[發(fā)明專利]一種導流盤安裝連接及封嚴結構

有效

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• 申請日: 2021-07-08
• 公開（公告）號: CN113339077B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 鮑偉強;葉煒;郭海龍;張若昀;陳劍
• 申請（專利權）人: 中國航發(fā)湖南動力機械研究所
• 主分類號: F01D5/08
• 分類號: F01D5/08;F01D11/00
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務所(普通合伙) 43105
• 代理人: 肖琦

本發(fā)明公開了一種導流盤安裝連接及封嚴結構，涉及航空發(fā)動機領域，包括導流盤、短軸、和渦輪盤，渦輪盤與短軸通過端齒連接；導流盤軸向一端設置有與第一凸環(huán)相配合的第二凸環(huán)，導流盤壁面開設有沿著短軸周向均勻分布的多個進氣孔，導流盤徑向邊緣貼合渦輪盤軸向的兩端面，貼合處設置有封嚴結構，用于貼合處的冷卻氣封嚴，通過渦輪盤與短軸端齒連接，導流盤與短軸過盈配合，以及渦輪盤與短軸通過中心拉桿拉緊實現(xiàn)整個轉子的連接，實現(xiàn)燃氣渦輪盤及導流盤的無螺栓連接結構；燃氣渦輪盤與短軸分體加工，有效避免因為螺栓孔導致的應力集中，有利于提高零件壽命，同時減少了零件數(shù)量。

技術領域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機領域，尤其涉及一種導流盤安裝連接及封嚴結構。

背景技術

燃氣渦輪發(fā)動機以及地面燃機大量采用了由中心拉桿拉緊的渦輪轉子的結構，這種結構中各部件之間采用端齒連接。渦輪部件由于溫度較高，通常第一級轉子葉片采用冷卻葉片結構，這就需要為葉片提供冷氣，也即需要引導冷氣流動的冷卻通道，一般采用導流盤與渦輪盤之間的配合及封嚴結構實現(xiàn)這一功能。

目前的燃氣渦輪發(fā)動機，導流盤與渦輪盤之間的連接形式主要有兩種，第一種是采用螺栓連接。第二種使用壓緊螺母連接，渦輪盤帶短軸結構，短軸上加工有螺紋，采用螺母鎖片形式將導流盤固定在渦輪盤上。

現(xiàn)有技術的缺點：

a、在用螺栓連接的方案中，需在渦輪盤及導流盤加工螺栓孔，在螺栓孔處易產(chǎn)生應力集中，從而影響零件的壽命，且采用螺栓連接需要一圈至少5組螺栓 +螺母結構，零件數(shù)目較多；

b、采用壓緊螺母連接的方案中，渦輪盤需要帶有一段較長的軸頸，用于設計導流盤螺母壓緊結構，帶長軸頸的渦輪盤毛坯鍛造難度較大，成本較高，遠高于渦輪盤加短軸的分體方案。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的提出一種采用無螺栓連接的渦輪轉子結構，且渦輪盤與短軸為分體加工，以克服現(xiàn)有兩種方案的不足。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：

一種導流盤安裝連接及封嚴結構，包括渦輪盤、短軸和導流盤，所述短軸兩端分別設置有第一端齒，所述短軸外壁設置有與短軸同軸的第一凸環(huán)，所述渦輪盤設置有與短軸第一端齒相配合的第二端齒，所述渦輪盤與短軸通過端齒連接；

所述導流盤軸向一端設置有與第一凸環(huán)相配合的第二凸環(huán)，所述導流盤壁面開設有沿著短軸周向均勻分布的多個進氣孔，所述導流盤徑向邊緣貼合渦輪盤軸向的兩端面，貼合處設置有封嚴結構，用于貼合處的冷卻氣封嚴，所述封嚴結構包括開設于導流盤的凹槽和封嚴絲，所述封嚴絲安裝于凹槽內；

所述渦輪盤與短軸通過第一凸環(huán)和第二凸環(huán)軸向過盈配合，所述第一凸環(huán)位于導流盤軸向外側，所述第二凸環(huán)位于導流盤軸向內側，用于導流盤軸向固定，所述渦輪盤軸心處設置有中心拉桿，所述渦輪盤與短軸通過中心拉桿拉緊實現(xiàn)整個轉子的連接。

進一步地：所述導流盤與渦輪盤以及短軸之間形成冷卻氣體流通腔，冷卻氣體流通腔分為前冷卻氣體流通腔和后冷卻氣體流通腔，所述前冷卻氣體流通腔位于渦輪盤靠近短軸的一側，所述后冷卻氣體流通腔位于渦輪盤背離短軸的一側，所述渦輪盤開設有貫穿渦輪盤的多個第一通氣孔，用于前冷卻氣體流通腔與后冷卻氣體流通腔的連通。

進一步地：每個第一通氣孔靠近封嚴結構并沿著所述渦輪盤的周向均勻分布，且所述第一通氣孔軸心與所述渦輪盤軸向平行。

進一步地：所述渦輪盤開設有多個第二通氣孔，所述第二通氣孔沿著所述渦輪盤徑向貫穿轉子葉片，冷卻氣通過第二通氣孔到達轉子葉片，所述第二通氣孔與第一通氣孔連通。

進一步地：兩個封嚴結構對稱設置于渦輪盤兩端，所述凹槽剖面整體呈三角形結構，三角形結構底邊與渦輪盤周向重合，其直角邊靠近渦輪盤端面。