CN104454172A - 燃气轮机 - Google Patents

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王丹
罗贤军
陈青
李斐
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Abstract

本发明提供了一种燃气轮机，包括涡轮转子和压气机转子，压气机转子套设在涡轮转子的外侧，燃气轮机还包括：第一调整垫圈和第二调整垫圈，第一调整垫圈和第二调整垫圈均套设在涡轮转子上，且第二调整垫圈与涡轮转子之间存在径向间隙，第二调整垫圈与压气机转子连接；其中，第一调整垫圈上设置有弧形凹面，第二调整垫圈上设置有与弧形凹面相配合的弧形凸面，弧形凸面与弧形凹面相贴合。由于第一调整垫圈上设置有弧形凹面，第二调整垫圈上设置有与弧形凹面相配合的弧形凸面，于是，当涡轮转子与压气机转子之间的轴线发生偏离时，第一调整垫圈和第二调整垫圈之间会发生相对滑动，进而防止应力集中在涡轮转子头部，从而提高了燃气轮机的可靠性。

Description

燃气轮机
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体而言，涉及一种燃气轮机。
背景技术
燃气轮机的转子由压气机转子与涡轮转子连接组成。通常压气机转子通过两个支承固定在机匣上，涡轮转子一端通过支承固定在机匣上，另一端与压气机转子连接。
然而，由于零件加工存在误差，涡轮转子支承在机匣上的一端和与压气机转子连接的一端的同轴度会存在一定的偏差，这种偏差将导致转子连接不可靠，同时会使涡轮转子产生一定的扭曲变形，其头部会产生较大应力。
若不及时处理这种应力，有可能会造成涡轮转子的轴端损坏，严重影响燃气轮机的可靠性，甚至造成燃机不能正常工作。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种燃气轮机，以解决现有技术中的燃气轮机的涡轮转子头部容易发生扭曲变形的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种燃气轮机，包括涡轮转子和压气机转子，压气机转子套设在涡轮转子的外侧，燃气轮机还包括：第一调整垫圈和第二调整垫圈，第一调整垫圈和第二调整垫圈均套设在涡轮转子上，且第二调整垫圈与涡轮转子之间存在径向间隙，第二调整垫圈与压气机转子连接；其中，第一调整垫圈上设置有弧形凹面，第二调整垫圈上设置有与弧形凹面相配合的弧形凸面，弧形凸面与弧形凹面相贴合。
进一步地，第一调整垫圈与涡轮转子固定连接，第二调整垫圈与压气机转子抵接。
进一步地，压气机转子内设置有台阶孔，第一调整垫圈和第二调整垫圈均设置在台阶孔内，且第二调整垫圈与台阶孔的台阶端面连接。
进一步地，燃气轮机包括多对并列设置的第一调整垫圈和第二调整垫圈。
进一步地，燃气轮机还包括第三调整垫圈，第三调整垫圈套设在涡轮转子上，且第二调整垫圈的远离第一调整垫圈的一端设置有辅助弧形凹面，第三调整垫圈上设置有与辅助弧形凹面相配合的辅助弧形凸面，辅助弧形凸面与辅助弧形凹面相贴合。
进一步地，弧形凹面为球形凹面，弧形凸面为球形凸面。
进一步地，燃气轮机还包括紧固件，紧固件安装在涡轮转子上，使第一调整垫圈和第二调整垫圈挤压在紧固件和压气机转子之间。
进一步地，燃气轮机还包括锁紧组件，锁紧组件安装在涡轮转子上，且锁紧组件的一端与紧固件抵接。
进一步地，锁紧组件包括限位衬套和锁紧螺母，且限位衬套套设在涡轮转子上，且限位衬套的一端与紧固件抵接，锁紧螺母安装在涡轮转子上，且锁紧螺母与限位衬套的远离紧固件的一端抵接。
进一步地，限位衬套内设置有限位凸缘，锁紧螺母与限位凸缘的端面抵接。
本发明中的燃气轮机包括设置在涡轮转子和压气机转子之间的第一调整垫圈和第二调整垫圈，由于第一调整垫圈上设置有弧形凹面，第二调整垫圈上设置有与弧形凹面相配合的弧形凸面，且弧形凸面与弧形凹面相贴合，于是，当涡轮转子与压气机转子之间的轴线发生偏离时，第一调整垫圈和第二调整垫圈之间会发生相对滑动，进而防止应力集中在涡轮转子头部，从而提高了燃气轮机的可靠性。
本发明中的燃气轮机结构简单，第一调整垫圈和第二调整垫圈的加工简单，大大降低了加工制造成本，装配起来也较为容易；并且，两个垫圈对涡轮转子和压气机转子的轴向尺寸影响较小，故本燃气轮机的使用更为广泛。使用本发明中的燃气轮机可以有效保证转子轴的稳定工作，提高整个燃气轮机转子件的可靠性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书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示出了本发明的燃气轮机的转子轴的结构示意图；
图2示出了图1中的燃气轮机正常工作时的局部放大图；
图3示出了图1中的燃气轮机在涡轮转子与压气机转子不同轴工作时的局部放大图；
图4示出了第一调整垫圈与第二调整垫圈同轴时的结构示意图；
图5示出了第一调整垫圈与第二调整垫圈不同轴时的结构示意图；
图6示出了第一调整垫圈的结构示意图；以及
图7示出了第二调整垫圈的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、涡轮转子；20、压气机转子；21、台阶孔；22、台阶端面；30、第一调整垫圈；31、弧形凹面；40、第二调整垫圈；41、弧形凸面；50、紧固件；60、限位衬套；70、锁紧螺母；80、轴承。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明提供了一种燃气轮机，请参考图1至图7，该燃气轮机包括涡轮转子10和压气机转子20，压气机转子20套设在涡轮转子10的外侧，燃气轮机还包括：第一调整垫圈30和第二调整垫圈40，第一调整垫圈30和第二调整垫圈40均套设在涡轮转子10上，且第二调整垫圈40与涡轮转子10之间存在径向间隙，第二调整垫圈40与压气机转子20连接；其中，第一调整垫圈30上设置有弧形凹面31，第二调整垫圈40上设置有与弧形凹面31相配合的弧形凸面41，弧形凸面41与弧形凹面31相贴合。
本发明中的燃气轮机包括设置在涡轮转子10和压气机转子20之间的第一调整垫圈30和第二调整垫圈40，由于第一调整垫圈30上设置有弧形凹面31，第二调整垫圈40上设置有与弧形凹面31相配合的弧形凸面41，且弧形凸面41与弧形凹面相贴合，于是，当涡轮转子10与压气机转子20之间的轴线发生偏离时，第一调整垫圈30和第二调整垫圈40之间会发生相对滑动，进而防止应力集中在涡轮转子10头部，从而提高了燃气轮机的可靠性。
本发明中的燃气轮机结构简单，第一调整垫圈30和第二调整垫圈40的加工简单，大大降低了加工制造成本，装配也起来较为容易；并且，两个垫圈对涡轮转子10和压气机转子20的轴向尺寸影响较小，故本燃气轮机的使用更为广泛。使用本发明中的燃气轮机可以有效保证转子轴的稳定工作，提高整个燃气轮机转子件的可靠性。
优选地，第一调整垫圈30与涡轮转子10固定连接，第二调整垫圈40与压气机转子20抵接。第一调整垫圈30与涡轮转子10为小间隙配合或过盈配合，可视为一体；第二调整垫圈40与涡轮转子10为间隙配合，其后端面与压气机转子20的端面贴合，其是固定不动的。
优选地，压气机转子20内设置有台阶孔21，第一调整垫圈30和第二调整垫圈40均设置在台阶孔21内，且第二调整垫圈40与台阶孔21的台阶端面22连接。通过在压气机转子20内设置台阶孔21，可以比较方便地实现第一调整垫圈30和第二调整垫圈40的安装，进而实现涡轮转子10与压气机转子20的连接。
优选地，燃气轮机包括多对并列设置的第一调整垫圈30和第二调整垫圈40。通过设置多对第一调整垫圈30和第二调整垫圈40可以提高对涡轮转子10的保护效果。
优选地，燃气轮机还包括第三调整垫圈，第三调整垫圈套设在涡轮转子10上，且第二调整垫圈40的远离第一调整垫圈30的一端设置有辅助弧形凹面，第三调整垫圈上设置有与辅助弧形凹面相配合的辅助弧形凸面，辅助弧形凸面与辅助弧形凹面相贴合。通过设置多对第三调整垫圈可以提高对涡轮转子10的保护效果。
优选地，弧形凹面31为球形凹面，弧形凸面41为球形凸面。将弧形凹面31设置成球形凹面，将弧形凸面41设置成球形凸面有利于实现第一调整垫圈30和第二调整垫圈40之间的滑动。
优选地，燃气轮机还包括紧固件50，紧固件50安装在涡轮转子10上，使第一调整垫圈30和第二调整垫圈40挤压在紧固件50和压气机转子20之间。通过设置紧固件50可以实现第一调整垫圈30和第二调整垫圈40的紧固。
优选地，燃气轮机还包括锁紧组件，锁紧组件安装在涡轮转子10上，且锁紧组件的一端与紧固件50抵接。通过设置锁紧组件可以提高对调整垫圈的紧固效果。
优选地，锁紧组件包括限位衬套60和锁紧螺母70，且限位衬套60套设在涡轮转子10上，且限位衬套60的一端与紧固件50抵接，锁紧螺母70安装在涡轮转子10上，且锁紧螺母70与限位衬套60的远离紧固件50的一端抵接。
优选地，限位衬套60内设置有限位凸缘，锁紧螺母70与限位凸缘的端面抵接。优选地，涡轮转子10和压气机转子20分别通过轴承80与燃气轮机的机匣连接。
本发明主要解决燃气轮压气机轴与涡轮轴连接不可靠的问题。
第一调整垫圈30后端带有凹球面，第二调整垫圈40前端带有凸球面，这两个球面半径相同，互相贴合。当涡轮转子10一端与压气机转子20一端不同轴时，由于贴合的面为球面，第一调整垫圈30与涡轮转子10的前端可以绕着第二调整垫圈40转动一定的角度，而两个垫圈都能与各自所在的轴始终保持良好的接触，同时两个垫圈也能很好地接触，从而保证了涡轮转子10的端部产生小变形时不会因应力过大而产生损坏。
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 (10)

1.一种燃气轮机，包括涡轮转子(10)和压气机转子(20)，所述压气机转子(20)套设在所述涡轮转子(10)的外侧，其特征在于，所述燃气轮机还包括：
第一调整垫圈(30)和第二调整垫圈(40)，所述第一调整垫圈(30)和所述第二调整垫圈(40)均套设在所述涡轮转子(10)上，且所述第二调整垫圈(40)与所述涡轮转子(10)之间存在径向间隙，所述第二调整垫圈(40)与所述压气机转子(20)连接；
其中，所述第一调整垫圈(30)上设置有弧形凹面(31)，所述第二调整垫圈(40)上设置有与所述弧形凹面(31)相配合的弧形凸面(41)，所述弧形凸面(41)与所述弧形凹面(31)相贴合。
2.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述第一调整垫圈(30)与所述涡轮转子(10)固定连接，所述第二调整垫圈(40)与所述压气机转子(20)抵接。
3.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述压气机转子(20)内设置有台阶孔(21)，所述第一调整垫圈(30)和所述第二调整垫圈(40)均设置在所述台阶孔(21)内，且所述第二调整垫圈(40)与所述台阶孔(21)的台阶端面(22)连接。
4.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机包括多对并列设置的所述第一调整垫圈(30)和所述第二调整垫圈(40)。
5.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机还包括第三调整垫圈，所述第三调整垫圈套设在所述涡轮转子(10)上，且所述第二调整垫圈(40)的远离所述第一调整垫圈(30)的一端设置有辅助弧形凹面，所述第三调整垫圈上设置有与所述辅助弧形凹面相配合的辅助弧形凸面，所述辅助弧形凸面与所述辅助弧形凹面相贴合。
6.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述弧形凹面(31)为球形凹面，所述弧形凸面(41)为球形凸面。
7.根据权利要求1所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机还包括紧固件(50)，所述紧固件(50)安装在所述涡轮转子(10)上，使所述第一调整垫圈(30)和所述第二调整垫圈(40)挤压在所述紧固件(50)和所述压气机转子(20)之间。
8.根据权利要求7所述的燃气轮机，其特征在于，所述燃气轮机还包括锁紧组件，所述锁紧组件安装在所述涡轮转子(10)上，且所述锁紧组件的一端与所述紧固件(50)抵接。
9.根据权利要求8所述的燃气轮机，其特征在于，所述锁紧组件包括限位衬套(60)和锁紧螺母(70)，且所述限位衬套(60)套设在所述涡轮转子(10)上，且所述限位衬套(60)的一端与所述紧固件(50)抵接，所述锁紧螺母(70)安装在所述涡轮转子(10)上，且所述锁紧螺母(70)与所述限位衬套(60)的远离所述紧固件(50)的一端抵接。
10.根据权利要求9所述的燃气轮机，其特征在于，所述限位衬套(60)内设置有限位凸缘，所述锁紧螺母(70)与所述限位凸缘的端面抵接。
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