CN205714440U - 用于燃气轮机的自动定心装配组件及燃气轮机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于燃气轮机的自动定心装配组件及燃气轮机。用于燃气轮机的自动定心装配组件，包括高压转子以及套设于高压转子外的高压压气机静子和高压涡轮静子，高压压气机静子与高压涡轮静子的轴向连接的部位上设有多个用于通过连接紧固迫使高压压气机静子与高压涡轮静子相对运动并趋于同轴的自动定心机构；多个自动定心机构沿高压转子的周向均匀分布。高压涡轮静子与高压压气机静子之间的准确定位，以确保高压涡轮静子、高压压气机静子和燃烧室三者同轴度定位。既便于工艺加工、又能满足设计要求，从而为发动机的正常工作提供前提条件。

Description

用于燃气轮机的自动定心装配组件及燃气轮机

技术领域

本实用新型涉及航空用燃气轮机结构技术领域，特别地，涉及一种用于燃气轮机的自动定心装配组件。此外，本实用新型还涉及一种包括上述用于燃气轮机的自动定心装配组件的燃气轮机。

背景技术

燃气轮机的高压涡轮、燃烧室和高压压气机三者都是在高温高压环境中工作，三者的轴向同轴度、轴向定位非常重要。高压转子高速运转，必然带来振动等不利因素。在保证高压转子不平衡量低于某一值的基础上，高压涡轮静子、高压压气机静子和燃烧室三者的定位(保证同轴度)也很重要。

现有的安装采用普通直螺钉穿过高压压气机静子上的通孔，与高压涡轮静子上的螺纹孔拧紧，该结构只能保证压紧两个零件，而保证不了这两个孔的同轴，若高压压气机静子装配时偏移，该直螺钉仍然强行装配，此时两者已经处于不同轴的装配在一起；并且通过直螺钉结构进行装配，由于安装空间的限制，无法在进行其他部件的装配，因此该结构无法具备防松功能，随着发动机运行过程中的振动等因素，直螺钉很可能会松脱。

三者之间装配若没有定位同轴度要求，一方面可能导致高压涡轮静子与高压压气机静子装配偏斜(不同轴)，从而导致燃烧室多处由于阻碍而无法装配；再者即使燃烧室安装上，高压涡轮、燃烧室和高压压气机三者也不同轴，会导致静子与高压转子的配合处受到破坏，而达不到设计要求，使发动机失效。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于燃气轮机的自动定心装配组件及燃气轮机，以解决现有燃气轮机的高压涡轮、燃烧室和高压压气机三者装配没有考虑同轴度要求，容易导致高压涡轮静子与高压压气机静子装配偏斜，燃烧室多处由于阻碍而无法装配；即使勉强装配，也会造成使用过程中的相互作用力而破坏的技术问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种用于燃气轮机的自动定心装配组件，包括高压转子以及套设于高压转子外的高压压气机静子和高压涡轮静子，高压压气机静子与高压涡轮静子的轴向连接的部位上设有多个用于通过连接紧固迫使高压压气机静子与高压涡轮静子相对运动并趋于同轴的自动定心机构；多个自动定心机构沿高压转子的周向均匀分布。

进一步地，自动定心机构包括带有锥形螺头并用于在螺纹连接紧固时通过锥形螺头的径向作用力迫使高压压气机静子与高压涡轮静子相对运动至同轴的锥头螺钉、开设于高压压气机静子的连接面上并用于引导锥头螺钉进入并与锥形螺头相互配合以迫使高压压气机静子与高压涡轮静子相对运动至同轴的锥形连接孔以及开设于高压涡轮静子连接面并用于与锥头螺钉进行螺纹紧固连接的螺纹锁紧孔；锥头螺钉、锥形连接孔、螺纹锁紧孔三者一一对应设置。

进一步地，锥形连接孔的内表面贴覆有一层用于缓冲锥头螺钉与锥形连接孔的孔壁之间相互作用力并将紧固后的锥头螺钉沿周向锁紧于锥形连接孔内的锥形锁片。

进一步地，锥头螺钉的螺杆轴向尺寸小于或等于螺纹锁紧孔的轴向尺寸；锥头螺钉的径向尺寸小于或等于锥形连接孔的径向尺寸，以形成装配于锥形连接孔内的锥形沉头螺钉。

进一步地，锥形螺头上表面设有扭矩施力槽，扭矩施力槽内打入填充于扭矩施力槽内并沿锥形螺头的径向顶抵于锥形连接孔的孔壁的充填锁片。

进一步地，锥形锁片采用连续的环圈形结构；或者锥形锁片采用在锥头螺钉的进入端呈锯齿形的锯齿环结构。

进一步地，锥形锁片的内表面设置为用于提高锥形螺头与锥形锁片之间相互摩擦力的粗糙表面；或者锥形锁片的内表面设置有用于提高锥形螺头与锥形锁片之间相互摩擦力的凸形构造。

进一步地，自动定心机构沿高压转子的径向布设有多排；相邻排的自动定心机构相互错位排布。

进一步地，自动定心机构仅设有一排，且设于高压压气机静子与高压涡轮静子轴向连接面的中心位置。

根据本实用新型的另一方面，还提供了一种燃气轮机，包括上述用于燃气轮机的自动定心装配组件。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型用于燃气轮机的自动定心装配组件，通过在高压压气机静子与高压涡轮静子的轴向连接的部位设置自动定心机构，在对高压压气机静子与高压涡轮静子进行连接紧固的同时迫使高压压气机静子与高压涡轮静子作相对运动，从而使高压压气机静子与高压涡轮静子在连接紧固的同时两者的连接孔处于同轴布置，同时自动定心机构沿高压转子的周向均匀布设，以确保高压压气机静子与高压涡轮静子之间的安装位置精度。高压涡轮静子与高压压气机静子之间的准确定位，以确保高压涡轮静子、高压压气机静子和燃烧室三者同轴度定位。既便于工艺加工、又能满足设计要求，从而为发动机的正常工作提供前提条件。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型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实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型优选实施例的用于燃气轮机的自动定心装配组件的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例的自动定心机构的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的锥形锁片的结构示意图之一；

图4是本实用新型优选实施例的锥形锁片的结构示意图之二。

图例说明：

1、高压转子；2、高压压气机静子；3、高压涡轮静子；4、自动定心机构；401、锥头螺钉；4011、锥形螺头；4012、螺杆；402、锥形连接孔；403、螺纹锁紧孔；404、锥形锁片；405、充填锁片；5、扭矩施力槽。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是本实用新型优选实施例的用于燃气轮机的自动定心装配组件的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的自动定心机构的结构示意图；图3是本实用新型优选实施例的锥形锁片的结构示意图之一；图4是本实用新型优选实施例的锥形锁片的结构示意图之二。

如图1和图2所示，本实施例的用于燃气轮机的自动定心装配组件，包括高压转子1以及套设于高压转子1外的高压压气机静子2和高压涡轮静子3，高压压气机静子2与高压涡轮静子3的轴向连接的部位上设有多个用于通过连接紧固迫使高压压气机静子2与高压涡轮静子3相对运动并趋于同轴的自动定心机构4；多个自动定心机构4沿高压转子1的周向均匀分布。本实用新型用于燃气轮机的自动定心装配组件，通过在高压压气机静子2与高压涡轮静子3的轴向连接的部位设置自动定心机构4，在对高压压气机静子2与高压涡轮静子3进行连接紧固的同时迫使高压压气机静子2与高压涡轮静子3作相对运动，从而使高压压气机静子2与高压涡轮静子3在连接紧固的同时两者的连接孔处于同轴布置，同时自动定心机构4沿高压转子1的周向均匀布设，以确保高压压气机静子2与高压涡轮静子3之间的安装位置精度。高压涡轮静子3与高压压气机静子2之间的准确定位，以确保高压涡轮静子3、高压压气机静子2和燃烧室三者同轴度定位。既便于工艺加工、又能满足设计要求，从而为发动机的正常工作提供前提条件。

如图1和图2所示，本实施例中，自动定心机构4包括带有锥形螺头4011并用于在螺纹连接紧固时通过锥形螺头4011的径向作用力迫使高压压气机静子2与高压涡轮静子3相对运动至同轴的锥头螺钉401、开设于高压压气机静子2的连接面上并用于引导锥头螺钉401进入并与锥形螺头4011相互配合以迫使高压压气机静子2与高压涡轮静子3相对运动至同轴的锥形连接孔402以及开设于高压涡轮静子3连接面并用于与锥头螺钉401进行螺纹紧固连接的螺纹锁紧孔403。锥头螺钉401、锥形连接孔402、螺纹锁紧孔403三者一一对应设置。

如图1和图2所示，本实施例中，锥形连接孔402的内表面贴覆有一层用于缓冲锥头螺钉401与锥形连接孔402的孔壁之间相互作用力并将紧固后的锥头螺钉401沿周向锁紧于锥形连接孔402内的锥形锁片404。锥形锁片404实现防松功能。锥形锁片404可以往高压压气机静子2的安装面处小孔打入，使锥形锁片404夹在锥头螺钉401与锥形连接孔402之间，以保证锥形锁片404和压气机的防松功能，从而实现压气机和高压涡轮静子的压紧和防转。

如图1和图2所示，本实施例中，锥头螺钉401的螺杆4012轴向尺寸小于或等于螺纹锁紧孔403的轴向尺寸。锥头螺钉401的径向尺寸小于或等于锥形连接孔402的径向尺寸，以形成装配于锥形连接孔402内的锥形沉头螺钉。高压压气机静子2与高压涡轮静子3在压紧连接的同时，通过锥形沉头螺钉以节约安装空间，使得安装不再受高压压气机静子2与高压涡轮静子3之间的间隙距离的限制。

如图1和图2所示，本实施例中，锥形螺头4011上表面设有扭矩施力槽5，扭矩施力槽5内打入填充于扭矩施力槽5内并沿锥形螺头4011的径向顶抵于锥形连接孔402的孔壁的充填锁片405。充填锁片405实现防松功能。充填锁片405往锥头螺钉401上的一字槽(扭矩施力槽5)打入，从而实现充填锁片405和锥头螺钉401的防松功能。

如图1、图2、图3和图4所示，本实施例中，可选地，锥形锁片404采用连续的环圈形结构，如图3所示。通过环圈形结构的整个内表面与锥头螺钉401实现相互间的摩擦，以防止锥头螺钉401旋转。可选地，锥形锁片404采用在锥头螺钉401的进入端呈锯齿形的锯齿环结构，如图4所示。通过锯齿环结构内表面间歇式与锥头螺钉401接触，在提供相互间的摩擦力的时候，有效防止锥头螺钉401的逆转。

如图1和图2所示，本实施例中，可选地，锥形锁片404的内表面设置为用于提高锥形螺头4011与锥形锁片404之间相互摩擦力的粗糙表面。通过粗糙表面与锥头螺钉401实现相互间的摩擦，以防止锥头螺钉401旋转。可选地，锥形锁片404的内表面设置有用于提高锥形螺头4011与锥形锁片404之间相互摩擦力的凸形构造。通过凸形构造间歇式与锥头螺钉401接触，在提供相互间的摩擦力的时候，有效防止锥头螺钉401的逆转。

如图1和图2所示，本实施例中，自动定心机构4沿高压转子1的径向布设有多排。使得连接稳定性更好。相邻排的自动定心机构4相互错位排布。能够分散连接的应力集中，防止径向断裂破坏，受力性能更好。

如图1和图2所示，本实施例中，自动定心机构4仅设有一排，且设于高压压气机静子2与高压涡轮静子3轴向连接面的中心位置。在保证连接稳定性的同时降低制造成本。

本实施例的燃气轮机，包括上述用于燃气轮机的自动定心装配组件。

实施时，提供一种用于燃气轮机的自动定心装配组件，旨在设计出合适的同轴度定位方案，应用于某型燃气轮机高压涡轮静子与高压压气机静子之间的准确定位，既便于工艺加工、又能满足设计要求，从而为发动机的正常工作提供前提条件，以解决高压涡轮静子、高压压气机静子和燃烧室三者的同轴度定位问题。锥形沉头螺钉(锥头螺钉401)穿过锥形锁片404、高压压气机静子2上的带锥通孔(锥形连接孔402)，与高压涡轮静子3上的螺纹孔(螺纹锁紧孔403)拧紧，该结构具有以下优点：

1)压紧两个零件，节约了空间，不再受距离L的限制；

2)有防松功能，锥形锁片404可以往压气机的安装面D处小孔打入，以保证锁片和压气机的防松功能，使锥形锁片404夹在锥形沉头螺钉(锥头螺钉401)和压气机的带锥通孔(锥形连接孔402)中间；充填锁片405可以往锥形沉头螺钉(锥头螺钉401)上的一字槽(扭矩施力槽5)打入，以保证锁片和锥形沉头螺钉的防松功能；

3)有自动定心的作用，保证了这两个孔(锥形连接孔402与螺纹锁紧孔403)的同轴；若高压压气机静子2装配时往上偏移了任意的距离，该锥形沉头螺钉在拧紧过程中，下端面会先与压气机的锥孔(锥形连接孔402)接触，从而对该面产生挤压力F>0(此时上端面未接触，挤压力F0＝0)，F有向下的分力F1会推着高压压气机静子2往下移动，直到整个锥面都接触压紧为止，此时F0＝F>0，两者(锥形连接孔402与螺纹锁紧孔403)已经同轴。本发明设计的结构相对紧凑、简单，加工成本低、可行性高。压紧两个零件，节约了空间；有防松功能；有自动定心的作用。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于燃气轮机的自动定心装配组件，包括高压转子(1)以及套设于所述高压转子(1)外的高压压气机静子(2)和高压涡轮静子(3)，

其特征在于，

所述高压压气机静子(2)与所述高压涡轮静子(3)的轴向连接的部位上设有多个用于通过连接紧固迫使所述高压压气机静子(2)与所述高压涡轮静子(3)相对运动并趋于同轴的自动定心机构(4)；

多个所述自动定心机构(4)沿高压转子(1)的周向均匀分布。

2.根据权利要求1所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述自动定心机构(4)包括带有锥形螺头(4011)并用于在螺纹连接紧固时通过所述锥形螺头(4011)的径向作用力迫使所述高压压气机静子(2)与所述高压涡轮静子(3)相对运动至同轴的锥头螺钉(401)、开设于所述高压压气机静子(2)的连接面上并用于引导所述锥头螺钉(401)进入并与所述锥形螺头(4011)相互配合以迫使所述高压压气机静子(2)与所述高压涡轮静子(3)相对运动至同轴的锥形连接孔(402)以及开设于所述高压涡轮静子(3)连接面并用于与所述锥头螺钉(401)进行螺纹紧固连接的螺纹锁紧孔(403)；

所述锥头螺钉(401)、所述锥形连接孔(402)、所述螺纹锁紧孔(403)三者一一对应设置。

3.根据权利要求2所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述锥形连接孔(402)的内表面贴覆有一层用于缓冲所述锥头螺钉(401)与所述锥形连接孔(402)的孔壁之间相互作用力并将紧固后的所述锥头螺钉(401)沿周向锁紧于所述锥形连接孔(402)内的锥形锁片(404)。

4.根据权利要求2所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述锥头螺钉(401)的螺杆(4012)轴向尺寸小于或等于所述螺纹锁紧孔(403)的轴向尺寸；

所述锥头螺钉(401)的径向尺寸小于或等于所述锥形连接孔(402)的径向尺寸，以形成装配于所述锥形连接孔(402)内的锥形沉头螺钉。

5.根据权利要求4所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述锥形螺头(4011)上表面设有扭矩施力槽(5)，

所述扭矩施力槽(5)内打入填充于所述扭矩施力槽(5)内并沿所述锥形螺头(4011)的径向顶抵于所述锥形连接孔(402)的孔壁的充填锁片(405)。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述锥形锁片(404)采用连续的环圈形结构；或者

所述锥形锁片(404)采用在所述锥头螺钉(401)的进入端呈锯齿形的锯齿环结构。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述锥形锁片(404)的内表面设置为用于提高所述锥形螺头(4011)与所述锥形锁片(404)之间相互摩擦力的粗糙表面；或者

所述锥形锁片(404)的内表面设置有用于提高所述锥形螺头(4011)与所述锥形锁片(404)之间相互摩擦力的凸形构造。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述自动定心机构(4)沿所述高压转子(1)的径向布设有多排；

相邻排的所述自动定心机构(4)相互错位排布。

9.根据权利要求1至5中任一项所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件，其特征在于，

所述自动定心机构(4)仅设有一排，且设于所述高压压气机静子(2)与所述高压涡轮静子(3)轴向连接面的中心位置。

10.一种燃气轮机，其特征在于，

包括权利要求1至9中任一项所述的用于燃气轮机的自动定心装配组件。