專利名稱：徑向臂通過(guò)軸和隔片與圓形套管的連接的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)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(lǐng)域使用的 渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
在渦輪機(jī)的某些設(shè)計(jì)中，包含一種敏內(nèi)轂套管上的同心夕瞎管，該同心外套 管通過(guò)徑向臂與內(nèi)轂套管結(jié)合，從而形成了環(huán)形腔室或氣術(shù)荒的一部分，其也呈圓 形，但其軸向端部是開(kāi)放的。例如，圖1為渦輪機(jī)的部分示意圖，其通常在定子1 和轉(zhuǎn)子2之間依次包括低壓壓氣機(jī)3以及高壓壓氣機(jī)4、燃燒室5和高壓渦輪6及 低壓渦輪7，轉(zhuǎn)子2可以在渦輪6和渦輪7之間分成兩個(gè)獨(dú)立部分，而內(nèi)轂8則在 這兩^分之間延伸，以保持渦輪機(jī)內(nèi)燃?xì)饬?的順暢流動(dòng)。內(nèi)轂8基本上由徑向 臂IO支撐，而后者將其(圓形內(nèi)部)套難接到屬于定子1的外同心套管11上， 并同時(shí)在相對(duì)夕Mi形繊氣流9的區(qū)域。徑向臂10為簡(jiǎn)輔面微，腿常為矩形。 這些徑向臂承，賠體所帶來(lái)的高溫，而高M(jìn)Xit而錄響氣微動(dòng)。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(hào)上防止 其受熱，并能為燃賠^i^具有良賺空動(dòng)力質(zhì)量的旁通截面。圖4為外套管11、 徑向臂10和隔離狀態(tài)下內(nèi)轂的裝配示意圖,從而可以更清晰地理解這種結(jié)構(gòu)。另外， 此處還在定子1和轉(zhuǎn)子2上裝有裝配凸緣(圖中未示)。
不論徑向臂10與內(nèi)轂8為一體部件還是預(yù)先裝配到內(nèi)轂上，徑向臂10與外套 管11的裝配都是船隹實(shí)施的，因?yàn)樵O(shè)置在徑向臂10周圍的導(dǎo)流罩12只給外套管 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(dòng)作需謹(jǐn)慎進(jìn)行，同樣，j頓 裝酉已工具穿過(guò)整流罩12空間時(shí)也需小心邀虞。因lW于徑向臂10和外套管11之間 的連接在設(shè)計(jì)上必須要考慮這些限帝曬素，同時(shí)，還要考慮會(huì)練受在〗頓期間作用 于《仝向臂上的主要作用力，以及盡管使用了整流罩12，但仍要承受的主要熱量。
圖2所示為傳統(tǒng)的裝配形式，其包括在^徑向臂10的端部進(jìn)行穿孔，穿過(guò)外 套管11設(shè)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，并將螺栓14穿過(guò)這些對(duì)齊的穿孔，螺栓14同時(shí)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牛要承受由于組件的凸起而帶來(lái)的更大的作用九
特別是螺栓會(huì)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(gè)凸耳的對(duì)稱結(jié)構(gòu)而產(chǎn)生的更大的彎曲約束力。i^就是為什么在另一個(gè) 設(shè)計(jì)構(gòu)型中，如圖3所示，夕卜套管11上設(shè)有兩個(gè)平行凸耳15和16，其間設(shè)有徑向 臂10的端部，而螺栓17則穿過(guò)徑向臂10和兩個(gè)凸耳15和16的穿孔安裝。這樣， 就降低了彎曲作用力，并可方便地，ii接，但是所遇到的困難是如果凸耳15 和16彼此隔開(kāi)(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端面并不平行的方向腿)時(shí)，這樣裝配比較容易，fS!t累栓17貝lj會(huì)承受剪切和
實(shí)際彎曲(即使由于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性而并不是實(shí)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。但這并不可 取，因?yàn)檫@樣內(nèi)部約束力會(huì)變得過(guò)大，且螺栓17會(huì)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(méi)有，而且， 螺拴17也不會(huì)出現(xiàn)彎曲，但是，如果徑向臂10在沿渦輪機(jī)的角度方向呈f喊斗角度， 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 流修正后^^圣常出現(xiàn)，而燃?xì)饬鞯男拚齽t又是必需的，因?yàn)楸仨毎凑章較g動(dòng)進(jìn)行 裝配，而螺旋運(yùn)動(dòng)不可能產(chǎn)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(gòu)件，后者裝配到,套管和 徑向臂上。美國(guó)專利US 5 272 869公開(kāi)了一個(gè)示例。但這種類型的連接形式往往帶 來(lái)的缺陷是為了方便裝配而將尺寸設(shè)i"Hl大，且通常都M用螺栓固定至帳向臂上， 其風(fēng)險(xiǎn)是，如果螺栓夾死，則無(wú)法分解纟5向臂。
這后一種缺陷在其它連接構(gòu)件中也存在，其中，徑向臂MM將螺栓穿過(guò)套管 并與徑向臂方向平行而直,接到套管上。 一個(gè)例子就是美國(guó)專利US 6 439 841。 螺絲可以嚙合在徑向臂穿孔的預(yù)置螺紋襯套內(nèi)，或者與徑向臂的平滑穿孔內(nèi)的空回 相嚙合，這，滑穿孔與開(kāi)口相聯(lián)通，而螺栓的螺母就^A并擰緊在所述開(kāi)口內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容
在，各種設(shè)計(jì)構(gòu)型中，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是連接部分的裝配更為方便，即使因 整流罩的i頓而導(dǎo)I^A空間縮小，但也會(huì)繼行裝配；連接部分^ 件簡(jiǎn)單，體 積小，重量輕；避免了裝配期間由于凸起或變形而產(chǎn)生的附加力；螺栓與徑向臂脫開(kāi)，與mP器部件相接觸，因此，承受的熱量小，不易出現(xiàn)夾死；并可確保徑向臂 在套管上的精確定位。
一棘講，本發(fā)明涉及一種體結(jié)構(gòu)，其包括一個(gè)圓形套管，將套難接到另 一個(gè)同心套管上的實(shí)際徑向臂，以及將徑向臂與套管或內(nèi)轂相連的連接構(gòu)件，每個(gè) 連接構(gòu)件包括至少一個(gè)與套管平行并穿過(guò)徑向臂的穿孔，和穿過(guò)旨所述穿孔的軸，
其特征在于，該軸在徑向臂的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)穿 L戶;f^接構(gòu)件避一步包括設(shè)置
在軸和套管之間的徑向臂兩側(cè)的一對(duì)隔片，穿過(guò)套管和隔片并與軸的穿 L^準(zhǔn)的穿
孔，以及穿過(guò)校準(zhǔn)穿孔而將套管、軸和隔片緊固的螺栓。
根據(jù)本發(fā)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(nèi)轂8的圓形套管這種裝置是相同的，除了幾處尺寸改動(dòng)外。
在一，佳實(shí)施例中，該裝置還包括一對(duì)用WHi接構(gòu)件的軸，這對(duì)軸為平
行設(shè)置，另外，還有上述穿孔和上述螺栓用的四個(gè)對(duì)準(zhǔn)部。
在另一個(gè)實(shí)施例中，該裝置包括在其它對(duì)準(zhǔn)穿孔中延伸至帳向臂，亦或套管亦
或一，或多，的定位銷。
本發(fā)明的另一個(gè)方面是提供了一種渦輪機(jī)，其包 舌上面戶，細(xì)介紹的連接,。


下面結(jié)合附圖介紹本發(fā)明，附圖如下
圖1示出了如上所述的裝有本發(fā)明的渦輪機(jī)；
圖2和圖3為如上阮悉的現(xiàn)有技術(shù)的兩個(gè)實(shí)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(fā)明；
圖5示出了裝配組件，其各個(gè)構(gòu)件如圖6,7,8和9所示。
具體實(shí)施例方式
徑向臂10的端部帶有兩個(gè)位于其端部的平行穿孔20，其采用最小尺寸，并置 于相對(duì)兩側(cè)(圖5和圖8)。軸21 (圖5和圖6)與穿孔20嚙合并穿過(guò)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)，且置于這些穿孔 內(nèi)，還有兩個(gè)側(cè)向部分23，后者從徑向臂10向外突出，旨部分上都有一個(gè)軸穿 孔24。側(cè)向部分23上有平表面25。該結(jié)構(gòu)aSiS—步包括隔片26 (圖5和圖7)，其上有一對(duì)隔片穿孔27，彼此相對(duì)平行設(shè)置。
夕卜套管11上設(shè)有隆起28 (boss)(圖5和圖9)，與^M^接構(gòu)件相結(jié)合，其表 面為平面或圓柱形，圓,使得其軸與渦輪機(jī)軸相同。旨隆起28上帶有穿孔，其 中有四個(gè)夕Ki穿孔29和兩個(gè)內(nèi)側(cè)穿孔30。
裝配步驟是這樣的，將整流罩12 (后幾個(gè)圖中未示)安裝在徑向臂10的周圍， 采用軸向運(yùn)動(dòng)的形式，將包括有內(nèi)轂8、徑向臂10和整流罩12的裝配件^A外套 管11內(nèi)。當(dāng)內(nèi)側(cè)穿孔30移動(dòng)至lj與徑向臂10端部的穿孔31相重合時(shí)，就可以進(jìn)行 定位(圖8)。將定位銷32插AS些校準(zhǔn)穿孔30和31內(nèi)，從而使得徑向臂10保持 在精確固定位置。然后，將軸21插入穿孔20內(nèi)。而后，在隆起28和軸21的平表 面25之間，在徑向臂10的兩側(cè)跌隔片26，針隔片26位于每個(gè)軸21的其中一 個(gè)凸起部分23的下方。當(dāng)進(jìn)行位置調(diào)整時(shí)，要進(jìn)行四個(gè)校準(zhǔn)，*都包括套管11 的夕卜側(cè)穿孔29，隔片穿孔27和一^由穿孔24。最后，將螺栓33 HA^些校準(zhǔn)穿孔 中并擰緊，從而將隔片26緊緊壓在軸21和外套管11之間?；蛘撸瑢㈩愃?2的定 位銷延伸到軸21的另一個(gè)穿孔內(nèi)，從而將后者固定到位。
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(shè)置被巨離外套管11不遠(yuǎn)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(diào)整這，件?？梢苑奖鉤&^栓32，并根據(jù)會(huì) 遇到的障礙或其它約束割牛，將螺栓與外套管ll內(nèi)部敬卜部的螺母一起安裝。螺栓 32可以與徑向臂10脫開(kāi)，這樣，即i贓很皿的情況下，諸如螺母卡死，也可以 將連接構(gòu)件進(jìn)行分解。如果能接受作用力分 不均衡的情況，那么軸21也可以減 到只用一個(gè)。中央部分22和穿孔20的截耐以不是圓形的，盡管雌圓形，因?yàn)?后者更容易制作，且能保持作用力的均勻分布。
權(quán)利要求
1. 一種裝置，其包括一個(gè)圓形套管(11)，將套管(11)與另一個(gè)同心套管(8)相連接的實(shí)際徑向臂(10)，以及將徑向臂與套管相連的連接構(gòu)件，每個(gè)連接構(gòu)件包括至少一個(gè)與套管(11)平行并穿過(guò)徑向臂的穿孔(20)，和穿過(guò)每個(gè)所述穿孔(20)的軸(21)，其特征在于，該軸在徑向臂的兩側(cè)設(shè)有一對(duì)穿孔(24)，所述連接構(gòu)件又進(jìn)一步包括設(shè)置在軸(21)和套管(11)之間的徑向臂(10)兩側(cè)的一對(duì)隔片(26)，穿過(guò)套管和隔片并與軸的穿孔(24)對(duì)準(zhǔn)的穿孔(29，27)，以及穿過(guò)校準(zhǔn)穿孔而將套管、軸和隔片緊固的螺栓(33)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，其包括用于旨連接構(gòu)件的一對(duì)軸 (21)， i^t軸平行設(shè)置，還包括，穿孔和上述螺栓的四個(gè)對(duì)準(zhǔn)部。
3. 1t據(jù)權(quán)利要求1 ，利要求2所述的裝置，其特征在于，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(jù)權(quán)利要求1到3中任-意一項(xiàng)所述的，，其特征在于，其包括用來(lái)在其它 對(duì)準(zhǔn)孑L(30，31)內(nèi)定位用的銷(32)，這翻延伸到徑向斷10)和套管(11)內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1到3中任意一項(xiàng)自的裝置，，征在于，其包括在其它對(duì)準(zhǔn) 孔內(nèi)使用的定位銷，這，延伸到凸起和套管和軸內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1到5中任意一項(xiàng)戶，的裝置，，征在于，所述基本上呈錐形 的套管包括具有平面或圓柱形內(nèi)表面的(1^(23)，套管上的穿 L(29， 30)穿過(guò)隆 起，而隔片(26)則置于平面或圓柱形內(nèi)表面上。
7. —種渦輪機(jī)，其特征在于，其包括一個(gè)根據(jù)前面權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的裝 置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的渦輪機(jī)，其特征在于，所述徑向臂(10)周圍M整流罩 (12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的渦輪機(jī)，辦征在于，戶腿套管，是另一個(gè)套管的 內(nèi)轂(8)以及徑向臂，搬于高壓渦輪(6)和低壓渦輪(7)之間，該徑向臂(10)穿 鄉(xiāng)氣流(9)。
全文摘要
徑向臂(10)與套管(11)的連接裝配，實(shí)際上由穿過(guò)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(lái)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(gòu)件很輕，不會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)部作用力，并能獲得良好的位置精度。本發(fā)明可以應(yīng)用于帶有外套管的定子，以及內(nèi)轂和徑向連接臂，這些都是航空領(lǐng)域某些渦輪機(jī)所使用的。
文檔編號(hào)F01D9/00GK101429876SQ200810175569
公開(kāi)日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)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·弗雷德里克·德里龍 申請(qǐng)人:斯奈克瑪