CN101008349A - 涡轮轴与涡轮机压气机轴的短轴之间的径向压紧装置 - Google Patents
涡轮轴与涡轮机压气机轴的短轴之间的径向压紧装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种位于涡轮轴与涡轮机压气机轴的短轴之间的装置,所述装置包括大体上为圆柱形的压气机轴短轴(4),同轴布置在所述压气机轴短轴内的大体上为圆柱形的涡轮轴(2),用来在所述涡轮轴与所述压气机轴短轴之间传递转矩的装置(8),和用来将所述涡轮轴下游端夹紧在所述压气机轴短轴上的夹紧装置(16、18、24、28)。所述压气机轴短轴(4)具有多个从其内表面径向延伸的齿(10),所述涡轮轴(2)的下游端设有多个轴向槽(12),所述短轴(4)的所述齿(10)与所述涡轮轴(2)的所述槽(12)相互配合。
Description
技术领域
本发明总的来说涉及涡轮机组领域,其低压转子的轴包括装配到压气机轴短轴上的涡轮轴;本发明更特别涉及一种径向压紧的这种类型装置。
背景技术
在涡轮机中,气/燃料混合物燃烧得到的气体驱动低压涡轮旋转。此涡轮具有低压涡轮轴,连接到低压压气机轴上以旋转涡轮机的低压压气机。为此,高压涡轮轴容纳在通过凹槽连接其上的低压压气机轴的短轴内。螺母紧固在低压涡轮轴的下游端,用于轴向保持此连接。更确切地,低压压气机轴的短轴具有内部的环形轴环,径向上紧靠高压涡轮轴,轴向上紧靠压紧螺母。
该类型装置具有径向尺寸相对较大的缺点。该尺寸来自于由将螺母紧固在低压涡轮轴上所需的厚度和为获得低压涡轮轴与低压压气机轴短轴之间足够尺寸的轴承面所需的厚度。这种径向尺寸在用于逆时针风扇式涡轮机(即在前面安装两个逆时针旋转风扇时)的低压涡轮轴尺寸时尤为不利。
发明内容
本发明的主要目的在于通过提供一种径向压紧的装置来克服上述缺陷。
本发明的目的是通过一种位于涡轮轴与涡轮机压气机轴的短轴之间的装置来获得的,所述装置包括大体上为圆柱形的压气机轴短轴,同轴布置在所述压气机轴短轴内的大体上为圆柱形的涡轮轴,用来在所述涡轮轴与所述压气机轴短轴之间传递转矩的装置,和用来将所述涡轮轴下游端夹紧在所述压气机轴短轴上的夹紧装置。其中,根据本发明,所述压气机轴短轴具有多个从其内表面径向延伸的齿,所述涡轮轴的下游端设有多个轴向槽,所述短轴的所述齿与所述涡轮轴的所述槽相互配合。
这种装置可以组合起来超过在所述涡轮轴与所述压气机轴短轴之间轴承面所需区域和轴向定位所需区域的给定普通厚度。这样就导致径向尺寸小于常规装置的径向尺寸(径向尺寸减小大约5毫米)。此外,在逆时针风扇式涡轮机应用中,该装置可以实现拆装外低压涡轮轴的操作。
根据本发明的优选特征,该夹紧装置包括紧固在形成在涡轮轴下游端上的螺纹上的螺母,所述螺母具有多个形成在两个相邻舌片之间的轴向槽,与所述压气机轴短轴的所述齿相互配合。
优选地,所述夹紧装置还包括锁紧环,用来锁紧螺母并具有多个与所述压紧螺母中的所述槽相互配合以防止所述螺母旋转的开口。在这种情况下,所述夹紧装置还包括用来轴向保持所述锁紧环的定位环。
有利地,所述涡轮轴带有螺纹的下游端上的每条螺纹相对于径向中平面不对称,因而减小了在涡轮轴下游端上的弯曲力。
该装置还可以包括构成轴向调节垫片的环,该环具有多个可容纳在所述涡轮轴中的所述槽的端部内的所述齿,并轴向紧靠所述压气机轴短轴的所述齿。
本发明还提供了一种涡轮机,包括如上所述的位于低压涡轮轴与低压压气机轴的短轴之间的装置。
附图说明
通过详细描述不具有限制特征的实施方式并参考附图,本发明的其它特征和优点将会非常清楚,其中:
图1是本发明的装置局部纵向剖视图;
图2是图1所示装置的分解立体图;
图3是图1所示装置的局部剖面立体图;
图4是图1所示装置的一个局部的放大图。
具体实施方式
参见图1,本发明的装置包括大体为圆柱形的涡轮轴2,其以涡轮机的纵轴X-X轴为中心。该装置还包括同样大体上为圆柱形的压气机轴短轴4。
在逆时针风扇式涡轮机的应用中,涡轮轴2例如可以是外低压涡轮轴(相对于图1中的附图标号为6的低压涡轮轴),短轴4可以是低压压气机轴的短轴。
当然,本发明并不局限于逆时针风扇式的涡轮机应用,更延伸到具有此类型装置的涡轮机。
涡轮轴2同轴布置在压气机轴短轴4的内部。以已知方式,通过凹槽8在涡轮轴2与短轴4之间传递转矩。
根据本发明,压气机轴的短轴4具有多个从其内表面径向延伸的齿10,涡轮轴2的下游端设有多个轴向槽12,短轴4的齿10与涡轮轴的槽12相互配合。
更确切地,如图2所示,涡轮轴2中的每个槽12形成在延伸到涡轮轴下游端的两个相邻舌片14(或叉子)之间。这些舌片14有规律地分布在涡轮轴的整个圆周上。
此外,如图3所示,每个槽12具有可以容纳压气机轴短轴4的一个齿10的尺寸。
应该观察到涡轮轴2下游端上为形成贯穿轴的整个厚度的槽12的切口不是必要的:与图1到图3所示的不同,这些槽可以具有特定厚度以便加强涡轮轴的下游端(因而所述端部具有围绕轴的整个圆周的连续厚度)。
本发明的装置还包括用来将涡轮轴2的下游端夹紧在压气机轴短轴4上的夹紧装置。
这种夹紧装置可以以紧固在形成在涡轮轴2下游端(即形成在其舌片14上)上的螺纹18上的螺母16的形式。
螺母16具有多个以固定间距间隔开的轴向槽20,每个槽位于延伸在螺母下游端的两个相邻舌片22之间。这些槽20与压气机轴短轴4的齿10相互配合,即槽具有每个槽容纳一个所述齿的尺寸。
优选地,夹紧装置还包括防止螺母16旋转的环24。该环具有多个开口26,围绕圆周有规律地间隔开并与压紧螺母的舌片22相互配合(即具有每个开口容纳一个所述舌片的尺寸)。
压紧螺母16使涡轮轴2可以被轴向保持在压气机轴短轴4上,环24防止螺母旋转。如图1所示,容纳在压紧螺母16上游端的槽(未示出)中的定位环28,用来有利地将锁紧环24轴向保持在恰当位置上。
根据本发明的特别有利特征,在涡轮轴2刻有螺纹的下游端上的每条螺纹18a相对于径向中平面P不对称。如图4所示,平面P是相对于每条螺纹18a的中平面,相对于装置的大体圆柱形的径向。该特征用来减小涡轮轴下游端上舌片14所受到的弯曲力。
该装置还可以包括构成轴向调节垫片的环30。该环具有多个齿32,容纳在涡轮轴2的槽12端部内并轴向紧靠在压气机轴短轴4内表面上的齿10上。该环30用来调节涡轮轴2相对于压气机轴短轴4的轴向位置(即沿X-X轴线)。
本发明的装置还可以包括用来润滑布置在装置下游的轴承(图中未示出该轴承)的系统。
为了这样做,压气机轴短轴4具有多个用来通过润滑油的孔34,安装在涡轮轴2上的环形盘36用来将所述润滑油引导至需润滑的轴承(图1)。为了使这种装置成为可能,导板36具有多个具有适于容纳在涡轮轴2的槽12中的齿38(图3)。刷垫圈40提供相对于装置夹紧装置的密封(图1)。
本发明的装置具有多个优点。特别是径向压紧。如图1所示,穿孔的涡轮轴2可以沿径向平面组合起来,超过在涡轮轴2与压气机轴短轴4之间所需的轴承区和轴向定位所需区域的普通厚度。
此外,本发明的装置可以更容易的拆装涡轮轴2,尤其是逆时针风扇式涡轮机。
利用该类型的涡轮,可以通过连续安装外低压涡轮轴2、构成轴向调节垫片的环30、低压压气机轴短轴4、导板36、压紧螺母16、锁紧环24和定位环28实现本装置。
通过压紧定位环28将其移动到压紧螺母16的又一槽内以便释放锁紧环24,因而使螺母松开进行拆卸。然后外低压涡轮轴2可以在不必离开涡轮机:压紧螺母16;锁紧环24;导板36;或者定位环28的情况下被拆卸下来。因此,不必拆卸低压压气机轴短轴4就可以拆卸外低压涡轮轴2。
Claims (7)
1.一种位于涡轮轴与涡轮机压气机轴的短轴之间的装置,所述装置包括大体上为圆柱形的压气机轴短轴(4),同轴布置在所述压气机轴短轴内的大体上为圆柱形的涡轮轴(2),用来在所述涡轮轴和所述压气机轴短轴之间传递转矩的装置(8),和用来将所述涡轮轴下游端夹紧在所述压气机轴短轴上的夹紧装置(16、18、24、28),所述装置的特征在于,所述压气机轴短轴(4)具有多个从其内表面径向延伸的齿(10),在所述涡轮轴(2)的下游端上设有多个轴向槽(12),所述短轴(4)的所述齿(10)与所述涡轮轴(2)的所述槽(12)相互配合。
2.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述夹紧装置包括紧固在形成在涡轮轴(2)下游端上的螺纹(18)上的螺母(16),所述螺母(16)具有多个轴向槽(20),每个槽形成在两个相邻舌片(22)之间,并与所述压气机轴短轴(4)的所述齿(10)相互配合。
3.如权利要求2所述的装置,其特征在于,所述夹紧装置还包括锁紧环(24),用来锁紧螺母并具有多个与所述压紧螺母(16)中的所述槽(22)相互配合的开口(26)以防止所述螺母旋转。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述夹紧装置还包括用于轴向保持所述锁紧环(24)的定位环。
5.如权利要求2至4所述的任一种装置,其特征在于,所述涡轮轴(2)带有螺纹的下游端上的每条螺纹(18a)相对于径向中平面(P)不对称。
6.如权利要求1至5所述的任一种装置,其特征在于,还包括构成轴向调节垫片的环(30),所述环具有多个可容纳在所述涡轮轴(2)中的所述槽的端部内的齿(32),并轴向紧靠所述压气机轴短轴(4)的所述齿(10)。
7.一种涡轮机,包括如权利要求1至6所述的任一种位于低压涡轮轴(2)与低压压气机轴的短轴(4)之间的装置。
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