[發明專利]一種發動機渦輪與壓氣機轉子連接傳扭裝置

有效

• 申請號: 201610243199.X
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN105757130B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 賀健;陳玉英;陶江;羅玉權;趙冬來;崔柏慧;陳文鑫;王天陽
• 申請（專利權）人: 哈爾濱東安發動機（集團）有限公司
• 主分類號: F16D1/04
• 分類號: F16D1/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

本發明涉及一種發動機渦輪與壓氣機轉子連接傳扭裝置，包括壓氣機轉子、渦輪轉子、連接螺釘，所述的壓氣機轉子設置有內花鍵，渦輪轉子設置有外花鍵并與壓氣機轉子的內花鍵配合，連接螺釘一端設置有螺紋并安裝在壓氣機轉子內腔中，另一端設置有臺階并卡在渦輪轉子內腔的臺階上，所述的連接螺釘的臺階位置還設置有外花鍵，并與渦輪轉子內腔上設置的內花鍵配合；所述的連接螺釘上的外花鍵部分為空心結構，并軸向開有通槽，所述的槽為均布的6個。本發明可以順利實現安裝和拆卸，具有結構簡單、連接穩定、成本低、工作可靠、安裝方便等特點。

技術領域

本發明為一種連接裝置，尤其是一種發動機渦輪與壓氣機轉子連接傳扭裝置，可以實現將燃氣渦輪發動機的渦輪轉子與壓氣機轉子連接起來并傳遞軸向力和扭矩。

背景技術

燃氣渦輪發動機中，壓氣機轉子工作過程中會產生向前的軸向力，一般高達數萬牛頓甚至數十萬牛頓，而渦輪轉子會產生向后的軸向力，同樣會高達數萬牛頓甚至數十萬牛頓，這兩種軸向力若完全由發動機球軸承承擔，很可能會造成球軸承破壞，轉子失效，因此，需要一種裝置，將渦輪轉子與壓氣機連接起來，將兩個相反方向的作用力抵消掉大部分，從而保護球軸承安全，這種裝置同時還要起到將渦輪扭矩傳遞給壓氣機的作用。目前連接傳扭裝置種類較多，主要分為以下3種：第1種為銷釘或鍵傳遞扭矩，螺紋連接，該裝置結構簡單，但傳扭力矩較小；第2種采用端齒傳扭并進行自定心，中心拉桿連接，該結構傳遞的扭矩大，定心準確，但零件加工精度極高，材料要求高，加工成本高，裝配需要專用拉力機，裝配復雜成本也高。第3種為花鍵傳扭并利用齒側定心，螺紋連接，該結構可傳遞較大扭矩，成本相對較低，但需要設計軸向連接結構，裝置包含的零部件多且結構復雜，裝配分解復雜，可操作性不高。

發明內容

本發明的目的是提供一種發動機渦輪與壓氣機轉子連接傳扭裝置，可以實現壓氣機轉子和渦輪轉子的連接以及較大的扭矩傳遞，并具有傳遞的扭矩大、零部件加工精度要求不高且結構簡單、加工成本低的優點，同時具有連接穩定，結構緊湊，裝配及拆卸簡單、使用方便等。

本發明的具體技術方案是：發動機渦輪與壓氣機轉子連接傳扭裝置包括壓氣機轉子、渦輪轉子、連接螺釘，所述的壓氣機轉子設置有內花鍵，渦輪轉子設置有外花鍵并與壓氣機轉子的內花鍵配合，連接螺釘一端設置有螺紋并安裝在壓氣機轉子內腔中，另一端設置有臺階并卡在渦輪轉子內腔的臺階上，所述的連接螺釘的臺階位置還設置有外花鍵，并與渦輪轉子內腔上設置的內花鍵配合；所述的連接螺釘上的外花鍵部分為空心結構，并軸向開有通槽，所述的槽為均布的6個。

本發明裝配時，先將連接螺釘從渦輪轉子內腔裝入，再將渦輪轉子插入壓氣機轉子中，并使壓氣機轉子和渦輪轉子的花鍵相配合，起到傳扭的作用，此時使用工裝將連接螺釘 的外花鍵徑向壓縮，由于該外花鍵徑向設計了槽，其徑向可以收縮，直徑縮小，并與渦輪轉子上的內花鍵脫開，然后轉動連接螺釘，從而使連接螺釘上的螺紋擰入壓氣機轉子內腔中，然后釋放連接螺釘外花鍵的徑向力，連接螺釘恢復到原來的位置，使連接螺釘與渦輪轉子內花鍵配合，完成安裝。拆卸時，先用工裝將將連接螺釘的外花鍵徑向壓縮，與渦輪轉子內花鍵脫離，然后旋轉連接螺釘，將連接螺釘從壓氣機轉子中拆下，最后就可以將渦輪轉子和壓氣機轉子分開。

本發明在工作時，渦輪轉子受到向后的軸向拉力，使連接螺釘和渦輪轉子在臺階處貼合并壓緊，連接螺釘將渦輪轉子傳遞過來的軸向力通過螺紋傳遞給壓氣機轉子，并防止壓氣機轉子和渦輪轉子脫開。為防止螺紋在工作時轉動脫開，連接螺釘通過花鍵與渦輪轉子連接，以保證其與轉子系統的同步轉動，從而達到了兩轉子間既傳遞了扭矩，又保證了相對位置不變，起到了連接傳扭的作用，而且通過這種方式，壓氣機轉子向前的軸向力與渦輪轉子向后的軸向力大部分相互抵消，從而減輕了壓氣機球軸承工作時的軸向負荷。本發明采用了花鍵連接，并通過螺紋和臺階定位，具有傳遞扭矩大，定位可靠的優點，同時，本發明僅設計一個連接螺釘，并設置有軸向槽，并且通過壓縮軸向槽的位置，可以順利實現安裝和拆卸，具有結構簡單、連接穩定、成本低、工作可靠、安裝方便等特點。

附圖說明