CN215408770U - 一种透平机械动叶片锁紧结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种透平机械动叶片锁紧结构及方法，其中，透平机械动叶片锁紧结构，沿轴向，至少设置锁紧块和固定块；所述的锁紧块至少于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台；所述的固定块至少于一个侧面设置径向限位结构；且锁紧块和/或固定块至少一个侧面设置锥度面；锁紧块和固定块之间装入顶紧螺栓固定。通过本实用新型的技术方案，满足动叶与主轴的安装要求,满足多次拆卸的要求,安装过程简单，工作效率高。

Description

一种透平机械动叶片锁紧结构

技术领域

本实用新型属于叶片安装技术领域，具体为一种透平机械动叶片锁紧结构。

背景技术

透平机械的转子是由主轴及安装在上面的动叶构成，是能量转换的关键设备。转子叶片的形状、数量与透平机械的效率息息相关。如何在不影响效率的前提下，实现动叶与主轴的安装，并将动叶可靠的锁紧在主轴上，一直以来都是透平机械转子设计的关键点和难点。

现有技术中，动叶在于主轴安装后，通过螺栓进行固定。再次拆卸时，需要破坏螺栓才能拆卸动叶片，破坏螺栓时会损伤主轴和动叶片。拆卸后需要损伤主轴或者叶片，再次安装时需要对损伤的叶片进行更换或者扩大锁紧螺栓的尺寸。无法满足多次拆卸检修的需求。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种透平机械动叶片锁紧结构，解决了现有技术中动叶片与主轴之间的安装结构易破坏的问题，同时安装效率高，结构稳定。

为解决上述问题，本实用新型给出的技术方案为：

一种透平机械动叶片锁紧结构，沿轴向，至少设置锁紧块和固定块；所述的锁紧块至少于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台；所述的固定块至少于一个侧面设置径向限位结构；且锁紧块和/或固定块至少一个侧面设置锥度面；锁紧块和固定块之间装入顶紧螺钉固定。

可选的，在所述的锁紧块和固定块之间还楔入填隙块；所述的填隙块与锁紧块和/或固定块的锥度面顶紧，顶紧螺钉由填隙块处装入固定。

可选的，所述的锁紧台为锥形环台；且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环。

可选的，所述的锁紧块上，与锁紧台所在侧面相邻的侧面设置锁紧面；锁紧块的底端设置向端部收缩的导向台。

可选的，所述的锁紧块沿轴向交叉方向设置。

一种透平机械动叶片锁紧结构，沿轴向，与动叶片贴设锁紧块，与锁紧块相邻设置固定块；

锁紧块于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台，锁紧台为锥形环台，且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，与锁紧台所在侧面相邻的侧面设置锁紧面，锁紧块的底端设置向端部收缩的导向台；固定块于一个侧面设置锥度面，与锥度面同向的侧面设置固定面；锁紧块和固定块之间楔入填隙块，填隙块与固定块的锥度面顶紧，顶紧螺钉由填隙块处装入固定，并于固定块、填隙块和锁紧块与顶紧螺钉的接合处设置防松冲点。

一种透平机械动叶片锁紧结构，轴向交叉方向，与动叶片贴设锁紧块；沿轴向，与锁紧块相邻设置固定块；锁紧块于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台，锁紧台为锥形环台，且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，与锁紧台所在侧面相邻的侧面设置锁紧面，锁紧块的底端设置向端部收缩的导向台；固定块于一个侧面设置锥度面，与锥度面同向的侧面设置固定面；锁紧块和固定块之间楔入填隙块，填隙块与固定块的锥度面顶紧，顶紧螺钉由填隙块处装入固定，并于固定块、填隙块和锁紧块与顶紧螺钉的接合处设置防松冲点。

通过本实用新型的技术方案，满足动叶与主轴的安装要求,满足多次拆卸的要求,安装过程简单，工作效率高。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1为本实用新型的透平机械动叶片锁紧结构示意图；

图2为图1的结构放大图；

图3为图2中的A-A向的剖视图；

图4为图2中的B-B向的剖视图；

图5为图2中的锁紧块的立体结构图；

图6为图2中的固定块的立体结构图；

图7为本实用新型的透平机械动叶片的另一种锁紧结构示意图；

图8为本实用新型的透平机械动叶片锁紧结构的安装顺序示意图；

图中各标号表示为：1-锁紧结构、11-固定块、111-固定面、112-锥度面、12-填隙块、13-锁紧块、131-锁紧台、132-锁紧面、133-导向台、14-顶紧螺钉、141-防松冲点、2-主轴、3-动叶片、31-叶根、311-叶根限位台。

具体实施方式

以下将结合本公开中的附图，对本公开中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，以下所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，并非全部实施例，也并未对本公开做任何形式上的限制，凡是利用本实施例的技术方案，包括对本实施例做了简单的变化，均属于本公开保护的范围。

本公开中提到的方位词，比如“轴向”指的是图中主轴2所在的轴向，径向指的是与轴向垂直的方向；本实用新型中的主要零部件的结构均为块体的结构，因此，块体一般具有六个面，以面向图的方向看，块体的顶面和底面，顶端、底端，包围块体主体结构的面为侧面，一般有四个，与顶面和底面围成块体结构。

本公开中提到的锥度面，指的是带有倾斜角度的斜向平面；

本公开中提到的径向限位，指的是相对于轴向来说，即与轴向垂直方向为径向，限位指的是限制该方向的位移移动，径向限位结构可以是比如多个小台阶形成的结构、直齿形成的结构、卡块结构、卡环结构、粗糙的接触面等。

结合图1-8，本实用新型技术方案的结构简述：

透平转子由数级叶片构成，每一级中，动叶片3与动叶片3之间紧密接触，动叶片 3与动叶片3之间没有其他零件，安装在主轴2上。本实用新型的主要技术方案是通过在动叶片3侧面设置的锁紧结构1，将动叶片3牢牢的固定在主轴2上，完成一级叶片安装。锁紧结构1设置在主轴2与叶根31的加工槽一侧，主轴2相应位置加工有对应形状和尺寸的结构，同时叶根31处也加工有叶根限位台311。

具体的，本公开的透平机械动叶片锁紧结构，沿轴向，至少设置锁紧块13和固定块11；锁紧块13至少于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台131；固定块11至少于一个侧面设置径向限位结构；且锁紧块13和/或固定块11至少一个侧面设置锥度面112；锁紧块13和固定块11之间装入顶紧螺钉14固定。比如：固定块11有锥度面112，锁紧块13没有锥度面，为平面；固定块11没有锥度面，锁紧块13有锥度面；或固定块 11和锁紧块13都有锥度面，两者通过相互配合锥度面接触，在通过顶紧压入的顶紧螺钉14进行连接固定，形成牢固的整体。结合图6，本公开中的固定块11：固定块11的左侧面面设置有多个直齿形成的固定面111，固定面111上的直齿与主轴2配合，保证透平转子在运行过程中，固定块11不会从主轴2中飞出；直齿的数量、布置位置、单个齿形可以根据需要进行调整，图中形状仅为示例；固定块11的右侧面为平面或锥度面112，固定块11的正面和背面为圆滑过渡的平面或斜面，保证透平转子在运行过程中，固定块11的位置不发生变化，图中形状仅为示例。

在本公开的实施例中，在锁紧块13和固定块11之间还楔入填隙块12；填隙块12 与固定块11和/或锁紧块13的锥度面112顶紧，顶紧螺钉14由填隙块12处装入固定。填隙块12的设置主要是给锁紧块13和固定块11的安装提供足够的操作空间，同时还能进一步的顶紧，且可以根据不同的尺寸进行调整，相对灵活；本公开中的填隙块12：填隙块12为楔形的块体，主要通过锥面锁紧的结构进行顶紧及径向限位，右侧面为平面或斜面，与锁紧块13配合，保证透平转子在运行过程中，锁紧块13的位置不发生变化，图中形状仅为示例。填隙块12左侧面为平面或斜面，与固定块11配合，保证透平转子在运行过程中，固定块11的位置不发生变化，图中形状仅为示例。

在本公开的实施例中，锁紧台131为锥形环台；且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，增加与动叶片3接触的摩擦力，从而提高径向限位功能。在本公开的实施例中，锁紧块13上，与锁紧台131所在侧面相邻的侧面设置锁紧面132；锁紧块13的底端设置向端部收缩的导向台133。比如图5中的锁紧块13：面对图5时，锁紧块13 两个侧面(正侧面和背侧面)设置有多个直齿形成的锁紧面132，锁紧面132与主轴2 配合，保证透平转子在运行过程中，锁紧块13不会从主轴2中飞出。直齿的数量、布置位置、单个齿形可以根据需要进行调整，图中形状仅为示例。锁紧块13右侧面设置有圆弧齿形的锁紧台131，比如图5中显示的，锁紧台131的边缘靠近轴向，径向限位效果好，同时与动叶片3的叶根限位台311相互啮合，保证透平转子在运行过程中，动叶片3不会从主轴2中飞出。圆弧齿形的数量、布置位置、单个齿形可以根据动叶片3 根部配合需要进行调整，图中形状仅为示例。锁紧块13左侧面设置有平面或斜面，与填隙块12配合，保证透平转子在运行过程中，锁紧块13的位置不发生变化，图中形状仅为示例。

在本公开的实施例中，锁紧块13沿轴向交叉方向设置。即整体的锁紧结构1与主轴2的轴线成一定夹角，也可实现该功能，且这样的设置形式会增加与动叶片3和主轴 2的接触面积，锁紧效果更好。顶紧螺钉14的外形特点：底部带有一段小于螺纹小径的圆柱段，在圆柱段的底部设有圆台，圆台的锥角与螺纹孔底部锥角一样或相近；防松冲点141的位置：分别在固定块11、填隙块12、锁紧块13与顶紧螺钉14的接合处，满足气动性能对叶片数量的性能要求，满足动叶片安装在主轴上的功能需求，锁紧结构1 加工简单，安装便利，成本低；满足多次拆卸不损伤主轴2和动叶片3，降低透平检修维护费用。

一种详细的方案，比如图2中显示的结构，透平机械动叶片锁紧结构，沿轴向，与动叶片3贴设锁紧块13，与锁紧块13相邻设置固定块11；锁紧块13于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台131，锁紧台131为锥形环台，且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，与锁紧台131所在侧面相邻的侧面设置锁紧面132，锁紧块13的底端设置向端部收缩的导向台133；固定块11于一个侧面设置锥度面112，与锥度面112同向的侧面设置固定面111，这里所说的同向指的是左右同向或前后同向，比如图6中显示的，锥度面112设置在右侧面，固定面111设置在左侧面；锁紧块13和固定块11之间楔入填隙块12，填隙块12与固定块11的锥度面112顶紧，顶紧螺钉14由填隙块12 处装入固定，并于固定块11、填隙块12和锁紧块13与顶紧螺钉14的接合处设置防松冲点141。

一种详细的方案，比如图7中显示的结构，透平机械动叶片锁紧结构，轴向交叉方向，与动叶片3贴设锁紧块13；沿轴向，与锁紧块13相邻设置固定块11；锁紧块13 于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台131，锁紧台131为锥形环台，且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，与锁紧台131所在侧面相邻的侧面设置锁紧面132，锁紧块13的底端设置向端部收缩的导向台133；固定块11于一个侧面设置锥度面112，与锥度面112相对的侧面设置固定面111；锁紧块13和固定块11之间楔入填隙块12，填隙块12与固定块11的锥度面112顶紧，顶紧螺钉14由填隙块12处装入固定，并于固定块11、填隙块12和锁紧块13与顶紧螺钉14的接合处设置防松冲点141。

结合图8，本实用新型的透平机械动叶片锁紧结构的安装顺序：

一种透平机械动叶片锁紧方法，于动叶片3与主轴2的安装处延伸，在主轴2上沿轴向挖设安装槽；安装槽内与动叶片3径向限位设置锁紧块13；安装槽内与主轴2径向限位设置固定块11；锁紧块13和固定块11之间装入顶紧螺钉14固定。通过增加可拆卸的上述结构，可以根据不同的维修次数进行多次拆装，不会损坏动叶片3和主轴2的主体结构，且满足了多次拆装的要求。

在本公开的实施例中，锁紧块13至少于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台131，固定块11至少于一个侧面设置径向限位结构；且锁紧块13和/或固定块11至少一个侧面设置锥度面112；在锁紧块13和固定块11之间还楔入填隙块12；填隙块12与固定块11的锥度面112顶紧，顶紧螺钉14由填隙块12处装入固定。填隙块12的引入，进一步的增加了本实用新型中各个结构的多次使用的可能，填隙块12不仅增加的顶紧的操作简便性，同时在填隙块12处安装顶紧螺钉14，可以多次替换加工简单的填隙块12，而尽量保留固定块11和锁紧块13，也会进一步的减少工序，提高更换效率。

具体的过程包括：

步骤1：在主轴2上挖设安装槽，动叶片3安装在主轴2上，锁紧块13与动叶片3 的叶根贴合设置；图a；

步骤2：固定块11安装在主轴2上的安装槽内，固定面111与主轴2的贴合；图b；

步骤3：填隙块12插在锁紧块13和固定块11的锥度面112之间；图c；

步骤4：填隙块12敲入，使固定块11、填隙块12、锁紧块13和动叶片3之间紧密接触；图d；

步骤5：加工一个螺纹孔，螺纹孔贯穿填隙块12、部分固定块11和部分锁紧块13；图e；

步骤6：顶紧螺钉14拧入步骤5加工的螺纹孔中；分别在固定块11、填隙块12、锁紧块13与顶紧螺钉14的接合处，形成防松冲点141，图f。

本实用新型通过有限元分析计算、试验件超速试验、动叶片与主轴装配后超速试验，现场运行等验证过程，本实用新型满足透平转子运行需求。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (7)

1.一种透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，沿轴向，至少设置锁紧块(13)和固定块(11)；

所述的锁紧块(13)至少于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台(131)；

所述的固定块(11)至少于一个侧面设置径向限位结构；

且锁紧块(13)和/或固定块(11)至少一个侧面设置锥度面(112)；

锁紧块(13)和固定块(11)之间装入顶紧螺钉(14)固定。

2.根据权利要求1所述的透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，在所述的锁紧块(13)和固定块(11)之间还楔入填隙块(12)；

所述的填隙块(12)与锁紧块(13)和/或固定块(11)的锥度面(112)顶紧，顶紧螺钉(14)由填隙块(12)处装入固定。

3.根据权利要求1或2所述的透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，所述的锁紧台(131)为锥形环台；

且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环。

4.根据权利要求1或2所述的透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，所述的锁紧块(13)上，与锁紧台(131)所在侧面相邻的侧面设置锁紧面(132)；

锁紧块(13)的底端设置向端部收缩的导向台(133)。

5.根据权利要求1或2所述的透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，所述的锁紧块(13)沿轴向交叉方向设置。

6.一种透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，沿轴向，与动叶片(3)贴设锁紧块(13)，与锁紧块(13)相邻设置固定块(11)；

锁紧块(13)于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台(131)，锁紧台(131)为锥形环台，且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，与锁紧台(131)所在侧面相邻的侧面设置锁紧面(132)，锁紧块(13)的底端设置向端部收缩的导向台(133)；

固定块(11)于一个侧面设置锥度面(112)，与锥度面(112)同向的侧面设置固定面(111)；

锁紧块(13)和固定块(11)之间楔入填隙块(12)，填隙块(12)与固定块(11)的锥度面(112)顶紧，顶紧螺钉(14)由填隙块(12)处装入固定，并于固定块(11)、填隙块(12)和锁紧块(13)与顶紧螺钉(14)的接合处设置防松冲点(141)。

7.一种透平机械动叶片锁紧结构，其特征在于，轴向交叉方向，与动叶片(3)贴设锁紧块(13)；

沿轴向，与锁紧块(13)相邻设置固定块(11)；

锁紧块(13)于一个侧面设置多个径向限位的锁紧台(131)，锁紧台(131)为锥形环台，且锥形环台上沿径向排布，设置多个弧形凸环，与锁紧台(131)所在侧面相邻的侧面设置锁紧面(132)，锁紧块(13)的底端设置向端部收缩的导向台(133)；

固定块(11)于一个侧面设置锥度面(112)，与锥度面(112)同向的侧面设置固定面(111)；

锁紧块(13)和固定块(11)之间楔入填隙块(12)，填隙块(12)与固定块(11)的锥度面(112)顶紧，顶紧螺钉(14)由填隙块(12)处装入固定，并于固定块(11)、填隙块(12)和锁紧块(13)与顶紧螺钉(14)的接合处设置防松冲点(141)。

Images