CN109630206A - 一种多级轮盘转子结构 - Google Patents

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段文龙
王佳莹
项洁琼
王继业
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01D5/066—Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps

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Abstract

本申请公开一种多级轮盘端转子结构，包括：沿轴线依次排布的多级轮盘，相邻的两个轮盘相接触的端面上通过齿啮合连接，最后一级的轮盘后端面设置有齿；后轴颈，与最后一级的轮盘通过齿啮合连接；固定螺栓，沿轴向依次穿过各级轮盘盘心，用于对各级轮盘进行轴向限位。本申请的多级轮盘端转子结构，能够避免对焊接工艺、焊接质量控制、产品一致性、焊接后应力处理、焊后形变控制等方面的高要求，避免焊接质量问题而造成的多级轮盘报废；另外，由于取消焊缝，相应取消焊接和其后稳定工艺，节省大量设备和工装经费；进一步，能够使得机加工效率高，工艺路线短，涉及工种少，周转流程少。

Description

一种多级轮盘转子结构
技术领域
本申请属于航空发动机结构是设计领域，特别涉及一种多级轮盘端转子结构。
背景技术
现有发动机多级轮盘间多采用焊接方式形成转子传递扭矩。但是，对多级轮盘焊接而形成的转子存在无法更换单级轮盘，至少存在如下问题：
1)技术方面：对焊接工艺、焊接质量控制、产品一致性、焊接后应力处理、焊后形变控制等有很高要求。若出现焊接质量问题不易补救，且易造成多级轮盘报废。
2)成本方面：由于存在需要焊接、热处理等工序，焊接、热处理、形变控制等各工序需要大量工装，焊接过程中易因为质量问题报废，使用过程中若单级轮盘损坏无法更换等问题，所以焊接结构转子成本高昂。
3)效率方面：焊接工艺复杂、其后续检验、处理等工序较多，需要大量时间，影响生产效率。
因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。
发明内容
为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种多级轮盘端转子结构。
本申请公开了一种多级轮盘端转子结构，包括：
沿轴线依次排布的多级轮盘，相邻的两个轮盘相接触的端面上分别设置有相互适配的齿，两个轮盘通过所述齿啮合连接，最后一级的轮盘后端面设置有齿。
后轴颈的前端面设置有与最后一级的轮盘相互适配的齿，并与最后一级的轮盘通过齿啮合连接。
固定螺栓沿轴向依次穿过各级轮盘盘心，用于对各级轮盘进行轴向限位。
根据本申请的至少一个实施方式，所述多级轮盘包括一级轮盘、二级轮盘以及三级轮盘，其中，所述三级轮盘为最后一级的所述轮盘。
根据本申请的至少一个实施方式，相邻的两个所述轮盘之间的齿以及所述后轴颈与最后一级的所述轮盘之间的齿包括：
多个啮合齿，多个所述啮合齿沿所述轮盘或所述后轴颈周向均匀分布；
定位齿，在所述二级轮盘、所述三级轮盘以及所述后轴颈的前端面均设置多个所述定位齿，多个所述定位齿沿周向均布在多个所述啮合齿之间；其中
在所述一级轮盘、所述二级轮盘以及所述三级轮盘的后端面上均设置有与多个所述定位齿相适配的多个定位槽，用于进行角向定位。
根据本申请的至少一个实施方式，在所述一级轮盘、所述二级轮盘以及所述三级轮盘的后端面上，所述定位齿及适配的定位槽为四个，且沿周向均匀分布。
根据本申请的至少一个实施方式，所述固定螺栓的拧紧方向与发动机风扇转子转动方向相反。
根据本申请的至少一个实施方式，所述固定螺栓的数量为四个，且沿周向均匀分布。
本申请至少存在以下有益技术效果：
本申请的多级轮盘端转子结构，能够避免对焊接工艺、焊接质量控制、产品一致性、焊接后应力处理、焊后形变控制等方面的高要求，避免焊接质量问题而造成的多级轮盘报废；另外，由于取消焊缝，相应取消焊接和其后稳定工艺，节省大量设备和工装经费；进一步，能够使得机加工效率高，工艺路线短，涉及工种少，周转流程少。
附图说明
图1是本申请多级轮盘端转子结构的结构剖视图；
图2是本申请多级轮盘端转子结构中齿连接部分的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
下面结合附图1至图2对本申请多级轮盘端转子结构做进一步详细说明。
本申请公开了一种多级轮盘端转子结构，可以包括多级轮盘1、后轴颈2以及固定螺栓3。
多级轮盘1沿轴线依次排布，相邻的两个轮盘1相接触的端面上分别设置有相互适配的齿，两个轮盘1通过齿啮合连接，最后一级的轮盘1后端面设置有齿。如图1所示，本实施例中，优选包括一级轮盘11、二级轮盘12以及三级轮盘13，其中，三级轮盘13为最后一级的轮盘1。
后轴颈2的前端面设置有与最后一级的轮盘1相互适配的齿，并与最后一级的轮盘1通过齿啮合连接。
固定螺栓3沿轴向依次穿过各级所述轮盘1盘心，用于对各级所述轮盘1进行轴向限位，防止轴向脱开。本实施例中，优选固定螺栓3的数量为四个，且沿周向均匀分布。另外，固定螺栓3拧紧方向与发动机风扇转子转动方向相反，防止风扇转子工作时压紧各级盘的固定螺栓3松脱。
进一步地，本申请的多级轮盘端转子结构中，相邻的两个轮盘1之间的齿以及后轴颈2与最后一级的轮盘1之间的齿包括多个啮合齿31以及定位齿32。
多个啮合齿31沿轮盘1或后轴颈2周向均匀分布，以实现相邻的两个轮盘1的啮合以及后轴颈2与最后一级的轮盘1的啮合。
在二级轮盘12、三级轮盘13以及后轴颈2的前端面均设置多个定位齿32，多个定位齿32沿周向均布在多个啮合齿31之间；其中，在一级轮盘11、二级轮盘12以及三级轮盘13的后端面上均设置有与多个定位齿32相适配的多个定位槽33，用于进行角向定位。本实施例中，优选在一级轮盘11、二级轮盘12以及三级轮盘13的后端面上，定位齿32及适配的定位槽33为四个，且沿周向均匀分布。
综上所述，本申请的多级轮盘端转子结构，能够避免对焊接工艺、焊接质量控制、产品一致性、焊接后应力处理、焊后形变控制等方面的高要求，避免焊接质量问题而造成的多级轮盘报废；另外，由于取消焊缝，相应取消焊接和其后稳定工艺，节省大量设备和工装经费；进一步，能够使得机加工效率高，工艺路线短，涉及工种少，周转流程少。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种多级轮盘端转子结构，其特征在于，包括：
沿轴线依次排布的多级轮盘(1)，相邻的两个所述轮盘(1)相接触的端面上分别设置有相互适配的齿，两个所述轮盘(1)通过所述齿啮合连接，最后一级的所述轮盘(1)后端面设置有齿；
后轴颈(2)，所述后轴颈(2)的前端面设置有与最后一级的所述轮盘(1)相互适配的齿，并与最后一级的所述轮盘(1)通过所述齿啮合连接；
固定螺栓(3)，所述固定螺栓(3)沿轴向依次穿过各级所述轮盘(1)盘心，用于对各级所述轮盘(1)进行轴向限位。
2.根据权利要求1所述的多级轮盘端转子结构，其特征在于，所述多级轮盘(1)包括一级轮盘(11)、二级轮盘(12)以及三级轮盘(13)，其中，所述三级轮盘(13)为最后一级的所述轮盘(1)。
3.根据权利要求1或2所述的多级轮盘端转子结构，其特征在于，相邻的两个所述轮盘(1)之间的齿以及所述后轴颈(2)与最后一级的所述轮盘(1)之间的齿包括：
多个啮合齿(31)，多个所述啮合齿(31)沿所述轮盘(1)或所述后轴颈(2)周向均匀分布；
定位齿(32)，在所述二级轮盘(12)、所述三级轮盘(13)以及所述后轴颈(2)的前端面均设置多个所述定位齿(32)，多个所述定位齿(32)沿周向均布在多个所述啮合齿(31)之间；其中
在所述一级轮盘(11)、所述二级轮盘(12)以及所述三级轮盘(13)的后端面上均设置有与多个所述定位齿(32)相适配的多个定位槽(33)，用于进行角向定位。
4.根据权利要求3所述的多级轮盘端转子结构，其特征在于，在所述一级轮盘(11)、所述二级轮盘(12)以及所述三级轮盘(13)的后端面上，所述定位齿(32)及适配的定位槽(33)为四个，且沿周向均匀分布。
5.根据权利要求1所述的多级轮盘端转子结构，其特征在于，所述固定螺栓(3)的拧紧方向与发动机风扇转子转动方向相反。
6.根据权利要求5所述的多级轮盘端转子结构，其特征在于，所述固定螺栓(3)的数量为四个，且沿周向均匀分布。
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