徑向臂通過軸和隔片與圓形套管的連接的製作方法

2023-05-20 06:26:51

專利名稱：徑向臂通過軸和隔片與圓形套管的連接的製作方法
技術領域：
本發明涉及徑向臂iiil軸和隔片與圓形套管的連接，特別涉皿空領域使用的 渦輪機。
背景技術：
在渦輪機的某些設計中，包含一種敏內轂套管上的同心夕瞎管，該同心外套 管通過徑向臂與內轂套管結合，從而形成了環形腔室或氣術荒的一部分，其也呈圓 形，但其軸向端部是開放的。例如，圖1為渦輪機的部分示意圖，其通常在定子1 和轉子2之間依次包括低壓壓氣機3以及高壓壓氣機4、燃燒室5和高壓渦輪6及 低壓渦輪7，轉子2可以在渦輪6和渦輪7之間分成兩個獨立部分，而內轂8則在 這兩^分之間延伸，以保持渦輪機內燃氣流9的順暢流動。內轂8基本上由徑向 臂IO支撐，而後者將其(圓形內部)套難接到屬於定子1的外同心套管11上， 並同時在相對夕Mi形繊氣流9的區域。徑向臂10為簡輔面微，腿常為矩形。 這些徑向臂承，賠體所帶來的高溫，而高MXit而錄響氣微動。為此，徑 向臂周圍必須安 流罩12，其與整流罩之間有充分間隔，以便在一定禾號上防止 其受熱，並能為燃賠^i^具有良賺空動力質量的旁通截面。圖4為外套管11、 徑向臂10和隔離狀態下內轂的裝配示意圖,從而可以更清晰地理解這種結構。另外， 此處還在定子1和轉子2上裝有裝配凸緣(圖中未示)。
不論徑向臂10與內轂8為一體部件還是預先裝配到內轂上，徑向臂10與外套 管11的裝配都是船隹實施的，因為設置在徑向臂10周圍的導流罩12隻給外套管 11留下了很小的安裝間隙。
為此，將徑向臂10移向外套管11的裝配健的動作需謹慎進行，同樣，j頓 裝酉已工具穿過整流罩12空間時也需小心邀虞。因lW於徑向臂10和外套管11之間 的連接在設計上必須要考慮這些限帝曬素，同時，還要考慮會練受在〗頓期間作用 於《仝向臂上的主要作用力，以及儘管使用了整流罩12，但仍要承受的主要熱量。
圖2所示為傳統的裝配形式，其包括在^徑向臂10的端部進行穿孔，穿過外 套管11設置凸耳13，將徑向臂10與凸耳13相抵，使其穿孔與凸耳的穿 LX^齊，並將螺栓14穿過這些對齊的穿孔，螺栓14同時鵬到了支撐軸的作用；但是，徑
向臂10的受力使該組件的各^M牛要承受由於組件的凸起而帶來的更大的作用九
特別是螺栓會因彎曲被加載，這是不利的，因此^#不加，接部件的尺寸，以承
受比使用兩個凸耳的對稱結構而產生的更大的彎曲約束力。i^就是為什麼在另一個 設計構型中，如圖3所示，夕卜套管11上設有兩個平行凸耳15和16，其間設有徑向 臂10的端部，而螺栓17則穿過徑向臂10和兩個凸耳15和16的穿孔安裝。這樣， 就降低了彎曲作用力，並可方便地，ii接，但是所遇到的困難是如果凸耳15 和16彼此隔開(這可能是裝S^且件所要求的，安裝需要徑向臂10沿與凸耳15和 16端面並不平行的方向腿)時，這樣裝配比較容易，fS!t累栓17貝lj會承受剪切和
實際彎曲(即使由於結構的對稱性而並不是實際上的彎曲)，而^a^s^a件具有一定
的空回量；在裝配期間，Mt緊螺栓17而使凸耳15和16彼ltfcM。但這並不可 取，因為這樣內部約束力會變得過大，且螺栓17會很容易形成夾死；相反，如果凸 耳15和16作成彼此相互靠近，與徑向臂10端部的空回量就小或甚至沒有，而且， 螺拴17也不會出現彎曲，但是，如果徑向臂10在沿渦輪機的角度方向呈f喊鬥角度， 則就^t將徑向臂10置入到凸耳15和16之間，甚至是不可能的。這種情況 氣 流修正後^^聖常出現，而燃氣流的修正則又是必需的，因為必須按照螺^g動進行 裝配，而螺旋運動不可能產生徑向臂，所需要的力。
徑向臂和夕卜套管之間的其它連接形式劍頓中間構件，後者裝配到,套管和 徑向臂上。美國專利US 5 272 869公開了一個示例。但這種類型的連接形式往往帶 來的缺陷是為了方便裝配而將尺寸設i"Hl大，且通常都M用螺栓固定至帳向臂上， 其風險是，如果螺栓夾死，則無法分解糹5向臂。
這後一種缺陷在其它連接構件中也存在，其中，徑向臂MM將螺栓穿過套管 並與徑向臂方向平行而直,接到套管上。 一個例子就是美國專利US 6 439 841。 螺絲可以嚙合在徑向臂穿孔的預置螺紋襯套內，或者與徑向臂的平滑穿孔內的空回 相嚙合，這，滑穿孔與開口相聯通，而螺栓的螺母就^A並擰緊在所述開口內。

發明內容
在，各種設計構型中，本發明的優點是連接部分的裝配更為方便，即使因 整流罩的i頓而導I^A空間縮小，但也會繼行裝配；連接部分^ 件簡單，體 積小，重量輕；避免了裝配期間由於凸起或變形而產生的附加力；螺栓與徑向臂脫開，與mP器部件相接觸，因此，承受的熱量小，不易出現夾死；並可確保徑向臂 在套管上的精確定位。
一棘講，本發明涉及一種體結構，其包括一個圓形套管，將套難接到另 一個同心套管上的實際徑向臂，以及將徑向臂與套管或內轂相連的連接構件，每個 連接構件包括至少一個與套管平行並穿過徑向臂的穿孔，和穿過旨所述穿孔的軸，
其特徵在於，該軸在徑向臂的兩側設有一對穿 L戶;f^接構件避一步包括設置
在軸和套管之間的徑向臂兩側的一對隔片，穿過套管和隔片並與軸的穿 L^準的穿
孔，以及穿過校準穿孔而將套管、軸和隔片緊固的螺栓。
根據本發明，如圖所示，連接到徑向臂上的套管通常可以歡卜套管u，但也可
以是內轂8的圓形套管這種裝置是相同的，除了幾處尺寸改動外。
在一，佳實施例中，該裝置還包括一對用WHi接構件的軸，這對軸為平
行設置，另外，還有上述穿孔和上述螺栓用的四個對準部。
在另一個實施例中，該裝置包括在其它對準穿孔中延伸至帳向臂，亦或套管亦
或一，或多，的定位銷。
本發明的另一個方面是提供了一種渦輪機，其包 舌上面戶，細介紹的連接,。


下面結合附圖介紹本發明，附圖如下
圖1示出了如上所述的裝有本發明的渦輪機；
圖2和圖3為如上阮悉的現有技術的兩個實施例皿配件；
圖4為如上所述的裝配好的套管和徑向臂的全視圖5,6，7,S和9更具體地示出了本發明；
圖5示出了裝配組件，其各個構件如圖6,7,8和9所示。
具體實施例方式
徑向臂10的端部帶有兩個位於其端部的平行穿孔20，其採用最小尺寸，並置 於相對兩側(圖5和圖8)。軸21 (圖5和圖6)與穿孔20嚙合並穿過穿孔。這些 軸包括中央部分22，其帶有與穿孔20相同截面(i^圓皿面)，且置於這些穿孔 內，還有兩個側向部分23，後者從徑向臂10向外突出，旨部分上都有一個軸穿 孔24。側向部分23上有平表面25。該結構aSiS—步包括隔片26 (圖5和圖7)，其上有一對隔片穿孔27，彼此相對平行設置。
夕卜套管11上設有隆起28 (boss)(圖5和圖9)，與^M^接構件相結合，其表 面為平面或圓柱形，圓,使得其軸與渦輪機軸相同。旨隆起28上帶有穿孔，其 中有四個夕Ki穿孔29和兩個內側穿孔30。
裝配步驟是這樣的，將整流罩12 (後幾個圖中未示)安裝在徑向臂10的周圍， 採用軸向運動的形式，將包括有內轂8、徑向臂10和整流罩12的裝配件^A外套 管11內。當內側穿孔30移動至lj與徑向臂10端部的穿孔31相重合時，就可以進行 定位(圖8)。將定位銷32插AS些校準穿孔30和31內，從而使得徑向臂10保持 在精確固定位置。然後，將軸21插入穿孔20內。而後，在隆起28和軸21的平表 面25之間，在徑向臂10的兩側跌隔片26，針隔片26位於每個軸21的其中一 個凸起部分23的下方。當進行位置調整時，要進行四個校準，*都包括套管11 的夕卜側穿孔29，隔片穿孔27和一^由穿孔24。最後，將螺栓33 HA^些校準穿孔 中並擰緊，從而將隔片26緊緊壓在軸21和外套管11之間。或者，將類似32的定 位銷延伸到軸21的另一個穿孔內，從而將後者固定到位。
裝配件的這種 ^特性斷氐了作用力，特別是作用在《5向臂IO上的力。所有這 些連接部件都設置被巨離外套管11不遠的地方，這樣，可以S31外套管11和整流 罩12之間的空間很方便地安裝或調整這，件。可以方便^&^栓32，並根據會 遇到的障礙或其它約束割牛，將螺栓與外套管ll內部敬卜部的螺母一起安裝。螺栓 32可以與徑向臂10脫開，這樣，即i贓很皿的情況下，諸如螺母卡死，也可以 將連接構件進行分解。如果能接受作用力分 不均衡的情況，那麼軸21也可以減 到只用一個。中央部分22和穿孔20的截耐以不是圓形的，儘管雌圓形，因為 後者更容易製作，且能保持作用力的均勻分布。
權利要求
1. 一種裝置，其包括一個圓形套管(11)，將套管(11)與另一個同心套管(8)相連接的實際徑向臂(10)，以及將徑向臂與套管相連的連接構件，每個連接構件包括至少一個與套管(11)平行並穿過徑向臂的穿孔(20)，和穿過每個所述穿孔(20)的軸(21)，其特徵在於，該軸在徑向臂的兩側設有一對穿孔(24)，所述連接構件又進一步包括設置在軸(21)和套管(11)之間的徑向臂(10)兩側的一對隔片(26)，穿過套管和隔片並與軸的穿孔(24)對準的穿孔(29，27)，以及穿過校準穿孔而將套管、軸和隔片緊固的螺栓(33)。
2. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於，其包括用於旨連接構件的一對軸 (21)， i^t軸平行設置，還包括，穿孔和上述螺栓的四個對準部。
3. 1t據權利要求1 ，利要求2所述的裝置，其特徵在於，徑向臂的穿孔(20)和 與徑向臂穿孔相嚙合的軸(21)的中央部浙22)都呈圓,面。
4. 根據權利要求1到3中任-意一項所述的，，其特徵在於，其包括用來在其它 對準孑L(30，31)內定位用的銷(32)，這翻延伸到徑向斷10)和套管(11)內。
5. 根據權利要求1到3中任意一項自的裝置，，徵在於，其包括在其它對準 孔內使用的定位銷，這，延伸到凸起和套管和軸內。
6. 根據權利要求1到5中任意一項戶，的裝置，，徵在於，所述基本上呈錐形 的套管包括具有平面或圓柱形內表面的(1^(23)，套管上的穿 L(29， 30)穿過隆 起，而隔片(26)則置於平面或圓柱形內表面上。
7. —種渦輪機，其特徵在於，其包括一個根據前面權利要求中任意一項所述的裝 置。
8. 根據權利要求7所述的渦輪機，其特徵在於，所述徑向臂(10)周圍M整流罩 (12)。
9.根據權利要求7或8所述的渦輪機，辦徵在於，戶腿套管，是另一個套管的 內轂(8)以及徑向臂，搬於高壓渦輪(6)和低壓渦輪(7)之間，該徑向臂(10)穿 鄉氣流(9)。
全文摘要
徑向臂(10)與套管(11)的連接裝配，實際上由穿過徑向臂(10)和隔片(26)的軸(21)部件在軸和套管和裝配螺栓(32)部件之間來完成。裝配和拆卸都很方便，甚至大大降低了難度，所述連接構件很輕，不會產生很大的內部作用力，並能獲得良好的位置精度。本發明可以應用於帶有外套管的定子，以及內轂和徑向連接臂，這些都是航空領域某些渦輪機所使用的。
文檔編號F01D9/00GK101429876SQ200810175569
公開日2009年5月13日 申請日期2008年11月7日 優先權日2007年11月9日
發明者塞比斯蒂恩·讓·勞倫特·普萊斯蒂爾, 讓-盧克·索皮澤, 高德弗羅伊·弗朗西斯·弗雷德裡克·德裡龍 申請人:斯奈克瑪