一种涡轮机匣之间的连接结构及方法与流程

1.本技术属于航空发动机及燃气轮机设计领域，特别涉及一种涡轮机匣之间的连接结构及方法。


背景技术：

2.在现有航空发动机和燃气轮机中，涡轮机匣的结构一般由涡轮内层机匣和涡轮外层机匣组成，它们之间一般通过径向止口定位，然后再通过螺栓螺母连接。其中，涡轮内层机匣的作用是形成发动机燃气流通通道，所以其内部有流动的高温燃气。由于涡轮内层机匣内部有流动的高温燃气，环境温度较高，所以其径向热膨胀量较大；而涡轮外层机匣不与高温燃气直接接触，环境温度较低，所以其径向热膨胀量较小。由于两个零件膨胀量不匹配，同时又受到径向止口的约束，会导致涡轮内层机匣上的竖直安装边部位产生很大的内应力，长期工作零件容易产生变形或出现裂纹等问题。
3.因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。


技术实现要素：

4.本技术的目的是提供了一种涡轮机匣之间的连接结构及方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
5.本技术的技术方案是：
6.本技术的第一个方面提供了一种涡轮机匣之间的连接结构，包括：
7.涡轮内层机匣，所述涡轮内层机匣的外壁沿周向设置有多个凸台，所述凸台中开设有光孔；
8.涡轮外层机匣，所述涡轮外层机匣套设在所述涡轮内层机匣的外侧，所述涡轮外层机匣设置有安装边；
9.机匣支撑环，横截面呈l形，所述机匣支撑环包括一体成型的第一支撑环以及第二支撑环，所述第一支撑环上开设有与所述凸台适配的径向螺栓孔，所述第二支撑环通过周向布置的多个螺栓组件与所述涡轮外层机匣的安装边连接；
10.螺栓定位销，所述螺栓定位销包括螺纹段以及光杆段，所述螺栓定位销穿过所述第一支撑环上的螺栓孔后与所述凸台配合，其中，所述螺纹段与所述第一支撑管的螺栓孔螺接，所述光杆段容纳在所述凸台的光孔中。
11.在本技术的至少一个实施例中，所述第二支撑环与所述涡轮外层机匣的安装边沿径向止口定位。
12.在本技术的至少一个实施例中，所述凸台以及所述第一支撑环上的螺栓孔均沿周向均匀布置。
13.在本技术的至少一个实施例中，所述涡轮内层机匣的外壁沿轴向设置有多排凸台，每排所述凸台包括沿周向布置的多个，所述第一支撑环上的螺栓孔沿轴向开设多排，每排所述螺栓孔包括沿周向布置的多个。
14.在本技术的至少一个实施例中，所述涡轮内层机匣的外壁沿轴向设置有两排凸台，每排所述凸台包括沿周向布置的多个，所述第一支撑环上的螺栓孔沿轴向开设两排，每排所述螺栓孔包括沿周向布置的多个。
15.在本技术的至少一个实施例中，所述凸台的端面与所述第一支撑环之间具有预定间隙，所述螺栓定位销的光杆段的端部与所述凸台的光孔底端之间具有预定间隙。
16.本技术的第二个方面提供了一种涡轮机匣之间的连接方法，基于如上所述的涡轮机匣之间的连接结构，包括：
17.步骤一、确定好涡轮内层机匣以及机匣支撑环的轴向和周向的相对位置；
18.步骤二、将螺栓定位销拧入机匣支撑环的螺栓孔中，同时螺栓定位销的光杆段插入到涡轮内层机匣的凸台的光孔中，使得涡轮内层机匣与机匣支撑环通过螺栓定位销连接成一个整体组件；
19.步骤三、通过螺栓组件将机匣支撑环与涡轮外层机匣连接。
20.发明至少存在以下有益技术效果：
21.本技术的涡轮机匣之间的连接结构，涡轮内层机匣可以沿着螺栓定位销径向自由膨胀，解决了传统方案中由于零件热膨胀量不匹配且受到径向止口约束而产生较大内应力的问题，从而提高零件使用寿命，结构简单，联接可靠，成本较低，具有较大工程应用价值。
附图说明
22.图1是本技术一个实施方式的涡轮机匣之间的连接结构示意图；
23.图2是图1的a-a视图；
24.图3是本技术一个实施方式的螺栓定位销示意图；
25.图4是本技术另一个实施方式的涡轮机匣之间的连接结构示意图。
26.其中：
27.1-涡轮内层机匣；11-凸台；2-涡轮外层机匣；3-机匣支撑环；4-螺栓定位销；41-螺纹段；42-光杆段。
具体实施方式
28.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。下面结合附图对本技术的实施例进行详细说明。
29.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术保护范围的限制。
30.下面结合附图1至图3对本技术做进一步详细说明。
31.本技术的一个方面提供了涡轮机匣之间的连接结构，包括：涡轮内层机匣1、涡轮外层机匣2、机匣支撑环3以及螺栓定位销4。
32.具体的，涡轮内层机匣1、涡轮外层机匣2以及机匣支撑环3均为整环结构。涡轮内层机匣1的外壁沿周向设置有多个凸台11，可以均布也可以非均布，凸台11中开设有光孔，方便装配时螺栓定位销4的光杆段42可以自由插入。涡轮外层机匣2套设在涡轮内层机匣1的外侧，涡轮外层机匣2设置有安装边；机匣支撑环3横截面呈l形，包括一体成型的第一支撑环以及第二支撑环，第一支撑环上开设有与凸台11数量和位置均相互适配的径向螺栓孔，第二支撑环通过周向布置的多个螺栓组件与涡轮外层机匣2的安装边连接；螺栓定位销4包括螺纹段41以及光杆段42，螺栓定位销4穿过第一支撑环上的螺栓孔后与凸台11配合，其中，螺纹段41与第一支撑管的螺栓孔螺接，光杆段42容纳在凸台11的光孔中。
33.有利的是，在本技术的一个实施例中，第二支撑环与涡轮外层机匣2的安装边沿径向止口定位。
34.在本技术的优选实施方案中，凸台11以及第一支撑环上的螺栓孔均沿周向均匀布置。
35.在本技术的优选实施方案中，涡轮内层机匣1的外壁沿轴向可以设置有多排凸台11，每排凸台11包括沿周向布置的多个，第一支撑环上的螺栓孔与凸台11相适配，同样沿轴向开设多排，每排螺栓孔包括沿周向布置的多个。本实施例中，如图4所示，涡轮内层机匣1的外壁沿轴向设置有两排凸台11，每排凸台11包括沿周向布置的多个，第一支撑环上的螺栓孔沿轴向开设两排，每排螺栓孔包括沿周向布置的多个。
36.在本技术的优选实施方案中，涡轮内层机匣1的凸台11的端面与机匣支撑环3的第一支撑环之间设计有一定的径向间隙，且螺栓定位销4的光杆段42的端部与涡轮内层机匣1的凸台11的光孔底端也设计有一定的径向间隙。这样涡轮内层机匣1受热时，可以沿着螺栓定位销4的光杆段42方向自由膨胀，解决了传统方案中由于零件热膨胀量不匹配且受到径向止口约束而使产生较大内应力的问题。
37.基于上述的涡轮机匣之间的连接结构，本技术的第二个方面提供了一种涡轮机匣之间的连接方法，包括：
38.步骤一、确定好涡轮内层机匣1以及机匣支撑环3的轴向和周向的相对位置；
39.步骤二、将螺栓定位销4拧入机匣支撑环3的螺栓孔中，同时螺栓定位销4的光杆段42插入到涡轮内层机匣1的凸台11的光孔中，使得涡轮内层机匣1与机匣支撑环3通过螺栓定位销4连接成一个整体组件；
40.步骤三、通过螺栓组件将机匣支撑环3与涡轮外层机匣2连接。
41.本技术的涡轮机匣之间的连接结构及方法，涡轮内层机匣可以沿着螺栓定位销径向自由膨胀，解决了传统方案中由于零件热膨胀量不匹配且受到径向止口约束而产生较大内应力的问题，从而提高零件使用寿命，结构简单，联接可靠，成本较低，具有较大工程应用价值。
42.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。