機匣連接結構及具有其的燃氣渦輪發動機的製作方法

2023-04-26 06:57:36

專利名稱：機匣連接結構及具有其的燃氣渦輪發動機的製作方法
技術領域：
本發明涉及發動機領域，具體而言，涉及機匣連接結構及具有其的燃氣渦輪發動機。
背景技術：
燃氣渦輪發動機含有 多個機匣類零件，由於溫度場的不均勻性，各機匣的受熱是不均勻的，再加上各個機匣的尺寸、材料也不盡相同，這些差異導致各個機匣變形也不同。現有的燃氣渦輪發動機機匣間的連接一般採用螺紋緊固連接，軸向、徑向方向均進行了約束，在燃氣渦輪發動機上，軸向變形可以通過間隙控制及補償結構減小熱態變形的影響。然而，在機匣連接結構中相鄰機匣本身熱態徑向變形不一致的情況下，由於機匣連接結構徑向方向的約束，會產生一個應力以促使相鄰機匣的變形趨於一致，長期工作的情況下，該應力易導致機匣塑性變形，甚至出現裂紋。

發明內容
本發明旨在提供一種機匣連接結構及具有其的燃氣渦輪發動機，以解決現有技術中某機匣的徑向變形傳遞到與其連接的另一個機匣上，使機匣出現塑性變形以及裂紋的技術問題。為了實現上述目的，本發明提供了一種機匣連接結構，包括第一機匣、第二機匣、襯套和螺紋連接裝置，其中，第一機匣包括第一機匣安裝邊，第一機匣安裝邊上設置有至少三個沿第一機匣周向分布的安裝槽或者第一機匣安裝邊上設置有至少三個沿第一機匣周向分布的第一安裝孔；第二機匣包括第二機匣安裝邊，第二機匣安裝邊上設置有與安裝槽或者第一安裝孔相對應並與螺紋連接裝置相配合的第二安裝孔；每個安裝槽或者第一安裝孔內設置一個襯套，襯套的內孔與螺紋連接裝置相配合，襯套的長度大於第一機匣安裝邊的厚度，並且襯套與安裝槽或者第一安裝孔沿第一機匣的徑向可滑動地配合；螺紋連接裝置緊固連接第二機匣安裝邊和襯套，並將襯套限制於安裝槽或第一安裝孔內。進一步地，襯套的長度比第一機匣安裝邊的厚度大O. OlmnTO. 1mm。進一步地，第一機匣安裝邊上設置安裝槽，安裝槽為U形槽。進一步地，第一機匣安裝邊上設置第一安裝孔，第一安裝孔為腰形孔。進一步地，襯套為圓筒狀結構。進一步地，螺紋連接裝置包括螺栓和與螺栓配合的螺母。 一種燃氣渦輪發動機，包括上述機匣連接結構。應用本發明的機匣連接結構，由於襯套的長度大於第一機匣安裝邊的厚度，使得第一機匣安裝邊與第二機匣安裝邊之間具有一定的間隙，因此第二機匣與螺紋連接裝置、襯套組成一個整體結構件，因為襯套與安裝槽或者第一安裝孔沿第一機匣的徑向可滑動地配合，襯套與安裝槽或第一安裝孔之間的間隙很小，因此，通過三個以上周向設置的安裝槽或第一安裝孔與相應的襯套共同作用，可將第一機匣安裝邊與該整體結構件在徑向和周向形成約束；當第一機匣均勻受熱膨脹時，由於第一機匣安裝邊與第二機匣安裝邊之間具有一定的間隙，因此第一機匣安裝邊與第二機匣安裝邊之間不存在端面摩擦，又由於襯套與安裝槽或第一安裝孔之間可沿徑向相對滑動，因此第一機匣可以自由膨脹，在膨脹均勻的情況下，多個襯套在相應的安裝槽或第一安裝孔內同時均勻等量相對滑動，而襯套與相應的安裝槽或第一安裝孔之間仍保證一定的小間隙配合，因此不會破壞第一機匣與第二機匣的相對位置，從而避免了第一機匣或第二機匣出現塑性變形以及裂紋。同理，第一機匣縮收時，由於安裝槽或者第一安裝孔為沿第一機匣的徑向滑動配合，安裝槽或第一安裝孔頂面與襯套留有一定的間隙，第一機匣也可以自由收縮。


構成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I為根據本發明的機匣連接結構的主視圖； 圖2為圖I中未安裝螺栓螺母時的A向視圖。
具體實施例方式需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。本實施例中的機匣連接結構具有熱態變形補償能力。如圖I所示，機匣連接結構包括第一機匣I、第二機匣7、襯套3和螺紋連接裝置。本實施例中螺紋連接裝置包括螺栓5和與螺栓5配合設置的螺母4。其中，第一機匣I包括第一機匣安裝邊2，第一機匣安裝邊2上整環設置有至少三個沿所述第一機匣I周向均勻分布的U形安裝槽8。如圖2所示，第二機匣7包括第二機匣安裝邊6，第二機匣安裝邊6上設置有與安裝槽8相對應並與螺栓5相配合的第二安裝孔9。每個安裝槽8內設置有一個襯套3，襯套3呈圓筒狀，襯套3的內孔與螺栓5相配合，襯套3安裝在安裝槽8內，襯套3的外徑與安裝槽8為小間隙配合，襯套3的長度略大於第一機匣安裝邊2的厚度，從而襯套3與安裝槽8沿第一機匣I的徑向可滑動地配合。襯套3內孔與第二機匣7的孔徑相當。螺栓5和螺母4緊固連接第二機匣安裝邊6和襯套3，並將襯套3限制於安裝槽8內。優選地，襯套3的長度比第一機匣安裝邊2的厚度大O. OlmnTO. Imm,即第一機匣安裝邊2與第二機匣安裝邊6之間的軸向活動間隙δ I相應地為O. OlmnTO. 1mm。在常溫時，安裝槽8的槽頂與相應的襯套3之間的間隙δ 2相應地為O. 5mnT3. 0mm。以上機匣連接結構具有熱態變形補償能力的工作原理如下由於襯套3的長度大於第一機匣安裝邊2的厚度，使得第一機匣安裝邊2與第二機匣安裝邊6之間具有一定的間隙，因此第二機匣7與螺紋連接裝置、襯套3組成一個整體結構件，因為襯套3與安裝槽8沿第一機匣I的徑向可滑動地配合，襯套3與安裝槽8之間的間隙很小，因此，通過三個以上周向設置的安裝槽8與相應的襯套3共同作用，可將第一機匣安裝邊2與該整體結構件在徑向和周向形成約束；當第一機匣I均勻受熱膨脹時，由於第一機匣安裝邊2與第二機匣安裝邊6之間具有一定的間隙，因此第一機匣安裝邊2與第二機匣安裝邊6之間不存在端面摩擦，又由於襯套3與安裝槽8之間可沿徑向相對滑動，因此第一機匣I可以自由膨脹，在膨脹均勻的情況下，多個襯套3在相應的安裝槽8內同時均勻等量相對滑動，而襯套3與相應的安裝槽8之間仍保證小間隙配合，因此不會破壞第一機匣I與第二機匣7的相對位置，而同時避免了第一機匣I或第二機匣7出現塑性變形以及裂紋。同理，第一機匣I縮收時，由於安裝槽8為沿第一機匣的徑向滑動配合，安裝槽8頂面與襯套3留有一定的間隙，第一機匣I也可以自由收縮。本發明不受以上實施例的限制，例如，在另一個未圖示的實施例中，以上實施例中的安裝槽8可以被腰形孔代替。本發明還提供了一種燃氣渦輪發動機，包括上述的機匣連接結構。從以上的描述中，可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術效果由於襯套的長度略大於第一機匣安裝邊的厚度，使得第一機匣安裝邊與第二機匣安裝邊之間略有間·隙，因此第二機匣與螺栓、襯套組成一個整體結構件；因為襯套與安裝槽或者第一安裝孔為小間隙配合，多個周向設置的安裝槽或第一安裝孔與該整體通過襯套徑向、周向形成約束；當第一機匣均勻受熱膨脹時，由於機匣安裝邊間有一定的間隙，不存在端面摩擦，由於襯套與安裝槽或第一安裝孔之間有小間隙，因此第一機匣可以自由膨脹，在膨脹均勻的情況下，多個襯套在安裝槽或第一安裝孔內同時均勻等量相對滑動，襯套與安裝槽或第一安裝孔仍保證小間隙配合，因此不會破壞第一機匣與第二機匣的相對位置，避免使第一和第二機匣出現塑性變形以及裂紋。同理，第一機匣縮收時，由於安裝槽或第一安裝孔的頂面與襯套留有一定的間隙，第一機匣也可以自由縮收。以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種機匣連接結構，其特徵在於，包括第一機匣(I)、第二機匣(7)、襯套(3)和螺紋連接裝置，其中， 所述第一機匣(I)包括第一機匣安裝邊(2 )，所述第一機匣安裝邊(2 )上設置有至少三個沿所述第一機匣(I)周向分布的安裝槽(8)或者所述第一機匣安裝邊(2)上設置有至少三個沿所述第一機匣(I)周向分布的第一安裝孔； 所述第二機匣(7)包括第二機匣安裝邊(6)，所述第二機匣安裝邊(6)上設置有與所述安裝槽(8)或者所述第一安裝孔相對應並與所述螺紋連接裝置相配合的第二安裝孔(9)； 每個所述安裝槽(8 )或者所述第一安裝孔內設置一個所述襯套(3 )，所述襯套(3 )的內孔與所述螺紋連接裝置相配合，所述襯套(3)的長度大於所述第一機匣安裝邊(2)的厚度，並且所述襯套(3)與所述安裝槽(8)或者所述第一安裝孔沿所述第一機匣(I)的徑向可滑動地配合； 所述螺紋連接裝置緊固連接所述第二機匣安裝邊(6)和所述襯套(3)，並將所述襯套(3)限制於所述安裝槽(8)或第一安裝孔內。
2.根據權利要求I所述的機匣連接結構，其特徵在於，所述襯套(3)的長度比所述第一機匣安裝邊(2)的厚度大O. OlmnTO. 1mm。
3.根據權利要求I或2所述的機匣連接結構，其特徵在於，所述第一機匣安裝邊(2)上設置所述安裝槽(8)，所述安裝槽(8)為U形槽。
4.根據權利要求I或2所述的機匣連接結構，其特徵在於，所述第一機匣安裝邊(2)上設置所述第一安裝孔，所述第一安裝孔為腰形孔。
5.根據權利要求I或2所述的機匣連接結構，其特徵在於，所述襯套(3)為圓筒狀結構。
6.根據權利要求I或2所述的機匣連接結構，其特徵在於，所述螺紋連接裝置包括螺栓(5 )和與所述螺栓(5 )配合的螺母(4 )。
7.一種燃氣渦輪發動機，包括機匣連接結構，其特徵在於，所述機匣連接結構為根據權利要求I至6中任一項所述的機匣連接結構。
全文摘要
本發明提供一種機匣連接結構及具有其的燃氣渦輪發動機。機匣連接結構包括第一機匣、第二機匣、襯套和螺紋連接裝置，第一機匣的第一機匣安裝邊設置有至少三個沿第一機匣周向分布的安裝槽或者第一安裝孔；第二機匣的第二機匣安裝邊設置有與安裝槽或者第一安裝孔相對應並與螺紋連接裝置相配合的第二安裝孔；每個安裝槽或者第一安裝孔內設置一個襯套，襯套的內孔與螺紋連接裝置相配合，襯套的長度大於第一機匣安裝邊的厚度，襯套與安裝槽或者第一安裝孔沿第一機匣的徑向可滑動地配合；螺紋連接裝置緊固連接第二機匣安裝邊和襯套，並將襯套限制於安裝槽或第一安裝孔內。本發明能避免相鄰機匣因徑向變形不一致而出現的塑性變形以及裂紋。
文檔編號F01D25/24GK102877901SQ20121040738
公開日2013年1月16日 申請日期2012年10月23日 優先權日2012年10月23日
發明者潘少傑, 陳競煒, 蔣曉煒 申請人:中國航空動力機械研究所