專利名稱：中心拉桿式高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的高壓壓氣機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，更具體地涉及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)中使用的高壓壓氣機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子一般由焊接或螺栓連接的多級(jí)輪盤構(gòu)成，其前軸頸與軸承連接，后軸頸與渦輪軸連接。如圖1所示，轉(zhuǎn)子100’主要由空氣導(dǎo)管1’、多級(jí)葉盤2’、前軸頸3’、后軸頸4’構(gòu)成?？諝鈱?dǎo)管1’前后分別與前軸頸3’和后軸頸4’相搭接。 多級(jí)葉盤2’包括第一級(jí)葉盤21’、第二級(jí)葉盤22’、第三級(jí)葉盤23’、第四級(jí)葉盤24’、第五級(jí)葉盤25’、第六級(jí)葉盤沈’、第七級(jí)葉盤27’，其中，前面第一至第三級(jí)葉盤是葉片和輪盤整體式設(shè)計(jì)，而后面四級(jí)葉盤的葉片和輪盤是分體式設(shè)計(jì)。再如圖1所示，該轉(zhuǎn)子100’還包括多個(gè)定距環(huán)5’和螺栓6’，借助于這些定距環(huán) 5’將各級(jí)葉盤連接在一起，而螺栓6’則用于將第一級(jí)葉盤21’至第三級(jí)葉盤23’之間的定距環(huán)5’和對(duì)應(yīng)葉盤的輪盤固定連接在一起。在這種轉(zhuǎn)子中，螺栓6’的數(shù)量大概要達(dá)到幾百個(gè)之多。而對(duì)于第四級(jí)葉盤24’至第七級(jí)葉盤27’，相應(yīng)的定距環(huán)5’和這四級(jí)葉盤的輪盤通過徑向定位面焊接在一起。然而，圖1所示的這種傳統(tǒng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子有如下缺陷1)由于葉盤之間需要通過獨(dú)立的定距環(huán)和螺栓來連接固定，因此整個(gè)轉(zhuǎn)子的零部件數(shù)量非常多，這無疑使得轉(zhuǎn)子的重量相當(dāng)大，而且在通過螺栓連接時(shí)，還必須在定距環(huán)5’的端部設(shè)置安裝邊來提高轉(zhuǎn)子在螺栓連接部位的強(qiáng)度，這更加重了轉(zhuǎn)子的重量；2)同時(shí)，由于采用螺栓連接的方式，相應(yīng)的螺栓孔處會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中；幻葉盤之間的焊接處理會(huì)存在潛在的焊接缺陷，在轉(zhuǎn)子高速運(yùn)轉(zhuǎn)過程中焊接部位容易出現(xiàn)疲勞；4)由于上述提及的零件數(shù)多、重量大和焊接等特點(diǎn)，整個(gè)轉(zhuǎn)子的拆卸和裝配都很不便。

實(shí)用新型內(nèi)容因此，提供一種各級(jí)輪盤之間不采用焊接連接而是采用一根中心拉桿將前軸頸、 后軸頸以及各級(jí)輪盤壓緊連接的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子將是有利的。進(jìn)一步地，提供一種各級(jí)輪盤之間也不采用螺栓連接而是將定距環(huán)與相應(yīng)輪盤一體成型來減少轉(zhuǎn)子的零部件數(shù)目也將是有力的。為此，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供一種高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其包括若干級(jí)葉盤，每一級(jí)葉盤包括一輪盤和位于所述輪盤周緣上的若干葉片；一前軸頸，其與若干級(jí)葉盤的第一級(jí)葉盤相關(guān)聯(lián)；一后軸頸，其與若干級(jí)葉盤的最后一級(jí)葉盤相關(guān)聯(lián)；多個(gè)定距環(huán)，每個(gè)定距環(huán)位于相鄰的兩個(gè)葉盤的輪盤之間；其中，轉(zhuǎn)子還包括一中心拉桿，中心拉桿的前端和后端分別與前軸頸和后軸頸螺紋嚙合，從而使前軸頸、后軸頸以及若干級(jí)葉盤壓緊連接在一起；每一所述定距環(huán)在其自由端設(shè)有裝配凹口或突出部，與所述自由端相連的所述輪盤具有突出部或裝配凹口，所述突出部適配于所述裝配凹口中從而使相鄰的兩個(gè)所述葉盤之間相互抵靠連接。在這一方面，由于中心拉桿的設(shè)置以及定距環(huán)的裝配凹口與適配的輪盤的突出部的抵靠連接，使得本實(shí)用新型不采用焊接就可以將前軸頸、后軸頸以及各級(jí)輪盤壓緊連接。優(yōu)選地，所述裝配凹口和突出部分別具有防止所述輪盤在軸向和徑向脫離與相鄰的所述輪盤的接合的軸向定位面和徑向定位面。進(jìn)一步優(yōu)選地，定距環(huán)與相應(yīng)的葉盤的輪盤一體成型，從而不需要螺栓連接，進(jìn)一步減少了轉(zhuǎn)子的零部件，且減少了應(yīng)力集中的出現(xiàn)。又進(jìn)一步優(yōu)選地，上述葉盤為整體葉盤，即每個(gè)葉盤的若干葉片和其輪盤一體形成。這樣可以進(jìn)一步地減少高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的零部件，從而降低轉(zhuǎn)子重量、提高裝配效率。再進(jìn)一步地，若干級(jí)整體葉盤包括6級(jí)葉盤，其第二級(jí)葉盤的輪盤在其兩側(cè)各具有一個(gè)定距環(huán)；若干級(jí)整體葉盤的第四級(jí)葉盤的輪盤在其兩側(cè)也各具有一個(gè)定距環(huán)。又進(jìn)一步優(yōu)選地，至少一個(gè)上述定距環(huán)的中間段下凹，這樣可使得在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)過程中定距環(huán)有軸向伸長的趨勢(shì)，可保證轉(zhuǎn)子各級(jí)輪盤之間的軸向壓緊力和轉(zhuǎn)子的剛度。通過參考下面所描述的實(shí)施方式，本實(shí)用新型的這些方面和其他方面將會(huì)得到清晰地闡述。

本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和操作方式以及進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)將通過
以下結(jié)合附圖的描述得到更好地理解，其中，相同的參考標(biāo)記標(biāo)識(shí)相同的元件圖1為傳統(tǒng)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，為清楚起見，只示出了轉(zhuǎn)子中心軸X—側(cè)的結(jié)構(gòu)；圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖，為清楚起見，只示出了轉(zhuǎn)子中心軸X —側(cè)的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施方式
根據(jù)要求，這里將披露本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這里所披露的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的典型例子而已，其可體現(xiàn)為各種形式。因此，這里披露的具體細(xì)節(jié)不被認(rèn)為是限制性的，而僅僅是作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)以及作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以實(shí)際中任何恰當(dāng)?shù)姆绞讲煌貞?yīng)用本實(shí)用新型的代表性的基礎(chǔ)，包括采用這里所披露的各種特征并結(jié)合這里可能沒有明確披露的特征。如圖2所示，根據(jù)本實(shí)用新型一優(yōu)選實(shí)施方式的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子100由中心拉桿 1、六級(jí)葉盤2、前軸頸3、后軸頸4以及多個(gè)定距環(huán)5組成。六級(jí)葉盤2包括第一級(jí)葉盤21、 第二級(jí)葉盤22、第三級(jí)葉盤23、第四級(jí)葉盤M、第五級(jí)葉盤25、第六級(jí)葉盤沈，其中，該六級(jí)葉盤21 沈具有輪盤Pl P6、葉片Bl B6。和現(xiàn)有技術(shù)一樣，前軸頸3的一端與軸承 (圖未示)連接而另一端與第一級(jí)葉盤21的輪盤Pl相關(guān)聯(lián)，后軸頸3 —端與渦輪軸(圖未示)連接而另一端與第六級(jí)葉盤26相關(guān)聯(lián)。從圖2可以看出，在本實(shí)施方式中，定距環(huán)5共有5個(gè)，從定距環(huán)51 55，其中定距環(huán)51、52分別與第二級(jí)輪盤P2構(gòu)成一體，53,54與第四級(jí)輪盤P4構(gòu)成一體，55與第六級(jí)輪盤P6構(gòu)成一體。當(dāng)然，定距環(huán)51 55的設(shè)置方式也可以采用其他方式比如定距環(huán)51
4與第一級(jí)輪盤Pl —體成型，定距環(huán)52與第三級(jí)輪盤P3 —體成型。同樣地，定距環(huán)53、54 也可以分別與第三級(jí)輪盤P3、第五級(jí)輪盤P5 —體成型。其中，各級(jí)定距環(huán)5的自由端，即與其他輪盤相對(duì)接的一端，設(shè)有軸向定位面511 551和徑向定位面512 552。相應(yīng)地，與這些定距環(huán)5相對(duì)接的輪盤也具有相應(yīng)的定位面。再如圖2所示，在本實(shí)施方式中，中心拉桿1的前端和后端分別與前軸頸3和后軸頸4螺紋接合，從而將六級(jí)葉盤2在軸向上拉緊。同時(shí)，利用上述各軸向定位面之間的摩擦力傳遞扭轉(zhuǎn)力矩，利用上述各軸向定位面之間的壓緊力傳遞軸向氣動(dòng)力。需要理解的是，在轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，由于離心力作用，中間段下凹的定距環(huán)51 55有軸向伸長的趨勢(shì)，可保證轉(zhuǎn)子各級(jí)輪盤之間的軸向壓緊力和轉(zhuǎn)子1的剛度。本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容及技術(shù)特點(diǎn)已揭示如上，然而可以理解，在本實(shí)用新型的創(chuàng)作思想下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)上述結(jié)構(gòu)和材料作各種變化和改進(jìn)，包括這里單獨(dú)披露或要求保護(hù)的技術(shù)特征的組合，明顯地包括這些特征的其它組合。這些變形和/或組合均落入本實(shí)用新型所涉及的技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，并落入本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍。需要注意的是，按照慣例，權(quán)利要求中使用單個(gè)元件意在包括一個(gè)或多個(gè)這樣的元件。此外，不應(yīng)該將權(quán)利要求書中的任何參考標(biāo)記構(gòu)造為限制本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其包括若干級(jí)葉盤，每一級(jí)葉盤包括一輪盤和位于所述輪盤周緣上的若干葉片；一前軸頸，其與所述若干級(jí)葉盤的第一級(jí)葉盤相關(guān)聯(lián)；一后軸頸，其與所述若干級(jí)葉盤的最后一級(jí)葉盤相關(guān)聯(lián)；多個(gè)定距環(huán)，每個(gè)定距環(huán)位于相鄰的兩個(gè)所述葉盤的所述輪盤之間；其特征在于，所述轉(zhuǎn)子還包括一中心拉桿，所述中心拉桿的前端和后端分別與所述前軸頸和后軸頸螺紋嚙合，從而使所述前軸頸、后軸頸以及所述若干級(jí)葉盤在軸向上拉緊連接在一起；每一所述定距環(huán)在其自由端設(shè)有裝配凹口或突出部，與所述自由端相連的所述輪盤具有突出部或裝配凹口，所述突出部適配于所述裝配凹口中從而使相鄰的兩個(gè)所述葉盤之間相互抵靠連接。
2.如權(quán)利要求1所述的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述裝配凹口和突出部分別具有防止所述輪盤在軸向和徑向脫離與相鄰的所述輪盤的接合的軸向定位面和徑向定位面。
3.如權(quán)利要求1或2所述的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述定距環(huán)與相應(yīng)的所述葉盤的所述輪盤一體成型。
4.如權(quán)利要求3所述的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述葉盤為整體葉盤。
5.如權(quán)利要求4所述的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述若干級(jí)整體葉盤的第二級(jí)葉盤的所述輪盤在其兩側(cè)各具有一個(gè)所述定距環(huán)。
6.如權(quán)利要求5所述的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述若干級(jí)整體葉盤的第四級(jí)葉盤的所述輪盤在其兩側(cè)各具有一個(gè)所述定距環(huán)。
7.如權(quán)利要求1或2所述的高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，其特征在于，至少一個(gè)所述定距環(huán)的中間段下凹。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高壓壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子領(lǐng)域，該轉(zhuǎn)子包括若干級(jí)整體葉盤、與若干級(jí)整體葉盤的第一級(jí)葉盤相關(guān)聯(lián)的一前軸頸、與若干級(jí)整體葉盤的最后一級(jí)葉盤相關(guān)聯(lián)的一后軸頸、以及多個(gè)定距環(huán)，每一級(jí)整體葉盤包括若干葉片和一輪盤，每個(gè)定距環(huán)位于相鄰的兩個(gè)葉盤的輪盤之間，其中，轉(zhuǎn)子還包括一中心拉桿，中心拉桿的前端和后端分別與前軸頸和后軸頸螺紋嚙合，從而將若干級(jí)葉盤拉緊在一起；每一定距環(huán)在其自由端設(shè)有裝配凹口，與自由端相連的輪盤具有突出部，突出部適配于裝配凹口中從而使相鄰的兩個(gè)葉盤之間相互抵靠連接。該轉(zhuǎn)子的各級(jí)整體輪盤之間不需要借助焊接來連接固定，因此提高了安全性。
文檔編號(hào)F04D29/26GK202266495SQ20112025520
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者楊文強(qiáng), 王青, 陳美寧, 雷丕霓, 高國榮 申請(qǐng)人:中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司