本發(fā)明涉及一種渦輪后承力機(jī)匣和整流葉柵一體化結(jié)構(gòu)，屬于航空推進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：
在目前先進(jìn)的航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)上，通常在渦輪和尾噴管之間安裝加力燃燒室，進(jìn)行復(fù)燃加力，在發(fā)動(dòng)機(jī)到達(dá)推力最大狀態(tài)后繼續(xù)增加推力。而低壓渦輪出口氣流通常不能滿足加力燃燒室對(duì)于低壓渦輪出口氣流角的要求，所以在低壓渦輪轉(zhuǎn)子和加力燃燒室之間需要加裝整流葉片，對(duì)氣流進(jìn)行整流。上述這種設(shè)計(jì)將導(dǎo)致后承力機(jī)匣必須向后移動(dòng)來安裝額外的出口整流葉片，從而使轉(zhuǎn)子軸向長(zhǎng)度增加，軸承支承跨度加大。相應(yīng)的會(huì)增加渦輪部件數(shù)量，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)重量增加，不利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比。后承力機(jī)匣和整流葉柵一體化設(shè)計(jì)是將渦輪后承力機(jī)匣和渦輪末級(jí)整流導(dǎo)葉一體化的新型結(jié)構(gòu)，這樣不僅能滿足加力燃燒室對(duì)于低壓渦輪出口氣流角的要求，還可以達(dá)到縮短低壓轉(zhuǎn)子的軸向長(zhǎng)度、減輕重量和減少零件數(shù)量的目的，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)推重比。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
1、目的：針對(duì)上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種渦輪后承力機(jī)匣和整流葉柵一體化結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)在不明顯改變渦輪后承力機(jī)匣應(yīng)力、變形和支承剛度的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)渦輪后成立機(jī)匣和整流葉柵一體化結(jié)構(gòu)形式。2、技術(shù)方案：本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：在傳統(tǒng)渦輪后承力框架基礎(chǔ)上加入整流葉柵，將承力支板在流道中的部分設(shè)計(jì)成葉型形狀和整流葉柵一起整流，設(shè)計(jì)整環(huán)流道板來保證流道形狀以及氣密性。為避免整流葉柵結(jié)構(gòu)對(duì)后承力機(jī)匣強(qiáng)度和徑向剛度產(chǎn)生過大影響的要求，采用葉片上緣固定，下緣軸向周向固定的特殊“懸臂”葉片結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是一種渦輪后承力機(jī)匣和整流葉柵一體化結(jié)構(gòu)形式，如圖3所示，在不改變?cè)袡C(jī)匣內(nèi)環(huán)和外環(huán)的基礎(chǔ)上，通過整環(huán)流道板將機(jī)匣內(nèi)外環(huán)之間的部分分隔成流道和非流道部分。支板和整流葉柵葉片處于流道中的部分設(shè)計(jì)成葉型形狀，處于非流道中的部分都設(shè)計(jì)成規(guī)整的長(zhǎng)方體形狀便于加工。所以整個(gè)結(jié)構(gòu)分為兩大組件：1)帶著葉片上緣板的整流葉片葉型部分穿過整環(huán)流道板焊接到帶葉片下緣板的整流葉柵非葉型部分上組成整流葉柵結(jié)構(gòu)組件；2)由機(jī)匣外環(huán)和支板葉型部、非葉型部分和機(jī)匣內(nèi)環(huán)焊接到一起組成的承力機(jī)匣框架結(jié)構(gòu)組件。整環(huán)流道板通過螺栓徑向和周向固定，通過軸向螺釘軸向固定在機(jī)匣支板葉片非葉型部分上。整流葉柵組件通過徑向螺釘徑向固定和特殊的徑向螺栓周向和軸向固定在承力機(jī)匣組件上。整環(huán)流道板、葉片上緣板和整流葉片葉型部分、支板葉片葉型部分之間形成了氣流通道。3、優(yōu)點(diǎn)及功效：本發(fā)明的有益效果為：大幅度減少了渦輪零件數(shù)，該結(jié)構(gòu)可同時(shí)滿足支板承力和葉片整流的要求，較大幅度降低渦輪部件的重量，有利于減小發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向長(zhǎng)度。附圖說明圖1為一體化總體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為整流葉柵組件總體示意圖；圖3為流道板部件示意圖；圖4為整流葉柵連接定位示意圖；圖5為一體化部分結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本發(fā)明提供了一種渦輪后承力機(jī)匣和整流葉柵一體化結(jié)構(gòu)形式，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1所示，保留原始渦輪后承力機(jī)匣的承力外環(huán)和承力內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明是一種將渦輪后承力機(jī)匣和整流葉柵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成一體的結(jié)構(gòu)形式。整個(gè)結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)組件：1)帶著葉片上緣板的整流葉片葉型部分穿過整環(huán)流道板焊接到帶葉片下緣板的整流葉柵非葉型部分上組成整流葉柵結(jié)構(gòu)組件；2)由機(jī)匣外環(huán)和支板葉型部、非葉型部分和機(jī)匣內(nèi)環(huán)焊接到一起組成的承力機(jī)匣框架結(jié)構(gòu)組件。如圖2所示，這是整流葉柵結(jié)構(gòu)組件，由整流葉柵葉片葉型部分(2)、整流葉柵非葉型部分(3)、上緣板(6)和下緣板(5)組成。整流葉柵葉片葉型部分也葉片上緣板焊接到一起，整流葉柵葉片非葉型部分和葉片下緣板焊接到一起。如圖3所示，因?yàn)榱鞯腊灞容^薄，所以如果整流葉柵葉片焊在流道板上，會(huì)使流道板的變形很大，從而破壞流道的形狀。所以，在流道板上開孔，使整流葉柵葉片葉型部分穿過流道板和整流葉柵葉片的非葉型部分焊接在一起，這樣就能避免流道板的變形。整環(huán)流道板帶有的前擋板和支板非葉型部分用軸向螺釘軸向固定。如圖4所示，在機(jī)匣外環(huán)(1)、整流葉柵葉片上緣板(2)和整流葉柵葉片(3)上開螺紋孔，通過徑向螺釘(9)徑向固定，流道板(4)和整流葉柵非葉型部分(5)通過螺栓連接，整流葉柵葉片下緣板(6)和承力機(jī)匣內(nèi)環(huán)(7)通過特殊的徑向螺栓(8)固定，通過這樣的徑向螺栓做軸向和周向固定。如圖5所示，一體化結(jié)構(gòu)由機(jī)匣承力機(jī)匣組件(承力機(jī)匣外環(huán)(1)、承力機(jī)匣內(nèi)環(huán)(4)、支板葉片葉型部分(2)和支板葉片非葉型部分(3))和整流葉柵組件(整流葉柵葉片上緣板(5)、整流葉柵葉片葉型部分(6)、流道板(7)、整流葉柵非葉型部分(8)和整流葉柵葉片下緣板(9))組成。其中支板葉片葉型部分和支板葉片非葉型部分焊接到一起，然后和承力機(jī)匣內(nèi)外環(huán)再焊接到一起組成承力機(jī)匣結(jié)構(gòu)組件。將整流葉柵組件組裝到承力機(jī)匣組件上即為后承力機(jī)匣和整流葉柵一體化結(jié)構(gòu)。在后承力機(jī)匣的強(qiáng)度計(jì)算中，主要計(jì)算后承力機(jī)匣在渦輪后高溫燃?xì)鉄嶝?fù)荷下的強(qiáng)度和變形。原始的后承力機(jī)匣強(qiáng)度計(jì)算顯示，由于承力支板處的溫度明顯高于內(nèi)外環(huán)，熱膨脹量不同導(dǎo)致熱變形不協(xié)調(diào)是主要的應(yīng)力產(chǎn)生原因。在本結(jié)構(gòu)中，對(duì)整流葉柵采用懸臂的設(shè)計(jì)，可最大限度地減小由于葉柵材料的熱膨脹系數(shù)不同于同溫度下后承力機(jī)匣材料的熱膨脹系數(shù)而導(dǎo)致進(jìn)一步的熱變形不協(xié)調(diào)問題，故而不會(huì)引起應(yīng)力進(jìn)一步增大。強(qiáng)度計(jì)算顯示，采用這種一體化連接定位方式，一體化結(jié)構(gòu)的最大徑向應(yīng)力相對(duì)于后承力機(jī)匣反而有所減小。而在后承力機(jī)匣的支承剛度計(jì)算中，采用本發(fā)明的一體化結(jié)構(gòu)，由于只在承力機(jī)匣外環(huán)和葉片上緣板處采用徑向固連，而在承力機(jī)匣內(nèi)環(huán)和葉片下緣板處只限制軸向和周向位移，所以在加入整流葉柵后，整體結(jié)構(gòu)的支承徑向剛度基本不變。所述結(jié)構(gòu)具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)將流道板做成整環(huán)形式，減少零件數(shù)量；(2)整流葉柵葉片葉型部分和非葉型部分焊接到一起而不是和流道板焊接到一起，避免流道板的變形；(3)流道板固定在支板葉片非葉型部分上，固定方式簡(jiǎn)單可靠；(3)添加整流葉柵結(jié)構(gòu)不需要大幅修改原始后承力機(jī)匣結(jié)構(gòu)；(4)降低了渦輪部件的重量，縮短了渦輪轉(zhuǎn)子的軸向長(zhǎng)度，提高了推重比，改善了整臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。