CN108798789B - 锁片止动机构及涡轮盘组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锁片止动机构及涡轮盘组件，该锁片止动机构包括第一销钉和第二销钉，第一销钉和第二销钉并拢组合，包括用于配合涡轮盘的安装孔的前端、用于配合挡板的装配孔的中端以及用于延伸出装配孔外固定的尾端。第一销钉的前端远离第二销钉的一侧设有用于匹配安装孔与装配孔错开部分的凸出部，第一销钉的尾端和第二销钉的尾端配合形成用于使二者锁合的自锁结构，自锁结构与凸出部配合形成防止组合锁片脱落的锁紧机构。第一销钉和第二销钉结合形成完整的锁片止动机构，实现了挡板的周向止动。第一销钉和第二销钉的分体式设计使得在必要时锁片可以方便的从涡轮盘组件中分解下来。上述锁片止动机构结构简单，体积小，不额外增加挡板的载荷，改善挡板强度状况。

Description

锁片止动机构及涡轮盘组件

技术领域

本发明涉及涡轮组件领域，特别地，涉及一种锁片止动机构。此外，本发明还涉及一种包括上述锁片止动机构的涡轮盘组件。

背景技术

现有的涡轮盘组件如图1所示，涡轮盘10组件包括涡轮盘10和挡板20，挡板20包括分别安装在涡轮盘10前后侧的前挡板和后档板。前、后挡板与轮盘均设计了卡块30用于装配，其主要作用是实现挡板20周向定位。前、后挡板与涡轮盘10的装配方式相似。装配完成后卡块30需防止盘和挡板20的周向相对转动。

参照图2和3，涡轮盘10的挂钩和挡板20的挂钩进行装配，为实现涡轮盘10与挡板20的周向定位，在挡板20上预留一个小凸起60，凸起60上开一个卡槽40，用于安装卡块30。卡块30中间部位开一个销孔和销槽，用于安装销钉50，固定卡块30。卡块30端面一边顶住挡板20，一边顶住涡轮盘10，实现涡轮盘10与挡板20的周向定位。卡块30沿周向视情安装2个或多个。

参照图2和3，在转子工作时因为卡块30的离心力对挡板20施加较大的径向载荷。而因需要放置卡块30，挡板20需要在周向设计卡槽40，导致卡槽40部位存在明显应力集中现象。上述两个原因严重恶化了挡板20局部强度状况。

发明内容

本发明提供了一种锁片止动机构及涡轮盘组件，以解决挡板局部强度较低的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供了一种锁片止动机构，用于航空发动机的涡轮旋压式无螺栓连接挡板在涡轮盘上的周向止动。

锁片止动机构包括第一销钉和第二销钉，第一销钉和第二销钉并拢构成组合锁片。

组合锁片包括用于配合插接在涡轮盘的安装孔内的前端、用于配合插接在挡板的装配孔的中端以及用于延伸出装配孔外进行限位和固定的尾端。

第一销钉的前端远离第二销钉的一侧设有用于匹配安装孔与装配孔之间的错开部分的凸出部，第一销钉的尾端和第二销钉的尾端配合形成用于防止第一销钉和第二销钉滑出的自锁结构。

进一步地，

第二销钉的尾部包括用于覆盖装配孔外的壁体上的位阻部；

第一销钉的尾端包括延伸部，延伸部折弯压覆在位阻部上形成自锁结构。

进一步地，

第一销钉与第二销钉的贴合面为平面或折弯面，贴合面沿涡轮盘的直径方向延伸或朝向第二销钉方向倾斜。

进一步地，

贴合面为平面，且沿涡轮盘的直径方向延伸。

进一步地，

第二销钉的前端两侧和中端两侧壁体为直壁结构，

第一销钉的靠近第二销钉一侧的壁体为直壁结构，第一销钉中端远离第二销钉一侧的壁体为直壁结构，凸出部的侧壁为直壁结构。

进一步地，

凸出部的底部为平整面。

进一步地，

组合锁片的前端端部为圆弧结构。

本发明另一方面提供了一种涡轮盘组件，包括涡轮盘、挡板和上述锁片止动机构。

涡轮盘的挂钩上设有安装孔，挡板的挂钩上设有装配孔，安装孔与装配孔连通，且安装孔内具有与装配孔错开的区域，

锁片止动机构与安装孔、装配孔配合插接。

进一步地，

安装孔大于装配孔，且安装孔与装配孔之间具有一侧平齐孔壁以及一侧错位孔壁。

进一步地，

挡板的挂钩上设有用于容纳自锁结构的浅槽。

本发明具有以下有益效果：上述锁片止动机构，第一销钉穿过装配孔进入安装孔中，凸出部与安装孔的错开部分配合。插入第二销钉和第一销钉拼合，组合锁片的前端与安装孔匹配，中端与装配孔匹配，后端延伸出装配孔外自锁固定。自锁结构使得第一销钉和第二销钉结合成一个整体，实现了挡板的周向定位，同时凸出部的设置可使该整体从第一销钉和第二销钉中滑出，以同时实现组合锁片在安装孔和装配孔内的卡固锁紧以及组合锁片整体防脱出的自锁。锁片止动机构设于涡轮旋压式无螺栓连接挡板与涡轮盘之间的装配结构挂钩上，无需额外增加结构，从而简化了涡轮旋压式无螺栓连接挡板和涡轮盘的结构，同时降低了结构自重。上述锁片止动机构结构简单，体积小，不额外增加挡板的载荷，挡板结构可以进行更合理的优化从而降低局部应力集中现象，改善挡板强度状况。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

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是现有的涡轮盘组件的示意图；

图2是现有的挡板的示意图；

图3是现有的卡块的示意图；

图4是本发明优选实施例的涡轮盘组件示意图；

图5是本发明优选实施例的挡板示意图；

图6是本发明优选实施例的涡轮盘示意图；

图7是本发明优选实施例的锁片止动机构示意图；

图8是本发明优选实施例的第一销钉示意图；

图9是本发明优选实施例的第二销钉示意图。

附图标记说明：

100、第一销钉；200、第二销钉；300、涡轮盘；400、挡板；500、安装孔；600、装配孔；

110、凸出部；120、延伸部；

210、位阻部。

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。

参照图4～7，本发明的优选实施例提供了一种锁片止动机构，用于航空发动机的涡轮旋压式无螺栓连接挡板在涡轮盘300上的周向止动，锁片止动机构包括第一销钉100和第二销钉200，第一销钉100和第二销钉200并拢构成组合锁片。组合锁片包括用于配合插接在涡轮盘300的安装孔500内的前端、用于配合插接在挡板400的装配孔600的中端以及用于延伸出装配孔600外进行限位和固定的尾端。第一销钉100的前端远离第二销钉200的一侧设有用于匹配安装孔500与装配孔600之间的错开部分的凸出部110，第一销钉100的尾端和第二销钉200的尾端配合形成用于防止第一销钉100和第二销钉200滑出的自锁结构。

锁片止动机构用于装配涡轮盘300和挡板400。涡轮盘300和挡板400的结构需做一定调整，涡轮盘300的挂钩上开设安装孔500，挡板400的挂钩上开设装配孔600。涡轮盘300和挡板400对合到位后，安装孔500和装配孔600连通，但存在错开部分，即安装孔500相对装配孔600有更靠近外侧的区域。该区域只存在安装孔500一侧。安装孔500的大小可大于、等于或小于装配孔600大小。大于装配孔600时，两孔一侧孔壁平齐，另一侧孔壁错开，安装孔500相对装配孔600向外侧凸出形成错开部分。等于或小于装配孔600时，一侧的装配孔600相对安装孔500向外侧凸出，另一侧的安装孔500相对装配孔600向外侧凸出形成错开部分。

第一销钉100和第二销钉200组成形成一整体，该整体两侧的壁体与安装孔500、装配孔600完全匹配，或大部分区域匹配达到定位不晃动即可。由于错开部分和凸出部110结构限制，锁片止动机构安装时，需先安装第一销钉100，然后第二销钉200可插入安装孔500、装配孔600中与第一销钉100配合。在保证第二销钉200可插入的前提下，即第二销钉200的前端需小于或等于中端大小，且前至后的方向上，第二销钉200的前部不存在阻碍后部插入的结构。在满足该条件的情况下，第二销钉200与第一销钉100的贴合面可为平面、曲面或折面。

在第一销钉100和第二销钉200均插入安装孔500、装配孔600中与之匹配后，二者的尾端在装配孔600外，形成自锁结构，如弯折拧紧，焊接、粘接等方式结合固定，第一销钉100和第二销钉200形成一个结合较为紧密的整体，凸出部110将其锁紧在安装孔500、装配孔600中。要拆除锁片止动机构，需先拔出第二销钉200，而第二销钉200由于自锁结构的作用，第一销钉100对其形成阻碍，导致第二销钉200无法直接拔出，达到锁紧的目的。在挡板400和涡轮盘300中装配锁片止动机构，实现挡板400和涡轮盘300的周向止动，挡板400无需设置凸起和卡块，避免了卡块离心载荷对挡板400强度的影响。而且锁片止动机构插入挡板400和涡轮盘300的相应槽中配合，不会额外增加挡板400和涡轮盘300的载荷。

上述锁片止动机构，第一销钉100穿过装配孔600进入安装孔500中，凸出部110与安装孔500的错开部分配合。插入第二销钉200和第一销钉100拼合，前端与安装孔500匹配，中端与装配孔600匹配，后端延伸出装配孔600外自锁固定。自锁结构使得第一销钉100和第二销钉200结合成一个整体，实现了挡板400的周向定位，同时凸出部110的设置可使该整体从第一销钉100和第二销钉200中滑出。上述锁片止动机构结构简单，体积小，不额外增加挡板400的载荷，挡板400结构可以进行更合理的优化从而降低局部应力集中现象，改善挡板400强度状况。

可选地，参照图7～9，第二销钉200的尾部包括用于覆盖装配孔600外的壁体上的位阻部210。第一销钉100的尾端包括延伸部120，延伸部120折弯压覆在位阻部210上形成自锁结构。

位阻部210留在装配孔600外，位阻部210便于手持对第二销钉200进行操作。在第一销钉100插入后，手持位阻部210将第二销钉200插入。第一销钉100的延伸部120的初始状态可为竖直状态，即第一销钉100本身基本为竖直的销体，也可为倾斜状态。在第二销钉200到位时，位阻部210覆盖在装配孔600上与挂钩贴合时，可将延伸部120折弯压紧在位阻部210上。第一销钉100由于凸出部110的阻碍，无法直接拔出，需先将第二销钉200拔出，而第二销钉200又由于折弯的延伸部120压紧无法拔出。第一销钉100和第二销钉200形成相互锁紧的自锁结构。该结构的自锁结构，结构简单，锁紧方式快捷方便，而且相比拧紧或焊接方式，其对第一销钉100和第二销钉200的损伤较小。第一销钉100的延伸部120扳回原始位置即可将锁片止动机构取出，方便快捷。第一销钉100和第二销钉200可重复利用，当第一销钉100的延伸部120因多次折弯报废时，可对其进行更换，而第二销钉200无法更换，成本较小。

可选地，参照图7～9，第一销钉100与第二销钉200的贴合面为平面或折弯面，贴合面沿涡轮盘300的直径方向延伸或朝向第二销钉200方向倾斜。

贴合面为平面，即第一销钉100和第二销钉200彼此接触的壁体为平面。贴合面为折弯面，即第一销钉100和第二销钉200彼此接触的壁体为曲面或折面。贴合面沿涡轮盘300的直径方向延伸或朝向第二销钉200方向倾斜，可保证第二销钉插入。

可选地，参照图7～9，贴合面为平面，且沿涡轮盘300的直径方向延伸。

为保证止动效果，第一销钉100和第二销钉200的贴合面要求精确吻合，贴合面为曲线或折线等其它复杂形状时，需对第一销钉100和第二销钉200进行多个工序的复杂加工，加工精确度要求很高，提高了工艺难度，加工速度慢，提高了加工成本。贴合面为平面时，第一销钉100和第二销钉200加快速度快，加工难度低，降低了成本。当贴合面为平面，且沿涡轮盘300的直径方向延伸时，第一销钉100和第二销钉200的形状更为规整，加工更为方便。

可选地，参照图7～9，第二销钉200的前端两侧和中端两侧壁体为直壁结构；第一销钉100的靠近第二销钉200一侧的壁体为直壁结构，第一销钉100中端远离第二销钉200一侧的壁体为直壁结构，凸出部110的侧壁为直壁结构。

该设计的第二销钉200的前端和中端基本为矩形结构。第一销钉100的前端具有凸出部110，整体形状类似“7”字状。该设计的第一销钉100和第二销钉200，形状规整，各壁加工方便。

可选地，参照图7～9，凸出部110的底部为平整面。该设计增大了凸出部110与安装孔500的接触面积，增大了安装孔500壁为凸出部110的阻力，锁片止动机构更部容易拔出。

可选地，参照图7～9，组合锁片的前端端部为圆弧结构。该设计的第一销钉100和第二销钉200，前端相对较小，更容易进入安装孔500和装配孔600中。

本发明另一方面提供了涡轮盘组件，包括涡轮盘300、挡板400和上述锁片止动机构，涡轮盘300的挂钩上设有安装孔500，挡板400的挂钩上设有装配孔600，安装孔500与装配孔600连通，且安装孔500内具有与装配孔600错开的区域；锁片止动机构与安装孔500、装配孔600配合插接。

涡轮盘300的挂钩和挡板400的挂钩的整体可与现有技术一致或不同。由于采用了新的止动方式，因而挡板400的凸起、凸起上的销钉槽及销钉都可取消。涡轮盘300的挂钩和挡板400安装就位后，通过锁片止动机构伸入安装孔500和装配孔600中安装锁止。上述涡轮盘组件结构简单，体积小，不额外增加挡板400的载荷，挡板400结构可以进行更合理的优化从而降低局部应力集中现象，改善挡板400强度状况，提高了涡轮盘组件的稳定性。

可选地，参照图4～6，安装孔500大于装配孔600，且安装孔500与装配孔600之间具有一侧平齐孔壁以及一侧错位孔壁。安装孔500一侧与装配孔600平齐，该侧为第二销钉200的装配位置，另一侧超出安装孔500的部分为错开部位，为第一销钉100的装配位置。该设计结构简单，便于第一销钉100和第二销钉200的加工。

可选地，参照图4～6，挡板400的挂钩上设有用于容纳自锁结构的浅槽。如在挡板400上设有容纳位阻部210的浅槽，该设计使得锁片止动机构与挡板400结合更为紧密，不容易因外物碰触移动。

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 (3)

1.一种涡轮盘组件，其特征在于，

包括涡轮盘(300)、挡板(400)和锁片止动机构，

所述涡轮盘(300)的挂钩上设有安装孔(500)，所述挡板(400)的挂钩上设有装配孔(600)，所述安装孔(500)与所述装配孔(600)连通，且所述安装孔(500)内具有与所述装配孔(600)错开的区域；

所述锁片止动机构与所述安装孔(500)、所述装配孔(600)配合插接；

所述锁片止动机构包括第一销钉(100)和第二销钉(200)，所述第一销钉(100)和所述第二销钉(200)并拢构成组合锁片；

所述组合锁片包括用于配合插接在涡轮盘(300)的安装孔(500)内的前端、用于配合插接在挡板(400)的装配孔(600)的中端以及用于延伸出所述装配孔(600)外进行限位和固定的尾端；

所述第一销钉(100)的前端远离所述第二销钉(200)的一侧设有用于匹配所述安装孔(500)与所述装配孔(600)之间的错开部分的凸出部(110)，所述第一销钉(100)的尾端和所述第二销钉(200)的尾端配合形成用于防止所述第一销钉(100)和所述第二销钉(200)滑出的自锁结构；

所述第二销钉(200)的尾部包括用于覆盖所述装配孔(600)外的壁体上的位阻部(210)；

所述第一销钉(100)的尾端包括延伸部(120)，所述延伸部(120)折弯压覆在所述位阻部(210)上形成自锁结构；

所述第一销钉(100)与所述第二销钉(200)的贴合面为平面，且沿所述涡轮盘(300)的直径方向延伸；

所述第二销钉(200)的前端两侧和中端两侧壁体为直壁结构；

所述第一销钉(100)的靠近所述第二销钉(200)一侧的壁体为直壁结构，所述第一销钉(100)中端远离所述第二销钉(200)一侧的壁体为直壁结构，所述凸出部(110)的侧壁为直壁结构；

所述凸出部(110)的底部为平整面；

所述组合锁片的前端端部为圆弧结构。

2.根据权利要求1所述的涡轮盘组件，其特征在于，

所述安装孔(500)大于所述装配孔(600)，且所述安装孔(500)与所述装配孔(600)之间具有一侧平齐孔壁以及一侧错位孔壁。

3.根据权利要求1或2所述的涡轮盘组件，其特征在于，

所述挡板(400)的挂钩上设有用于容纳自锁结构的浅槽。

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