CN102691575A

CN102691575A - 传动装置及具有该传动装置的燃气轮机

Info

Publication number: CN102691575A
Application number: CN2012101910240A
Authority: CN
Inventors: 杨家礼; 张亿力; 李久山; 黄舜; 阳诚武; 刘秀芳; 季星星
Original assignee: HUNAN HANGXIANG GAS TURBINE CO Ltd
Current assignee: HUNAN HANGXIANG GAS TURBINE CO Ltd
Priority date: 2012-06-11
Filing date: 2012-06-11
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2032-06-11
Also published as: CN102691575B

Abstract

本发明提供了一种传动装置及具有该传动装置的燃气轮机。传动装置包括：本体，本体包括本体第一端、本体第二端、设置在本体第一端与本体第二端之间的第一扭矩传递部和设置在本体第二端的第二扭矩传递部；调心机构，调心机构套设在本体上，且调心机构位于本体第一端与第一扭矩传递部之间；锁紧螺母，锁紧螺母安装在本体的本体第一端上。本发明通过设置在本体的第一端的锁紧螺母，将套设在本体上的调心机构抵靠在离心涡轮的轴孔的台阶上，锁紧螺母与本体螺纹连接，并通过本体上的第一扭矩传递部与离心涡轮实现传递扭矩的作用。因而改善了现有技术的传递装置结构复杂的问题、降低了制造成本、降低了零部件的装配要求。

Description

传动装置及具有该传动装置的燃气轮机

技术领域

本发明涉及机械传动领域，更具体地，涉及一种传动装置及具有该传动装置的燃气轮机。

背景技术

图1示出了现有技术中的第一种传动装置的结构示意图。如图1所示，该传动装置包括鼓筒轴90、中心拉杆160和锁紧螺母30。中心拉杆160包括前拉杆160a和后拉杆160b，前拉杆160a与后拉杆160b通过螺纹相连接。鼓筒轴90包括两个端面，每个端面均设置有圆弧端齿91。燃气轮机还包括涡轮80和离心叶轮70，鼓筒轴90的两个端面的圆弧端齿91分别与涡轮80和离心叶轮70的端面上的圆弧端齿相啮合。中心拉杆160穿设在涡轮80、离心叶轮70和鼓筒轴90内。锁紧螺母30设置在后拉杆160b的尾端，将涡轮80、鼓筒轴90、离心叶轮70与中心拉杆160串联锁紧。

图2示出了现有技术中的第二种传动装置的结构示意图。如图2所示，该传动装置包括鼓筒轴90、销钉150和拉紧螺栓170。鼓筒轴90的一端的端部设置有螺纹孔，另一端的端部设置有圆柱凹槽92。离心叶轮70的端部上设置有与圆柱凹槽92相配合圆柱凸起。安装时，将圆柱凸起卡入圆柱凹槽92内，然后再通过销钉150即可将离心叶轮70与鼓筒轴90连接起来。同时，将涡轮80与鼓筒轴90的螺纹孔通过拉紧螺栓170相连。

图3示出了现有技术中的第三种传动装置的结构示意图。如图3所示，该传动装置包括本体10、锁紧螺母30和平垫圈180。本体10包括本体第一端11和本体第二端12，本体10设置有扭矩传递部16，扭矩传递部16设置在本体第一端11和本体第二端12之间。本体10的本体第二端12上设置有销孔。涡轮80的端部包括与本体10的本体第二端12相配合的凹槽，本体10的本体第二端12插入涡轮80的端部的凹槽中，并通过销钉150固定，从而起到传递扭矩的作用。离心叶轮70包括轴孔71，离心叶轮70通过轴孔71与本体10上的扭矩传递部16连接。锁紧螺母30设置在本体10的本体第一端11，并压紧平垫圈180，以实现离心叶轮70与本体10的轴向锁紧。

现有技术中的传动装置具有以下缺点：

（1）图1、图2中所示的传动装置采用鼓筒轴连接涡轮和离心叶轮，以传递扭矩、实现涡轮和离心叶轮之间的同步运动。但是鼓筒轴的尺寸较大，这会导致涡轮、离心叶轮和鼓筒轴形成的传动机构的结构复杂、且需要占用较多的空间。

（2）图3中所示的传动装置采用了锁紧螺母将离心叶轮与本体锁紧的方式，将锁紧螺母设置在本体的一端，以通过平垫圈压紧在离心叶轮的端面上，实现离心叶轮与本体的轴向锁紧。由于制造精度的限制，不能保证锁紧螺母和平垫圈所形成的第一压紧面与平垫圈和离心叶轮的端面所形成的第二压紧面之间实现完全平行，因而不能保证压紧力在轴向均匀、平行，从而影响离心叶轮、涡轮转子系统的运动特性。

发明内容

本发明旨在提供一种传动装置及具有该传动装置的燃气轮机，以解决现有技术的离心叶轮、涡轮转子系统运动特性差的问题。

从另一个方面，本发明解决了现有技术中传动装置占用空间多、零部件拆卸后重装的装配精度一致性差的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种传动装置，包括：本体，本体包括本体第一端、本体第二端、设置在本体第一端与本体第二端之间的第一扭矩传递部和设置在本体第二端的第二扭矩传递部；调心机构，调心机构套设在本体上，且调心机构位于本体第一端与第一扭矩传递部之间；锁紧螺母，锁紧螺母安装在本体的本体第一端上。

进一步地，调心机构包括凸球面垫和凹球面垫；凸球面垫的凸面与凹球面垫的凹面相配合。

进一步地，传动装置还包括压紧螺母，压紧螺母与本体螺纹连接，且压紧螺母设置在锁紧螺母与调心机构之间。

进一步地，压紧螺母的远离调心机构的一端的端面上设置有凹槽，传动装置还包括防松环，防松环的靠近调心机构的一端的端面上设置有与压紧螺母的凹槽相配合的突起，防松环套设在本体上。

进一步地，传动装置还包括锁圈，锁紧螺母与本体的本体第一端螺纹连接，锁圈设置在锁紧螺母和防松环之间。

进一步地，锁圈包括底部和沿底部的边缘向远离调心机构方向延伸出来的侧壁，侧壁包括第一侧壁和第二侧壁；锁紧螺母包括第一缺口，防松环的远离调心机构的一端的端面上设置有第二缺口；锁圈的第一侧壁向内变形后卡入锁紧螺母的第一缺口，锁圈的第二侧壁向外变形后卡入防松环的第二缺口。

进一步地，防松环的内环面上设置有第一套齿，本体还包括与第一套齿相配合的第二套齿。

进一步地，第一扭矩传递部包括齿形结构，本体的本体第二端的端部设置有向本体的本体第一端延伸的凹部，第二扭矩传递部包括凹部的至少一部分的侧壁及设置在侧壁上的第一固定孔。

根据本发明的另一个方面，提供了一种燃气轮机，包括传动装置、涡轮和离心叶轮，该传动装置是上述的传动装置；离心叶轮包括轴孔，离心叶轮通过轴孔与传动装置的第一扭矩传递部连接，轴孔的内部设置有台阶，传动装置的调心机构抵靠在台阶上；涡轮与传动装置的第二扭矩传递部连接。

本发明通过设置在本体的第一端的锁紧螺母，将套设在本体上的调心机构抵靠在离心涡轮的轴孔的台阶上，锁紧螺母与本体螺纹连接，并通过本体上的第一扭矩传递部与离心涡轮实现传递扭矩的作用。因而改善了现有技术的传递装置结构复杂的问题、降低了制造成本、降低了零部件的装配要求。通过设置调心机构，优化了调心机构与离心涡轮间的作用力，进一步保证了离心叶轮、涡轮转子系统的运动特性。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，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1示意性示出了现有技术中的第一种传动装置的结构示意图；

图2示意性示出了现有技术中的第二种传动装置的结构示意图；

图3示意性示出了现有技术中的第三种传动装置的结构示意图；

图4示意性示出了本发明中的传动装置的结构示意图；

图5示意性示出了本发明中的锁紧螺母、锁圈、防松环、压紧螺母和调心机构的连接方式示意图；

图6示意性示出了本发明中的本体的局部结构示意图；以及

图7示意性示出了本发明中的锁紧螺母、锁圈和防松环相配合的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

作为本发明的一个方面，提供了一种传动装置。如图4所示，本发明中的传动装置包括：本体10，本体10包括本体第一端11、本体第二端12、设置在本体第一端11与本体第二端12之间的第一扭矩传递部13和设置在本体第二端12的第二扭矩传递部14；调心机构20，调心机构20套设在本体10上，且调心机构20位于本体第一端11与第一扭矩传递部13之间；锁紧螺母30，锁紧螺母30安装在本体10的本体第一端11。

本发明在传动装置中设置了调心机构20，使离心叶轮70与传动装置的本体10连接后，通过调心机构20本身的调节作用，保证了离心叶轮70的端面在轴向上受到大小一致且方向平行的压紧力，保证了离心叶轮、涡轮转子系统的运动特性。此外，本发明中的传动装置还具有结构简单、安装方便、拆卸方便、成本较低的特点。特别地，本发明中的传动装置可用于航空、地面燃气轮机等领域。

如图5所示，优选地，本发明中的调心机构20包括凸球面垫21和凹球面垫22，凸球面垫21的凸面与凹球面垫22的凹面相配合。凸球面垫21与凹球面垫22的配合面会根据施力的大小及方向的差异对球面配合面的匹配情况进行适当的调整，从而实现自动调心的功能。进一步地，可以保证离心叶轮7所受轴向作用力均匀，提高了离心叶轮、涡轮转子系统的运动特性。

除此之外，图5所示的调心机构还可以通过凸球面垫21和凹球面垫22之间的球面具有自动复位的功能，也就是说，当拆卸后再次装配时，仍能保持良好的定心精度，即使复拆装也能保证离心叶轮70与本体10连接的一致性，进一步保证了离心叶轮、涡轮转子系统的运动特性。

在另一未图示的实施例中，调心机构20可以用弹性材料制成，弹性材料有良好的可调节性、可恢复性，可以起到调节的作用。当然，调心机构20还可以采用其它方式，例如蝶形弹簧等。

如图4和图5所示，优选的，本发明中的传动装置还包括压紧螺母40，压紧螺母40与本体10螺纹连接，且压紧螺母40设置在锁紧螺母30与调心机构20之间。通过压紧螺母40可以使调心机构20与离心叶轮70保证可靠且一致的抵接作用，从而保证在高速运转的状态下离心叶轮70仍保持良好的运动特性。

如图4和图5所示，优选的，本发明中的压紧螺母40的远离调心机构20的一端的端面上设置有凹槽41，本发明中的传动装置还包括防松环50，防松环50的靠近调心机构20的一端的端面上设置有与压紧螺母40的凹槽41相配合的突起51，防松环50套设在本体上。安装时，防松环50的突起51卡入压紧螺母40的凹槽41中，实现了防松环50与压紧螺母40位置上的相对固定。特别地，突起51可以是齿。

如图4-图6所示，优选的，本发明中的传动装置还包括锁圈60，锁紧螺母30与本体10的本体第一端11螺纹连接，锁圈60设置在锁紧螺母30和防松环50之间。使用时，可以通过锁圈60将锁紧螺母30锁定，从而防止锁紧螺母发生松动。

如图5和图7所示，优选的，本发明中的锁圈60包括底部61和沿底部61的边缘向远离调心机构2方向延伸出来的侧壁62，侧壁62包括第一侧壁62a和第二侧壁62b。锁紧螺母30包括第一缺口31，防松环50的远离调心机构20的一端的端面上设置有第二缺口52。锁圈60的第一侧壁62a向内翻折后卡入锁紧螺母30的第一缺口31，锁圈60的第二侧壁62b向外翻折后卡入防松环50的第二缺口52，从而实现锁定的功能。由于第一侧壁62a和第二侧壁62b是可变形的，因此可以通过第一侧壁62a和第二侧壁62b将锁紧螺母30、锁圈60卡紧和防松环50依次连接并卡紧。进一步地，还可通过防松环50的突起51使防松环50与压紧螺母40卡紧，从而实现这些部件之间位置的相对固定，保证了传动装置在高速运转状态下也具有可靠的锁紧功能，也有利于保证离心叶轮、涡轮转子系统的运动特性。

如图5和图6所示，优选地，本发明中的防松环50的内环面上设置有第一套齿53，本体10还包括与第一套齿53相配合的第二套齿15。第一套齿53与第二套齿15相啮合，以使本体10与防松环50之间位置相对固定。

如图4和图6所示，在一个实施例中，第一扭矩传递部13包括齿形结构13a。优选地，本体10的本体第二端12的端部设置有向本体10的本体第一端11延伸的凹部12a，第二扭矩传递部14包括凹部12a的至少一部分的侧壁14a及设置在侧壁14a上的第一固定孔14b。第一扭矩传递部13的齿形结构13a与离心叶轮70啮合以传递扭矩，第二扭矩传递部14通过其侧壁14a与涡轮80通过连接件（例如销钉等）连接，以实现传递扭矩的作用。

作为本发明的第二方面，提供了一种燃气轮机，包括传动装置、涡轮和离心叶轮。该传动装置是上述各实施例中的传动装置。优选地，离心叶轮70的轴孔71内壁上设置有与传动装置的第一扭矩传递部13的齿形结构13a相啮合的套齿，以保证传动装置与离心叶轮之间的扭矩传递。轴孔71的内部设置有台阶，传动装置的调心机构20抵靠在台阶上。优选地，本发明中的涡轮80包括与第二扭矩传递部14相配合的凹槽，第二扭矩传递部14的端部插入凹槽内，然后通过连接件（例如销钉等）与涡轮80连接。

优选地，本发明中的传动装置的本体10的本体第一端11在轴向方向上采用细长的结构，具有较好的柔性，因而具有一定的补偿功能，可以弥补离心叶轮70和涡轮80的不同心的问题。

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。

Claims

1.一种传动装置，其特征在于，包括：

本体（10），所述本体（10）包括本体第一端（11）、本体第二端（12）、设置在所述本体第一端（11）与所述本体第二端（12）之间的第一扭矩传递部（13）和设置在所述本体第二端（12）的第二扭矩传递部（14）；

调心机构（20），所述调心机构（20）套设在所述本体（10）上，且所述调心机构（20）位于所述本体第一端（11）与所述第一扭矩传递部（13）之间；

锁紧螺母（30），所述锁紧螺母（30）安装在所述本体（10）的所述本体第一端（11）上。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述调心机构（20）包括凸球面垫（21）和凹球面垫（22）；所述凸球面垫（21）的凸面与所述凹球面垫（22）的凹面相配合。

3.根据权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括压紧螺母（40），所述压紧螺母（40）与所述本体（10）螺纹连接，且所述压紧螺母（40）设置在所述锁紧螺母（30）与所述调心机构（20）之间。

4.根据权利要求3所述的传动装置，其特征在于，所述压紧螺母（40）的远离所述调心机构（20）的一端的端面上设置有凹槽（41），所述传动装置还包括防松环（50），所述防松环（50）的靠近所述调心机构（20）的一端的端面上设置有与所述压紧螺母（40）的所述凹槽（41）相配合的突起（51），所述防松环（50）套设在所述本体（10）上。

5.根据权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括锁圈（60），所述锁紧螺母（30）与所述本体（10）的所述本体第一端（11）螺纹连接，所述锁圈（60）设置在所述锁紧螺母（30）和所述防松环（50）之间。

6.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述锁圈（60）包括底部（61）和沿所述底部（61）的边缘向远离所述调心机构（20）方向延伸出来的侧壁（62），所述侧壁（62）包括第一侧壁（62a）和第二侧壁（62b）；所述锁紧螺母（30）包括第一缺口（31），所述防松环（50）的远离所述调心机构（20）的一端的端面上设置有第二缺口（52）；所述锁圈（60）的所述第一侧壁（62a）向内变形后卡入所述锁紧螺母（30）的所述第一缺口（31），所述锁圈（60）的所述第二侧壁（62b）向外变形后卡入所述防松环（50）的所述第二缺口（52）。

7.根据权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述防松环（50）的内环面上设置有第一套齿（53），所述本体（10）还包括与所述第一套齿（53）相配合的第二套齿（15）。

8.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述第一扭矩传递部（13）包括齿形结构（13a），所述本体（10）的所述本体第二端（12）的端部设置有向所述本体（10）的所述本体第一端（11）延伸的凹部（12a），所述第二扭矩传递部（14）包括所述凹部（12a）的至少一部分的侧壁（14a）及设置在所述侧壁（14a）上的第一固定孔（14b）。

9.一种燃气轮机，包括传动装置、涡轮（80）和离心叶轮（70），其特征在于，所述传动装置是权利要求1至8中任一项所述的传动装置；所述离心叶轮（70）包括轴孔（71），所述离心叶轮（70）通过所述轴孔（71）与所述传动装置的第一扭矩传递部（13）连接，所述轴孔（71）的内部设置有台阶，所述传动装置的调心机构（20）抵靠在所述台阶上；所述涡轮（80）与所述传动装置的第二扭矩传递部（14）连接。