一種渦輪承力機匣隔熱流道及具有其的發動機的製作方法
2023-06-01 13:29:36
本發明涉及發動機技術領域，具體涉及一種渦輪承力機匣隔熱流道及具有其的發動機。
背景技術：
航空發動機渦輪承力機匣內環、外環與連接支板多為一體化鑄造結構，同時承受熱應力與機動載荷的承力機匣是發動機薄弱結構之一。由於流道平順性、熱變形協調、可裝配性及結構尺寸的限制，承力機匣內環、外環隔熱流道與機匣安裝邊的連接處以及內環、外環隔熱流道與支板隔熱罩的連接處多為搭接結構，且多採用周向分段結構，無法構造支板冷卻腔，導致冷卻式承力機匣結構無法實現，其使用壽命有限。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種渦輪承力機匣隔熱流道及具有其的發動機，以解決或至少減輕背景技術中所存在的至少一處的問題。
本發明採用的技術方案是：提供一種渦輪承力機匣隔熱流道，其特徵在於：包含第一隔熱板、第二隔熱板、第三隔熱板及承力機匣；
所述承力機匣在其軸向設置有第一安裝邊和第二安裝邊；
所述第一隔熱板為環形結構，第一隔熱板的軸向一端與所述第一安裝邊固定連接；
所述第二隔熱板為環形結構，第二隔熱板的軸向一端與所述第一隔熱板的軸向另一端搭接；
所述第三隔熱板為環形結構，第三隔熱板的軸向一端與所述第二隔熱板的另一端固定連接，第三隔熱板的軸向另一端與所述第二安裝邊固定連接；
所述第一隔熱板、第二隔熱板及第二隔熱板與所述承力機匣在徑向形成冷卻空腔。
優選地，所述渦輪承力機匣隔熱流道還包含密封圈及壓緊環，所述壓緊環在其軸向一端設置為環形平板，另一端設置為內凹弧形槽，所述環形平板與所述第一隔熱板靠近所述第二隔熱板的一端固定連接，所述內凹弧形槽與所述第一隔熱板相對形成密封槽；所述密封圈安裝在所述密封槽內，並與所述第二隔熱板的端部相牴觸。
優選地，所述密封圈為金屬密封圈，包含外層金屬包被和內層非金屬填充物，所述金屬密封圈具有壓縮性。
優選地，所述第二隔熱板與所述第一隔熱板搭接的一端設置有翻邊鉤，所述翻邊鉤向所述第二隔熱板的環形結構外部翻邊。
優選地，所述承力機匣包含支板，所述支板的外部設置有支板整流罩，所述第二隔熱板與所述第三隔熱板在所述支板整流罩的兩側通過緊固件固定連接，所述兩側是指支板整流罩在所述承力機匣的圓周方向。
優選地，所述第二隔熱板與所述支板整流罩的外側面之間設置有第一密封件，所述第三隔熱板與所述支板整流罩的外側面之間設置有第二密封件。
優選地，所述渦輪承力機匣隔熱流道還包含第一壓緊條和第二壓緊條，所述第一壓緊條與所述第二隔熱板固定連接形成第一半密封槽，所述第二壓緊條與所述第三隔熱板固定連接形成第二半密封槽，所述第一半密封槽與所述第二半密封槽配合形成完整的支板密封槽，所述支板密封槽內設置有密封圈。
本發明還提供了一種發動機，所述發動機包含如上所述的渦輪承力機匣隔熱流道。
本發明的有益效果在於：本發明通過第一隔熱板、第二隔熱板、第三隔熱板相互連接，並通過第一隔熱板及第三隔熱板與承力機匣連接，第一隔熱板、第二隔熱板及第三隔熱板與承力機匣之間形成冷卻空腔，冷卻空腔內可以通入冷卻氣，冷卻承力機匣。第一隔熱板與第二隔熱板之間搭接，可以滿足在機匣軸向的熱協調性。
第一隔熱板與第二隔熱板搭接處設置有密封圈，第二隔熱板、第三隔熱板與支板整流罩之間設置有密封件，可以滿足冷卻空腔的密封性要求。
附圖說明
圖1是本發明一實施例的渦輪承力機匣隔熱流道的軸向截面示意圖。
圖2是圖1所示A-A處的剖視圖。
其中，1-第一隔熱板，2-第二隔熱板，3-第三隔熱板，4-承力機匣，41-第一安裝邊，42-第二安裝邊，5-冷卻空腔，6-密封圈，7-壓緊環，8-支板，81-支板整流罩。
具體實施方式
為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
在本發明的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「前」、「後」、「左」、「右」、「豎直」、「水平」、「頂」、「底」「內」、「外」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護範圍的限制。
如圖1、圖2所示，圖1是本發明一實施例的渦輪承力機匣隔熱流道的軸向截面示意圖,圖2是圖1所示A-A處的剖視圖,其中圖1中的B-B局部視圖為圖2中的剖視圖。一種渦輪承力機匣隔熱流道，包含第一隔熱板1、第二隔熱板2、第三隔熱板3及承力機匣4。承力機匣4在其軸向設置有第一安裝邊41和第二安裝邊42；第一隔熱板1為環形結構，所述環形結構為一鍛件機加結構整環，第一隔熱板1的軸向一端與第一安裝邊41固定連接；在本實施例中，第一隔熱板1與第一安裝邊41通過圓周方向的多個銷釘以可拆卸方式固定連接，其優點在於，方便安裝更換。
第二隔熱板2為環形結構，第二隔熱板2的軸向一端與第一隔熱板1的軸向另一端搭接；第一隔熱板1與第二隔熱板2在搭接端可以實現軸向相對滑動，以滿足由於熱變形產生的軸向運動。在本實施例中，第二隔熱板2包含前段筒體和後段法蘭，後段法蘭為鍛件機加結構整環，前段筒體與後段法蘭通過焊接連為一體。
第三隔熱板3為環形結構，第三隔熱板3的軸向一端與第二隔熱板2的另一端固定連接，第三隔熱板3的軸向另一端與第二安裝邊42固定連接；在本實施例中，第三隔熱板3與第二安裝邊42通過圓周方向的多個銷釘以可拆卸方式固定連接，其優點在於，方便安裝更換。第三隔熱板3包含前後兩個法蘭及中間筒體，所述前後是指承力機匣4的軸向，在圖1中對用左右方向，中間筒體的兩端分別與兩個法蘭焊接成一體，前端法蘭與第二隔熱板2上的後段法蘭配合固定連接，並設置有止口定位，法蘭之間通過螺栓與託板螺母固定連接，後端法蘭與第二安裝邊42固定連接。
第一隔熱板1、第二隔熱板2及第二隔熱板3與承力機匣4在徑向形成冷卻空腔5，所述徑向是指承力機匣4的直徑方向。
第一隔熱板1、第二隔熱板2、第三隔熱板3相互連接，並通過第一隔熱板1及第三隔熱板3與承力機匣4連接，第一隔熱板1、第二隔熱板2及第三隔熱板3與承力機匣4之間形成冷卻空腔5，冷卻空腔5內可以通入冷卻氣，冷卻承力機匣4。第一隔熱板1與第二隔熱板2之間搭接，並可以實現在承力機匣4軸向的相對滑動，可以滿足在機匣軸向的熱協調性。
在本實施例中，所述渦輪承力機匣隔熱流道還包含密封圈6及壓緊環7，壓緊環7在其軸向一端設置為環形平板，另一端設置為內凹弧形槽，所述環形平板與第一隔熱板1靠近第二隔熱板2的一端通過鉚釘固定連接，所述內凹弧形槽與第一隔熱板1相對形成密封槽；密封圈6安裝在所述密封槽內，並與第二隔熱板2的端部相牴觸。
可以理解的是，所述環形平板與第一隔熱板1還可以通過其它方式連接，例如，在一個備選實施例中，所述環形平板與第一隔熱板1通過螺釘固定連接，在第一隔熱板1的軸向設置有長條孔，通過調節螺釘的位置，可以調整壓緊壞7的位置。在另一備選實施例中，壓緊環7與第一隔熱板1在承力機匣4的軸向通過壓縮彈簧連接，其優點在於，通過壓縮彈簧的彈力，可以保證密封圈6與第二隔熱板2保持接觸。
在本實施例中，密封圈6為金屬密封圈，包含外層金屬包被和內層非金屬填充物，所述金屬密封圈具有壓縮性。其優點在於，通過壓縮密封圈6，可以滿足軸向熱協調性，保證第一隔熱板1與第二隔熱板2之間可以相對移動。
在本實施例中，第二隔熱板2與第一隔熱板1搭接的一端設置有翻邊鉤，所述翻邊鉤向第二隔熱板1的環形結構外部翻邊。其優點在於，可以減小第二隔熱板2的徑向厚度，同時保證第二隔熱板2與密封圈6具有較大的接觸面積，以保證冷卻空腔5的密封性。同時，翻邊處理後，第二隔熱板2與密封圈6以面接觸，避免第二隔熱板2的端部稜邊與密封圈6接觸，有利於保護密封圈6不受損害。
在本實施例中，承力機匣4包含支板8，支板8的外部設置有支板整流罩81，第二隔熱板2與第三隔熱板3在支板整流罩81的兩側通過緊固件固定連接，所述兩側是指支板整流罩81在承力機匣4的圓周方向。
在本實施例中，第二隔熱板2根據支板整流罩81的數量及配合位置型面加工與之相配的弧形豁口，第三隔熱板3根據支板整流罩81的數量及配合位置型面加工與之相配的弧形豁口。第二隔熱板2與支板整流罩81的外側面之間設置有第一密封件，第三隔熱板3與支板整流罩81的外側面之間設置有第二密封件。
在本實施例中，所述渦輪承力機匣隔熱流道還包含第一壓緊條和第二壓緊條，所述第一壓緊條與第二隔熱板2固定連接形成第一半密封槽，所述第二壓緊條與第三隔熱板3固定連接形成第二半密封槽，所述第一半密封槽與所述第二半密封槽配合形成完整的支板密封槽，所述支板密封槽內設置有密封圈。實現了冷卻空腔與支板整流罩的密封。
隔熱流道採用由後至前的裝配順序，首先將第三隔熱板3通過螺釘與第二安裝邊42連接，再將第二隔熱板2通過螺栓與第三隔熱板3連接，最後將第一隔熱板1與第二隔熱板2軸向抵緊，通過螺釘與第一安裝邊41相連。
本發明還提供了一種發動機，所述發動機包含如上所述的渦輪承力機匣隔熱流道，實現了冷卻式承力機匣結構設計，有效緩解熱應力對於高推重比、長壽命發動機設計的影響。
最後需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其限制。儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和範圍。