CN111963263A - 一种连接式发动机涡轮承力框架 - Google Patents

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艾厚望
马增祥
杨养花
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AECC Shenyang Engine Research Institute
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    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/28—Supporting or mounting arrangements, e.g. for turbine casing

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)

Abstract

本申请提供了一种连接式发动机涡轮承力框架，包括外机匣、内机匣以及设置在外机匣与内机匣之间的多个支板，支板以外机匣或内机匣的轴线均布；其中，支板的一侧端面上设有沿支板延伸方向设置的支板第一连接孔及支板定位销孔，支板的另一侧设有穿过支板的支板第二连接孔；内机匣上设有安装座，安装座上至少包含两对相对设置的侧板，每对侧板之间形成有用于放置支板的安装通道，通过连接件实现内机匣与支板的固定；外机匣上设有平台，在平台上设有外机匣连接孔及外机匣定位销孔，通过定位销实现支板与外机匣的定位，通过连接件实现外机匣与支板的固定。本申请的连接式发动机涡轮承力框架具有加工难度低、承载能力高、尺寸精度高的优点。

Description

一种连接式发动机涡轮承力框架
技术领域
本申请属于航空发动机结构设计技术领域，特别涉及一种连接式发动机涡轮承力框架。
背景技术
航空发动机涡轮的机匣承力框架主要由外机匣、内机匣、支撑辐板(简称支板)三部分组成。一般为整体铸造式承力框架和焊接式承力框架。本发明是一种连接式承力框架。
整体铸造式承力框架是利用精密铸造的方法直接形成，再对配合位置进行必要的机械加工。机匣承力框架一般轮廓尺寸较大且壁厚较薄，铸造的技术难度较大且容易出现铸造缺陷。
焊接式承力框架是分别加工出承力框架的若干部分，然后焊接到一起形成承力框架。缺点是焊缝及其附近的热影响区容易成为薄弱环节，裂纹在此处萌生。此外，焊接还会引起变形，导致实际加工出的承力框架形状与设计状态有较大偏差。
发明内容
本申请的目的是提供了一种一种连接式发动机涡轮承力框架，以解决或减轻上述至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种连接式发动机涡轮承力框架，所述承力框架包括外机匣、内机匣以及设置在外机匣与内机匣之间的多个支板，所述支板以外机匣或内机匣的轴线均布；其中，所述支板的一侧端面上设有沿支板延伸方向设置的支板第一连接孔及支板定位销孔，所述支板的另一侧设有穿过支板的支板第二连接孔；所述内机匣上设有与所述支板数量相同的安装座，所述安装座上至少包含两对相对设置的侧板，每对侧板之间形成有用于放置支板的安装通道，通过连接件穿过所述侧板及支板实现所述内机匣与支板的固定；所述外机匣上设有与所述支板数量相同的平台，在所述平台上设有与支板第一连接孔及支板定位销孔相配合的外机匣连接孔及外机匣定位销孔，通过定位销配合于所述外机匣定位销孔及支板定位销孔实现支板与外机匣的定位，通过连接件实现外机匣与支板的固定。
在本申请一实施方式中，所述平台设置在外机匣的外表面，且所述平台高于所述外机匣的外表面。
在本申请一实施方式中，所述定位销孔位于连接孔之间。
在本申请一实施方式中，所述支板沿着轴向方向延伸。
在本申请一实施方式中，所述安装座与所述内机匣通过焊接实现固定连接。
本申请的连接式发动机涡轮承力框架通过将外机匣、内机匣和支板分别进行加工，降低了单个零件的加工难度，相比于铸造式发动机承力框架，本申请不存在铸造缺陷或焊缝等薄弱区域，承载能力提高，而相比于焊接式承力框架，本申请不存在焊接变形或铸件的较大偏差，尺寸精度提高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的连接式发动机涡轮承力框架示意图。
图2为本申请的外机匣示意图。
图3为本申请的内机匣示意图。
图4为本申请的支板示意图图。
图5为本申请的支板与内机匣安装示意图。
图6为本申请的多个支板与内机匣安装完毕示意图。
图7为本申请的支板与外机匣、内机匣安装完毕局部图。
图8为本申请的支板与外机匣、内机匣安装完毕示意图。
标记说明
1-外机匣，11-平台，12-外机匣定位销孔，13-外机匣连接孔；
2-内机匣，21-安装座，22-侧板，23-侧板连接孔，24-安装通道；
3-支板，3A-上端面，3B-侧面，31-支板连接孔，32-支板定位销孔，33-支板连接孔；
41-连接件，42-定位销。
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。
为了克服现有技术中所提出的问题，本申请提供了一种连接式发动机涡轮承力框架。
如图1至图8所示，本申请提供的连接式承力框架结构主要包括外机匣1、内机匣2及设置在外机匣1与内机匣2之间的多个支撑辐板(简称支板3)。
如图2所示，外机匣1上设有与支板3数量相同的多个平台11，每个平台11设有至少两个外机匣连接孔13及外机匣定位销孔12。其中，外机匣连接孔13为螺栓孔，外机匣定位销孔12为光滑销钉孔。
在本申请中，平台11设置在支板对应的外机匣的外侧面，即平台11相对于外机匣的外侧面形成高处外表面的台阶，以构成加强结构。
如图3所示，内机匣2上设有与支板数量相同的安装座21，安装座21的位置相对应于支板3的位置确定。每个安装座21至少有两对侧板22，每对侧板22之间形成有用于放置支板3的安装通道24，侧板22上设有大致相切于内机匣圆周的侧板连接孔23，通过精密螺栓穿过侧板连接孔23及支板3，即可实现支板3与内机匣2的固定。
需要说明的是，在本申请附图所示实施例中，侧板22为两对。可以理解的是，侧板22还以为多对，甚至侧板22可以为一对。当侧板22为一对时，其宽度应大致等于支板3的宽度。
在本申请一实施例中，安装座21可以为单独加工形成的独个零件，其可以通过焊接的方式实现与内机匣2实现相对固定。在本申请的另一实施例中，安装座21可以通过铸造的方式与内机匣2一体成型，在通过机加的方式进行外形或结构的修整。
如图4所示，支板3为内外机匣之间的支撑结构，支板3大致上呈板状(截面为流线型，未示出)，其发动机轴线方向设置。支板3的上下两端面为小平面，在支板3的上端面3A上沿着支板延伸方向设置有至少两个支板连接孔31及至少一个支板定位销孔32。其中，支板连接孔31为螺纹孔，支板定位销孔32为光滑孔。支板连接孔31与外机匣1上设置的外机匣连接孔13位置相对应，并通过连接螺栓能够实现固定配合。支板定位销孔32与外机匣上设置的外机匣定位销孔12的位置相对应，通过定位销穿过定位销孔12/32可以实现支板3与外机匣1的定位。支板3下端的侧面3B设置至少两个支板连接孔33，支板连接孔33用来穿过精密螺栓，支板连接孔33与内机匣的侧板连接孔的位置相对应。
需要说明的是，在本申请图示所示实施例中，支板的上端面3A具有两个支板连接孔31及一个支板定位销孔32，在采用两个支板连接孔31即可实现支板固定的情况下，可以设置更多的支板连接孔31以提高连接强度。同样的，在采用一个支板定位销孔32即可实现支板3与外机匣1定位的前提下，可以设置更多的定位销孔32，以提高定位精度。
在本申请中，支板定位销孔32位于支板连接孔31之间，相对应的，在外机匣1中，外机匣定位销孔12则位于外机匣连接孔13之间。
装配时，首先通过精密螺栓和螺母将支板3和内机匣2的安装座21进行连接并定位，如图5所示。
之后，将多个支板3均采用上述方法进行安装。安装完所有支板3的状态如图6所示。
然后，将装配好的内机匣2和支板3的组合件与外机匣1摆放到合适位置，通过使用定位销钉将外机匣1与组合件的支板3进行定位，待多个支板3与外机匣1均定位完毕后，再将连接螺栓穿过外机匣1上的外机匣连接孔13并拧入支板3上的支板连接孔31，支板通过采用销钉定位、螺栓连接，如图7所示。
最后，装配完成的整个发动机承力框架如图8所示。
本申请的连接式发动机涡轮承力框架通过将外机匣、内机匣和支板分别进行加工，单个零件的加工难度小，利用螺栓连接内机匣及支板，之后通过销钉或精密螺栓定位，加工及装配性强，组装精度易于控制，装拆比较灵活。相比于铸造式承力框架，不存在铸造缺陷或焊缝等薄弱区域，承载能力提高，而相比于焊接式承力框架，不存在焊接变形或铸件的较大偏差，尺寸精度提高。
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 (5)

1.一种连接式发动机涡轮承力框架，其特征在于，所述承力框架包括：
外机匣、内机匣以及设置在所述外机匣与内机匣之间的多个支板，所述支板以外机匣或内机匣的轴线均布；
其中，所述支板的一侧端面上设有沿支板延伸方向设置的支板第一连接孔及支板定位销孔，所述支板的另一侧设有穿过支板的支板第二连接孔；以及
所述内机匣上设有与所述支板数量相同的安装座，所述安装座上至少包含两对相对设置的侧板，每对侧板之间形成有用于放置支板的安装通道，通过连接件穿过所述侧板及支板实现所述内机匣与支板的固定；
所述外机匣上设有与所述支板数量相同的平台，在所述平台上设有与支板第一连接孔及支板定位销孔相配合的外机匣连接孔及外机匣定位销孔，通过定位销配合于所述外机匣定位销孔及支板定位销孔实现支板与外机匣的定位，通过连接件实现外机匣与支板的固定。
2.如权利要求1所述的连接式发动机涡轮承力框架，其特征在于，所述平台设置在外机匣的外表面，且所述平台高于所述外机匣的外表面。
3.如权利要求1所述的连接式发动机涡轮承力框架，其特征在于，所述外机匣定位销孔位于外机匣连接孔之间。
4.如权利要求1所述的连接式发动机涡轮承力框架，其特征在于，所述支板沿着轴向方向延伸。
5.如权利要求1所述的连接式发动机涡轮承力框架，其特征在于，所述安装座与所述内机匣通过焊接实现固定连接。
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