所述低压涡轮导向叶片的后安装边与低压涡轮机匣的挂钩定位面采用间隙配合。

9、进一步的，所述安装环后挂钩形成的后凸台结构与前安装边形成的开口在径向上为间隙配合，且所述后凸台结构与开口在轴向上具有形成通道的间隙h1。

10、进一步的，所述低压涡轮导向叶片的前安装边上设有多个通气孔。

11、进一步的，所述安装环后挂钩下端面周向设有多个凹槽，在所述安装环后挂钩下端面形成花边结构。

12、进一步的，高压外环的后凹槽径向高度大于安装环后挂钩及低压涡轮导向叶片的前安装边轴向凸起，从而形成径向通道间隙；

13、所述高压外环的后凹槽结构与低压涡轮导向叶片的前安装边之间在轴向和径向上具有形成通道的前间隙h3、后间隙h5和径向间隙h4。

14、进一步的，所述间隙h1小于前间隙h3和/或后间隙h5。

15、进一步的，还包括通气管，所述通气管安装在所述低压涡轮机匣上，用于向高压外环组件与低压涡轮导向叶片之间的供气腔供气。

16、进一步的，向供气腔内通入的气体为高压冷却气。

17、本申请提供的连接结构通过将低压涡轮导向叶片的前安装边直接与高压外环组件形成卡槽式插接结构连接，结构形式简单，低压涡轮导向叶片采用单元体状态悬臂式结构设计，保障装配的同时，为工作状态高低压连接位置的热协调变形优化创造了条件，保证了密封、局部冷却、热协调的多种功能，实现了高低压涡轮单元体形式连接，可靠性好，不容易损坏便于装拆更换。

技术特征：

1.一种涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，所述低压涡轮导向叶片的后安装边与低压涡轮机匣的挂钩定位面采用间隙配合。

3.如权利要求1所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，所述安装环后挂钩形成的后凸台结构与前安装边形成的开口在径向上为间隙配合，且所述后凸台结构与开口在轴向上具有形成通道的间隙h1。

4.如权利要求3所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，所述低压涡轮导向叶片的前安装边上设有多个通气孔。

5.如权利要求4所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，所述安装环后挂钩下端面周向设有多个凹槽，在所述安装环后挂钩下端面形成花边结构。

6.如权利要求3所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，所述高压外环的后凹槽径向高度大于安装环后挂钩及低压涡轮导向叶片的前安装边轴向凸起，从而形成径向通道间隙；

7.如权利要求6所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，所述间隙h1小于前间隙h3和/或后间隙h5。

8.如权利要求1所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，还包括通气管，所述通气管安装在所述低压涡轮机匣上，用于向高压外环组件与低压涡轮导向叶片之间的供气腔供气。

9.如权利要求8所述的涡轮级间外流道静子件连接结构，其特征在于，向供气腔内通入的气体为高压冷却气。

技术总结
本申请提供了一种涡轮级间外流道静子件连接结构，属于航空发动机技术领域，包括：低压涡轮机匣；低压涡轮导向叶片，其后安装边插接在低压涡轮机匣的机匣后挂钩上，通过装配在机匣后挂钩后侧凹槽内的挡块实现轴向定位；高压外环安装环，其连接至低压涡轮机匣上，其内侧设有安装环前安装结构和安装环后挂钩；高压外环，其具有适配安装环前安装结构和安装环后挂钩的配合安装结构和后凹槽，高压外环与高压外环安装环配合安装以形成高压外环组件；其中，低压涡轮导向叶片的前安装边形成开口，安装环后挂钩具有后凸台结构，后凸台结构插入至开口中，且低压涡轮导向叶片的前安装边形成轴向凸起，轴向凸起与安装环后挂钩一起插入高压外环的后凹槽中。

技术研发人员：程荣辉,刘美,曹茂国,马世岩,田静,袁昌,柳文东,李宏磊,詹月心
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17