CN109113803A - 用于涡轮发动机的转子启动结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于涡轮发动机的转子启动结构，包括发动机转子、起发电机；发动机转子为离心叶轮，离心叶轮一端设有轴安装孔、另一端的中心设有第一筒孔；起发电机包括发电机定子和筒状结构的发电机转子，发电机转子的外壁与第一筒孔的内壁配合连接，使发电机转子与离心叶轮同步传动连接，发电机转子的筒孔内壁均匀间隔设有条形磁钢片，发电机定子设置于发电机转子的筒孔内、与磁钢片表面间隙配合，发电机定子与外部电源电连接。与现有技术相比，本发明的转子启动结构省去了现有技术中需采用结构复杂、体积大、重量重的齿轮箱及润滑系统等部件，使结构简单紧凑，整体的质量轻，有利于减轻涡轮发动机的整体重量，降低飞机的能耗。
Description
技术领域
本发明涉及发动机设备技术领域，尤其涉及一种用于涡轮发动机的转子启动结构。
背景技术
涡轮发动机在启动时，传统方案是采用一套复杂的齿轮传动和润滑系统带动涡轮发动机的离心叶轮转动，通常这种结构需要设计一根带有齿轮的轴与离心叶轮连接，再通过设计一套齿轮箱与带齿轮的轴传动连接，齿轮箱上设计发电机带动齿轮箱工作，通过齿轮箱和润滑系统带动轴转动，使离心叶轮转动。这种结构的启动方式使得整套发动机存在结构复杂、体积大、重量大的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于涡轮发动机的转子启动结构，以解决现有技术中采用复杂的齿轮传动方式启动涡轮发动机离心叶轮，使得整套发动机结构复杂、重量大的技术问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
本发明的一种用于涡轮发动机的转子启动结构，包括发动机转子、用于启动所述发动机转子的起发电机；所述发动机转子为离心叶轮，所述离心叶轮一端设有用于与涡轮轴传动连接的轴安装孔，所述离心叶轮另一端的中心设有第一筒孔；
所述起发电机包括发电机定子和筒状结构的发电机转子，所述发电机转子的外壁与所述第一筒孔的内壁配合连接，所述发电机转子与所述离心叶轮同步传动连接，所述发电机转子的筒孔内壁均匀间隔设有条形磁钢片，所述发电机定子设置于所述发电机转子的筒孔内、与所述磁钢片表面间隙配合，所述发电机定子与外部电源电连接。
在上述技术方案中，通过将离心叶轮轴安装孔的另一端设置成筒孔，筒孔内嵌设筒状的发电机转子，发电机转子内壁设置有磁钢片，发电机定子设置在筒状的发电机转子内，在发电机定子接通电源时，磁钢片切割磁场，使发电机转子随即旋转，发电机转子与离心叶轮紧密连接，带动叶轮同步转动，使涡轮发动机的转子直接电启动，省去了现有技术中需采用结构复杂、体积大、重量重的齿轮箱及润滑系统等部件，结构简单紧凑，整体的质量轻，有利于减轻涡轮发动机的整体重量，降低飞机的能耗。
进一步改进在于，所述发电机转子底部与所述离心叶轮之间设有定位销，并通过螺丝相对固定连接。通过设置定位销，可提高装配精度，同时也可可靠地传递扭矩，防止发电机转子与离心叶轮之间发生相对旋转打滑。
进一步改进在于，所述第一筒孔筒底中部与所述轴安装孔连通，所述发电机转子筒底中部设有通孔，所述螺丝穿过所述通孔与所述涡轮轴端部的螺纹孔连接。发电机转子通过螺丝锁紧在涡轮轴上，使其离心叶轮相互锁紧，各个部件之间装配更紧凑，可有效缩小离心叶轮的体积和重量。
进一步改进在于，所述离心叶轮与所述涡轮轴采用花键传动连接。
进一步改进在于，所述发电机定子与所述磁钢片之间的间隙为0.35mm。
进一步改进在于，还包括冷却机构，所述冷却机构包括设置于所述离心叶轮中部表面的通气孔，所述通气孔与所述发电机转子的筒底连通。离心叶轮的中部设置通气孔与发电机转子的筒底腔体连通，在离心叶轮高速旋转时，离心叶轮的叶盆中的一部分空气从通气孔中直接被快速压送至发电机转子的筒腔底部，并从发电机定子与磁钢片之间流出，快速通过的气流可有效地将发电机转子在切割磁场快速转动时产生的大量热量带出，防止烧坏发电机。
进一步改进在于，所述通气孔位于所述离心叶轮两相邻叶片的中部。
与现有技术相比，本发明的转子启动结构省去了现有技术中需采用结构复杂、体积大、重量重的齿轮箱及润滑系统等部件，使结构简单紧凑，整体的质量轻，有利于减轻涡轮发动机的整体重量，降低飞机的能耗。
附图说明
图1为本发明一种用于涡轮发动机的转子启动结构的示意图；
图2为离心叶轮与发电机转子装配时的剖面示意图；
图3为离心叶轮的结构示意图；
图4为图3中A局部放大图；
图5为离心叶轮与发电机转子装配时的结构示意图；
图6为发电机定子的结构示意图；
图中，1-发动机转子，10-轴安装孔，11-第一筒孔，12-第一通气孔，13-定位销孔，14-定位销，2-发电机，20-发电机定子，201-电连接头，21-发电机转子，22-磁钢片，23-第二通气孔，3-涡轮轴，4-螺丝，41-垫片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图6所示，本发明提供了一种用于涡轮发动机的转子启动结构，其包括发动机转子1、用于启动所述发动机转子1的起发电机2；所述发动机转子1为离心叶轮，所述离心叶轮一端设有用于与涡轮轴3传动连接的轴安装孔10，所述离心叶轮另一端的中心设有第一筒孔11；所述起发电机2包括发电机定子20和筒状结构的发电机转子21，所述发电机转子21的外壁与所述第一筒孔11的内壁过盈配合连接，使所述发电机转子21与所述离心叶轮同步传动连接，所述发电机转子21的筒孔内壁均匀间隔设有条形磁钢片22，所述发电机定子20设置于所述发电机转子21的筒孔内、与所述磁钢片22表面间隙配合，所述发电机定子20通过电连接头201与外部电源电连接。
工作时，发电机定子20接通电源，产生强磁场，磁钢片22切割磁场，使发电机转子21随即旋转，离心叶轮随着发电机转子21同步转动，使涡轮发动机的转子直接电启动，省去了现有技术中需采用结构复杂、体积大、重量重的齿轮箱及润滑系统等部件，具有结构简单紧凑，整体的质量轻的优点，有利于减轻涡轮发动机的整体重量，降低飞机的能耗。
为了使发电机转子21与离心叶轮的扭矩传递更稳定可靠，防止发电机转子与离心叶轮之间发生相对旋转打滑，参照图1、图2所示，本发明中，离心叶轮的第一筒孔11的底部设有两个定位销孔13，所述发电机转子21的设有定位孔，发电机转子21底部与第一筒孔11底部之间设有垫片41，定位销孔13与定位孔内通过定位销14连接固定，发电机转子21底部通过螺丝4与离心叶轮相对固定连接。
为了使各个部件之间装配更紧凑，缩小离心叶轮的体积和重量，进一步改进在于，将所述第一筒孔11的筒底中部与所述轴安装孔10中部打通，所述发电机转子21的筒底中部设有通孔，所述螺丝4穿过所述通孔与所述涡轮轴3端部的螺纹孔连接；所述离心叶轮与所述涡轮轴3采用花键传动连接。
优选地，所述发电机定子20与所述磁钢片22之间的间隙优选为0.35mm。
为了防止发电机转子21在磁钢片切割磁场而高速旋转，产生大量热量而烧坏发电机，参照图1-图3所示，更进一步的改进在于，其还包括一冷却机构，所述冷却机构包括设置于所述离心叶轮中部表面的第一通气孔12和设置在发电机转子21筒底侧壁上的第二通气孔23，第一通气孔12与第二通气孔23相互连通，在实际生产应用中，将发电机转子21与离心叶轮装配固定好后，在离心叶轮两相邻叶片中部的叶盆钻孔，并从发电机转子21的筒底侧壁处钻孔钻穿至其内腔。
本发明的转子启动结构省去了现有技术中需采用结构复杂、体积大、重量重的齿轮箱及润滑系统等部件，减少了传动部件，使结构更简单紧凑，整体的质量轻，有利于减轻涡轮发动机的整体重量，降低飞机的能耗。
应当理解，方位词均是结合操作者和使用者的日常操作习惯以及说明书附图而设立的，它们的出现不应当影响本发明的保护范围。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.用于涡轮发动机的转子启动结构，其特征在于，包括发动机转子、用于启动所述发动机转子的起发电机；所述发动机转子为离心叶轮，所述离心叶轮一端设有用于与涡轮轴传动连接的轴安装孔，所述离心叶轮另一端的中心设有第一筒孔；
所述起发电机包括发电机定子和筒状结构的发电机转子，所述发电机转子的外壁与所述第一筒孔的内壁配合连接，所述发电机转子与所述离心叶轮同步传动连接，所述发电机转子的筒孔内壁均匀间隔设有条形磁钢片，所述发电机定子设置于所述发电机转子的筒孔内、与所述磁钢片表面间隙配合，所述发电机定子与外部电源电连接。
2.根据权利要求1所述的转子启动结构，其特征在于，所述发电机转子底部与所述离心叶轮之间设有定位销，并通过螺丝相对固定连接。
3.根据权利要求2所述的转子启动结构，其特征在于，所述第一筒孔筒底中部与所述轴安装孔连通，所述发电机转子筒底中部设有通孔，所述螺丝穿过所述通孔与所述涡轮轴端部的螺纹孔连接。
4.根据权利要求1所述的转子启动结构，其特征在于，所述离心叶轮与所述涡轮轴采用花键传动连接。
5.根据权利要求1所述的转子启动结构，其特征在于，所述发电机定子与所述磁钢片之间的间隙为0.35mm。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的转子启动结构，其特征在于，还包括冷却机构，所述冷却机构包括设置于所述离心叶轮中部表面的通气孔，所述通气孔与所述发电机转子的筒底连通。
7.根据权利要求6所述的转子启动结构，其特征在于，所述通气孔位于所述离心叶轮两相邻叶片的中部。
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