用于燃氣輪機的自動定心裝配組件及燃氣輪機的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于燃氣輪機的自動定心裝配組件及燃氣輪機。用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，包括高壓轉(zhuǎn)子以及套設(shè)于高壓轉(zhuǎn)子外的高壓壓氣機靜子和高壓渦輪靜子，高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子的軸向連接的部位上設(shè)有多個用于通過連接緊固迫使高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子相對運動并趨于同軸的自動定心機構(gòu)；多個自動定心機構(gòu)沿高壓轉(zhuǎn)子的周向均勻分布。高壓渦輪靜子與高壓壓氣機靜子之間的準(zhǔn)確定位，以確保高壓渦輪靜子、高壓壓氣機靜子和燃燒室三者同軸度定位。既便于工藝加工、又能滿足設(shè)計要求，從而為發(fā)動機的正常工作提供前提條件。
【專利說明】
用于燃氣輪機的自動定心裝配組件及燃氣輪機
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及航空用燃氣輪機結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種用于燃氣輪機的自動定心裝配組件。此外，本實用新型還涉及一種包括上述用于燃氣輪機的自動定心裝配組件的燃氣輪機。
【背景技術(shù)】
[0002]燃氣輪機的高壓渦輪、燃燒室和高壓壓氣機三者都是在高溫高壓環(huán)境中工作，三者的軸向同軸度、軸向定位非常重要。高壓轉(zhuǎn)子高速運轉(zhuǎn)，必然帶來振動等不利因素。在保證高壓轉(zhuǎn)子不平衡量低于某一值的基礎(chǔ)上，高壓渦輪靜子、高壓壓氣機靜子和燃燒室三者的定位(保證同軸度)也很重要。
[0003]現(xiàn)有的安裝采用普通直螺釘穿過高壓壓氣機靜子上的通孔，與高壓渦輪靜子上的螺紋孔擰緊，該結(jié)構(gòu)只能保證壓緊兩個零件，而保證不了這兩個孔的同軸，若高壓壓氣機靜子裝配時偏移，該直螺釘仍然強行裝配，此時兩者已經(jīng)處于不同軸的裝配在一起;并且通過直螺釘結(jié)構(gòu)進行裝配，由于安裝空間的限制，無法在進行其他部件的裝配，因此該結(jié)構(gòu)無法具備防松功能，隨著發(fā)動機運行過程中的振動等因素，直螺釘很可能會松脫。
[0004]三者之間裝配若沒有定位同軸度要求，一方面可能導(dǎo)致高壓渦輪靜子與高壓壓氣機靜子裝配偏斜(不同軸)，從而導(dǎo)致燃燒室多處由于阻礙而無法裝配;再者即使燃燒室安裝上，高壓渦輪、燃燒室和高壓壓氣機三者也不同軸，會導(dǎo)致靜子與高壓轉(zhuǎn)子的配合處受到破壞，而達不到設(shè)計要求，使發(fā)動機失效。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型提供了一種用于燃氣輪機的自動定心裝配組件及燃氣輪機，以解決現(xiàn)有燃氣輪機的高壓渦輪、燃燒室和高壓壓氣機三者裝配沒有考慮同軸度要求，容易導(dǎo)致高壓渦輪靜子與高壓壓氣機靜子裝配偏斜，燃燒室多處由于阻礙而無法裝配；即使勉強裝配，也會造成使用過程中的相互作用力而破壞的技術(shù)問題。
[0006]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，包括高壓轉(zhuǎn)子以及套設(shè)于高壓轉(zhuǎn)子外的高壓壓氣機靜子和高壓渦輪靜子，高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子的軸向連接的部位上設(shè)有多個用于通過連接緊固迫使高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子相對運動并趨于同軸的自動定心機構(gòu);多個自動定心機構(gòu)沿高壓轉(zhuǎn)子的周向均勻分布O
[0007]進一步地，自動定心機構(gòu)包括帶有錐形螺頭并用于在螺紋連接緊固時通過錐形螺頭的徑向作用力迫使高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子相對運動至同軸的錐頭螺釘、開設(shè)于高壓壓氣機靜子的連接面上并用于引導(dǎo)錐頭螺釘進入并與錐形螺頭相互配合以迫使高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子相對運動至同軸的錐形連接孔以及開設(shè)于高壓渦輪靜子連接面并用于與錐頭螺釘進行螺紋緊固連接的螺紋鎖緊孔;錐頭螺釘、錐形連接孔、螺紋鎖緊孔三者一一對應(yīng)設(shè)置。
[0008]進一步地，錐形連接孔的內(nèi)表面貼覆有一層用于緩沖錐頭螺釘與錐形連接孔的孔壁之間相互作用力并將緊固后的錐頭螺釘沿周向鎖緊于錐形連接孔內(nèi)的錐形鎖片。
[0009]進一步地，錐頭螺釘?shù)穆輻U軸向尺寸小于或等于螺紋鎖緊孔的軸向尺寸;錐頭螺釘?shù)膹较虺叽缧∮诨虻扔阱F形連接孔的徑向尺寸，以形成裝配于錐形連接孔內(nèi)的錐形沉頭螺釘。
[0010]進一步地，錐形螺頭上表面設(shè)有扭矩施力槽，扭矩施力槽內(nèi)打入填充于扭矩施力槽內(nèi)并沿錐形螺頭的徑向頂?shù)钟阱F形連接孔的孔壁的充填鎖片。
[0011]進一步地，錐形鎖片采用連續(xù)的環(huán)圈形結(jié)構(gòu)；或者錐形鎖片采用在錐頭螺釘?shù)倪M入端呈鋸齒形的鋸齒環(huán)結(jié)構(gòu)。
[0012]進一步地，錐形鎖片的內(nèi)表面設(shè)置為用于提高錐形螺頭與錐形鎖片之間相互摩擦力的粗糙表面;或者錐形鎖片的內(nèi)表面設(shè)置有用于提高錐形螺頭與錐形鎖片之間相互摩擦力的凸形構(gòu)造。
[0013]進一步地，自動定心機構(gòu)沿高壓轉(zhuǎn)子的徑向布設(shè)有多排;相鄰排的自動定心機構(gòu)相互錯位排布。
[0014]進一步地，自動定心機構(gòu)僅設(shè)有一排，且設(shè)于高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子軸向連接面的中心位置。
[0015]根據(jù)本實用新型的另一方面，還提供了一種燃氣輪機，包括上述用于燃氣輪機的自動定心裝配組件。
[0016]本實用新型具有以下有益效果:
[0017]本實用新型用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，通過在高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子的軸向連接的部位設(shè)置自動定心機構(gòu)，在對高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子進行連接緊固的同時迫使高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子作相對運動，從而使高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子在連接緊固的同時兩者的連接孔處于同軸布置，同時自動定心機構(gòu)沿高壓轉(zhuǎn)子的周向均勻布設(shè)，以確保高壓壓氣機靜子與高壓渦輪靜子之間的安裝位置精度。高壓渦輪靜子與高壓壓氣機靜子之間的準(zhǔn)確定位，以確保高壓渦輪靜子、高壓壓氣機靜子和燃燒室三者同軸度定位。既便于工藝加工、又能滿足設(shè)計要求，從而為發(fā)動機的正常工作提供前提條件。
[0018]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0019]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0020]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的自動定心機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型優(yōu)選實施例的錐形鎖片的結(jié)構(gòu)示意圖之一；
[0023]圖4是本實用新型優(yōu)選實施例的錐形鎖片的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0024]圖例說明:
[0025]1、高壓轉(zhuǎn)子;2、高壓壓氣機靜子;3、高壓渦輪靜子;4、自動定心機構(gòu);401、錐頭螺釘;4011、錐形螺頭;4012、螺桿;402、錐形連接孔;403、螺紋鎖緊孔;404、錐形鎖片;405、充填鎖片;5、扭矩施力槽。
【具體實施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0027]圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型優(yōu)選實施例的自動定心機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型優(yōu)選實施例的錐形鎖片的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖4是本實用新型優(yōu)選實施例的錐形鎖片的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0028]如圖1和圖2所示，本實施例的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，包括高壓轉(zhuǎn)子I以及套設(shè)于高壓轉(zhuǎn)子I外的高壓壓氣機靜子2和高壓渦輪靜子3，高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3的軸向連接的部位上設(shè)有多個用于通過連接緊固迫使高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3相對運動并趨于同軸的自動定心機構(gòu)4;多個自動定心機構(gòu)4沿高壓轉(zhuǎn)子I的周向均勻分布。本實用新型用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，通過在高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3的軸向連接的部位設(shè)置自動定心機構(gòu)4，在對高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3進行連接緊固的同時迫使高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3作相對運動，從而使高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3在連接緊固的同時兩者的連接孔處于同軸布置，同時自動定心機構(gòu)4沿高壓轉(zhuǎn)子I的周向均勻布設(shè)，以確保高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3之間的安裝位置精度。高壓渦輪靜子3與高壓壓氣機靜子2之間的準(zhǔn)確定位，以確保高壓渦輪靜子3、高壓壓氣機靜子2和燃燒室三者同軸度定位。既便于工藝加工、又能滿足設(shè)計要求，從而為發(fā)動機的正常工作提供前提條件。
[0029]如圖1和圖2所示，本實施例中，自動定心機構(gòu)4包括帶有錐形螺頭4011并用于在螺紋連接緊固時通過錐形螺頭4011的徑向作用力迫使高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3相對運動至同軸的錐頭螺釘401、開設(shè)于高壓壓氣機靜子2的連接面上并用于引導(dǎo)錐頭螺釘401進入并與錐形螺頭4011相互配合以迫使高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3相對運動至同軸的錐形連接孔402以及開設(shè)于高壓渦輪靜子3連接面并用于與錐頭螺釘401進行螺紋緊固連接的螺紋鎖緊孔403。錐頭螺釘401、錐形連接孔402、螺紋鎖緊孔403三者——對應(yīng)設(shè)置。
[0030]如圖1和圖2所示，本實施例中，錐形連接孔402的內(nèi)表面貼覆有一層用于緩沖錐頭螺釘401與錐形連接孔402的孔壁之間相互作用力并將緊固后的錐頭螺釘401沿周向鎖緊于錐形連接孔402內(nèi)的錐形鎖片404。錐形鎖片404實現(xiàn)防松功能。錐形鎖片404可以往高壓壓氣機靜子2的安裝面處小孔打入，使錐形鎖片404夾在錐頭螺釘401與錐形連接孔402之間，以保證錐形鎖片404和壓氣機的防松功能，從而實現(xiàn)壓氣機和高壓渦輪靜子的壓緊和防轉(zhuǎn)。
[0031]如圖1和圖2所示，本實施例中，錐頭螺釘401的螺桿4012軸向尺寸小于或等于螺紋鎖緊孔403的軸向尺寸。錐頭螺釘401的徑向尺寸小于或等于錐形連接孔402的徑向尺寸，以形成裝配于錐形連接孔402內(nèi)的錐形沉頭螺釘。高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3在壓緊連接的同時，通過錐形沉頭螺釘以節(jié)約安裝空間，使得安裝不再受高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3之間的間隙距離的限制。
[0032]如圖1和圖2所示，本實施例中，錐形螺頭4011上表面設(shè)有扭矩施力槽5，扭矩施力槽5內(nèi)打入填充于扭矩施力槽5內(nèi)并沿錐形螺頭4011的徑向頂?shù)钟阱F形連接孔402的孔壁的充填鎖片405。充填鎖片405實現(xiàn)防松功能。充填鎖片405往錐頭螺釘401上的一字槽(扭矩施力槽5)打入，從而實現(xiàn)充填鎖片405和錐頭螺釘401的防松功能。
[0033]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實施例中，可選地，錐形鎖片404采用連續(xù)的環(huán)圈形結(jié)構(gòu)，如圖3所示。通過環(huán)圈形結(jié)構(gòu)的整個內(nèi)表面與錐頭螺釘401實現(xiàn)相互間的摩擦，以防止錐頭螺釘401旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，錐形鎖片404采用在錐頭螺釘401的進入端呈鋸齒形的鋸齒環(huán)結(jié)構(gòu)，如圖4所示。通過鋸齒環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)表面間歇式與錐頭螺釘401接觸，在提供相互間的摩擦力的時候，有效防止錐頭螺釘401的逆轉(zhuǎn)。
[0034]如圖1和圖2所示，本實施例中，可選地，錐形鎖片404的內(nèi)表面設(shè)置為用于提高錐形螺頭4011與錐形鎖片404之間相互摩擦力的粗糙表面。通過粗糙表面與錐頭螺釘401實現(xiàn)相互間的摩擦，以防止錐頭螺釘401旋轉(zhuǎn)?？蛇x地，錐形鎖片404的內(nèi)表面設(shè)置有用于提高錐形螺頭4011與錐形鎖片404之間相互摩擦力的凸形構(gòu)造。通過凸形構(gòu)造間歇式與錐頭螺釘401接觸，在提供相互間的摩擦力的時候，有效防止錐頭螺釘401的逆轉(zhuǎn)。
[0035]如圖1和圖2所示，本實施例中，自動定心機構(gòu)4沿高壓轉(zhuǎn)子I的徑向布設(shè)有多排。使得連接穩(wěn)定性更好。相鄰排的自動定心機構(gòu)4相互錯位排布。能夠分散連接的應(yīng)力集中，防止徑向斷裂破壞，受力性能更好。
[0036]如圖1和圖2所示，本實施例中，自動定心機構(gòu)4僅設(shè)有一排，且設(shè)于高壓壓氣機靜子2與高壓渦輪靜子3軸向連接面的中心位置。在保證連接穩(wěn)定性的同時降低制造成本。
[0037]本實施例的燃氣輪機，包括上述用于燃氣輪機的自動定心裝配組件。
[0038]實施時，提供一種用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，旨在設(shè)計出合適的同軸度定位方案，應(yīng)用于某型燃氣輪機高壓渦輪靜子與高壓壓氣機靜子之間的準(zhǔn)確定位，既便于工藝加工、又能滿足設(shè)計要求，從而為發(fā)動機的正常工作提供前提條件，以解決高壓渦輪靜子、高壓壓氣機靜子和燃燒室三者的同軸度定位問題。錐形沉頭螺釘(錐頭螺釘401)穿過錐形鎖片404、高壓壓氣機靜子2上的帶錐通孔(錐形連接孔402)，與高壓渦輪靜子3上的螺紋孔(螺紋鎖緊孔403)擰緊，該結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點:
[0039]I)壓緊兩個零件，節(jié)約了空間，不再受距離L的限制；
[0040]2)有防松功能，錐形鎖片404可以往壓氣機的安裝面D處小孔打入，以保證鎖片和壓氣機的防松功能，使錐形鎖片404夾在錐形沉頭螺釘(錐頭螺釘401)和壓氣機的帶錐通孔(錐形連接孔402)中間；充填鎖片405可以往錐形沉頭螺釘(錐頭螺釘401)上的一字槽(扭矩施力槽5)打入，以保證鎖片和錐形沉頭螺釘?shù)姆浪晒δ埽?br>[0041]3)有自動定心的作用，保證了這兩個孔(錐形連接孔402與螺紋鎖緊孔403)的同軸;若高壓壓氣機靜子2裝配時往上偏移了任意的距離，該錐形沉頭螺釘在擰緊過程中，下端面會先與壓氣機的錐孔(錐形連接孔402)接觸，從而對該面產(chǎn)生擠壓力F>0(此時上端面未接觸，擠壓力H) = 0)，F(xiàn)有向下的分力Fl會推著高壓壓氣機靜子2往下移動，直到整個錐面都接觸壓緊為止，此時F0 = F>0，兩者(錐形連接孔402與螺紋鎖緊孔403)已經(jīng)同軸。本發(fā)明設(shè)計的結(jié)構(gòu)相對緊湊、簡單，加工成本低、可行性高。壓緊兩個零件，節(jié)約了空間；有防松功能;有自動定心的作用。
[0042]以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，包括高壓轉(zhuǎn)子(I)以及套設(shè)于所述高壓轉(zhuǎn)子(I)外的高壓壓氣機靜子(2)和高壓渦輪靜子(3)， 其特征在于， 所述高壓壓氣機靜子(2)與所述高壓渦輪靜子(3)的軸向連接的部位上設(shè)有多個用于通過連接緊固迫使所述高壓壓氣機靜子(2)與所述高壓渦輪靜子(3)相對運動并趨于同軸的自動定心機構(gòu)(4)； 多個所述自動定心機構(gòu)(4)沿高壓轉(zhuǎn)子(I)的周向均勻分布。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述自動定心機構(gòu)(4)包括帶有錐形螺頭(4011)并用于在螺紋連接緊固時通過所述錐形螺頭(4011)的徑向作用力迫使所述高壓壓氣機靜子(2)與所述高壓渦輪靜子(3)相對運動至同軸的錐頭螺釘(401)、開設(shè)于所述高壓壓氣機靜子(2)的連接面上并用于引導(dǎo)所述錐頭螺釘(401)進入并與所述錐形螺頭(4011)相互配合以迫使所述高壓壓氣機靜子(2)與所述高壓渦輪靜子(3)相對運動至同軸的錐形連接孔(402)以及開設(shè)于所述高壓渦輪靜子(3)連接面并用于與所述錐頭螺釘(401)進行螺紋緊固連接的螺紋鎖緊孔(403); 所述錐頭螺釘(401)、所述錐形連接孔(402)、所述螺紋鎖緊孔(403)三者一一對應(yīng)設(shè)置。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述錐形連接孔(402)的內(nèi)表面貼覆有一層用于緩沖所述錐頭螺釘(401)與所述錐形連接孔(402)的孔壁之間相互作用力并將緊固后的所述錐頭螺釘(401)沿周向鎖緊于所述錐形連接孔(402)內(nèi)的錐形鎖片(404)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述錐頭螺釘(401)的螺桿(4012)軸向尺寸小于或等于所述螺紋鎖緊孔(403)的軸向尺寸； 所述錐頭螺釘(401)的徑向尺寸小于或等于所述錐形連接孔(402)的徑向尺寸，以形成裝配于所述錐形連接孔(402)內(nèi)的錐形沉頭螺釘。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述錐形螺頭(4011)上表面設(shè)有扭矩施力槽(5)， 所述扭矩施力槽(5)內(nèi)打入填充于所述扭矩施力槽(5)內(nèi)并沿所述錐形螺頭(4011)的徑向頂?shù)钟谒鲥F形連接孔(402)的孔壁的充填鎖片(405)。6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述錐形鎖片(404)采用連續(xù)的環(huán)圈形結(jié)構(gòu);或者 所述錐形鎖片(404)采用在所述錐頭螺釘(401)的進入端呈鋸齒形的鋸齒環(huán)結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述錐形鎖片(404)的內(nèi)表面設(shè)置為用于提高所述錐形螺頭(4011)與所述錐形鎖片(404)之間相互摩擦力的粗糙表面;或者 所述錐形鎖片(404)的內(nèi)表面設(shè)置有用于提高所述錐形螺頭(4011)與所述錐形鎖片(404)之間相互摩擦力的凸形構(gòu)造。8.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述自動定心機構(gòu)(4)沿所述高壓轉(zhuǎn)子(I)的徑向布設(shè)有多排； 相鄰排的所述自動定心機構(gòu)(4)相互錯位排布。9.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件，其特征在于， 所述自動定心機構(gòu)(4)僅設(shè)有一排，且設(shè)于所述高壓壓氣機靜子(2)與所述高壓渦輪靜子(3)軸向連接面的中心位置。10.一種燃氣輪機，其特征在于， 包括權(quán)利要求1至9中任一項所述的用于燃氣輪機的自動定心裝配組件。
【文檔編號】F02C7/20GK205714440SQ201620545049
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月7日
【發(fā)明人】李水姣, 黃譚喜, 彭碧濤, 萬俊斌, 呂程程
【申請人】中國南方航空工業(yè)(集團)有限公司