空气导管及引气组件的制作方法

1.本发明涉及燃气涡轮发动机用的空气导管以及带有该空气导管的引气组件。


背景技术：

2.燃气涡轮发动机的高压转子空气导管的主要功能有两个，一是从压气机转子引流气体至高涡转子进行冷却；二是从压气机转子引流气体至中轴承腔进行封严。
3.如图1所示，高压转子空气导管100常通过螺纹连接的方式与高涡转子后轴2连接。高压转子空气导管100与高涡转子后轴2拧紧后再使用特殊工装将防转卡环从空气导管100内部插入到空气导管后端齿形结构与高涡后轴前端齿形结构之间，以保证空气导管100与高涡转子后轴2处于自锁状态。
4.防转卡环是在空气导管与高涡转子后轴拧紧后再从导管内部插入，给安装、拆卸和维护带来不便。此外，在发动机高速运转后，高压转子空气导管100与高涡转子后轴2之间的螺纹结构容易被破坏及产生高温粘连，给空气导管的拆卸和复装带来影响。
5.而且，两次拧紧空气导管100相对于高涡转子后轴2的相位会有变化。也即，初次将空气导管100拧紧至高涡转子后轴2上，若因为修理原因需要拆卸空气导管100并将将空气导管100再次拧至高涡转子后轴2上时，拧紧时螺纹旋转的相位相比第一次安装将出现差异。而一般高压转子动平衡不会带有空气导管，因此，空气导管带来的不平衡量难以消除，给发动机振动性能带来影响，无法保证发动机振动性能和运行安全。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种空气导管，其能方便安全地安装在高涡转子后轴上，实现空气导管与高涡转子后轴的快速自锁。
7.为实现上述目的的空气导管包括用于从压气机转子引流气体的导管本体和具有用于连接高涡转子后轴的连接端，还包括轴套和卡簧。轴套套在连接端的外侧，具有用于靠近高涡转子后轴的轴套第一端环绕与该轴套第一端相对的轴套第二端，还具有在该轴套第一端内形成的定位销引导槽以及定位孔；卡簧在轴套第二端连接轴套和连接端，用于阻止轴套向高涡转子后轴移动。导管本体的连接端具有键连接部，用于与键连接配合部连接；定位销引导槽呈螺旋状，定位孔从定位销引导槽的槽底向外延伸。
8.在一个或多个实施例中，空气导管还包括定心组件。定心组件包括在所述连接端的周向分布的多个定心孔；在各所述定心孔内设置的弹性组件，所述弹性组件从所述定心孔中向外突出，接触所述轴套的内壁面而处于被压迫状态。
9.在一个或多个实施例中，弹性组件包括弹簧和由该弹簧向外抵顶的球状体。
10.在一个或多个实施例中，所述轴套第二端的外周面设置有旋转防滑面。
11.在一个或多个实施例中，所述轴套第二端的内周面提供内轴肩，所述导管本体的外周面提供外轴肩，所述卡簧卡在所述内轴肩和所述外轴肩之间。
12.本发明的另一目的在于提供一种引气组件，其便于组装。引气组件包括空气导管
和高涡转子后轴，空气导管为上述空气导管，高涡转子后轴具有在外周方向凸出的定位销，还具有键连接配合部。导管本体通过所述键连接部与所述键连接配合部键连接实现相对所述高涡转子后轴的相位固定；所述轴套第一端套在所述高涡转子后轴的外周，所述定位销引导槽提供引导所述定位销到达所述定位孔的引导路径。
13.上述空气导管增设了轴套并提供自锁结构，通过设置呈螺旋状的定位销引导槽和在定位销引导槽上的定位孔，可有效引导高涡转子后轴上的定位销固定至空气导管的轴套上，同时轴套上的键连接部与高涡转子后轴上的键连接配合部配合，实现高涡转子后轴和空气导管的定位、压紧与自锁，一次安装到位且多次安装相位均可保持一致，去除了空气导管带来的不平衡量，保证发动机振动性能和运行安全；且避免出现螺纹结构，对空气导管的拆卸和复装带来影响，优化了空气导管的安装。
附图说明
14.本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
15.图1是空气导管与高涡转子后轴的传统连接方式的示意图。
16.图2是带有轴套的空气导管与高涡转子后轴的连接剖面图。
17.图3是轴套的一个实施例的示意图。
18.图4是轴套的一个实施例的侧视图。
19.图5是轴套的一个实施例安装至空气导管时的剖面图。
20.图6是高涡转子后轴的一个实施例的示意图。
21.图7是空气导管与高涡转子后轴处于一安装状态的剖面图。
22.图8是空气导管与高涡转子后轴处于另一安装状态的剖面图。
23.图9是空气导管与高涡转子后轴安装完毕状态时的剖面图。
24.附图标记说明
25.1 导管本体
26.2 高涡转子后轴
27.10 连接端
28.11 轴套
29.13 键连接部
30.14 卡簧
31.16 旋转防滑面
32.17 定位销引导槽
33.18 定位孔
34.19 弹性组件
35.23 凸台
36.24 定位销
37.26 键连接配合部
38.47 内轴肩
39.49 外轴肩
40.51 定心孔
41.100 空气导管
42.115 轴套第一端
43.116 轴套第二端
44.191 弹簧
45.192 球状体
具体实施方式
46.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
47.为实现空气导管100与高涡转子后轴2的快速连接，一种空气导管的结构参照图2至图5所示。该空气导管包括导管本体1、轴套11和卡簧14。导管本体1用于从压气机转子引流气体，导管本体1具有用于连接高涡转子后轴2的连接端10。
48.参照图2所示，轴套11套在连接端10的外侧，具有用于靠近高涡转子后轴2的轴套第一端115以及与该轴套第一端115相对的轴套第二端116，也即轴套第一端115和轴套第二端116分布在轴套11的两端。轴套11还具有在该轴套第一端115内形成的定位销引导槽17以及定位孔18。
49.定位销引导槽17以及定位孔18的具体位置可参照图3和图4所示。轴套11靠近高涡转子后轴2的轴套第一端115的内壁设置定位销引导槽17，定位孔18位于定位销引导槽17上，并贯穿轴套11的壁面。定位销引导槽17呈螺旋状，定位孔18从定位销引导槽17的槽底向外延伸。轴套11的内壁面优选设置有多个定位销引导槽17，相应的设置有多个定位孔18。
50.卡簧14设置在轴套第二端116处，用以连接轴套11和连接端10，卡簧14的作用在于阻止轴套11向高涡转子后轴2移动。卡簧14的一个实施例参照图5所示，轴套第二端116的内周面提供内轴肩47，导管本体1的外周面提供外轴肩49，卡簧14卡在内轴肩47和外轴肩49之间。导管本体1插入轴套11后，通过卡簧14将轴套11和导管本体1固定并使其成为一体。
51.卡簧14优选为标准件，可由工作人员根据实际安装情况选择合适尺寸的卡簧，保证轴套11和导管本体1的连接。
52.回到图4所示，导管本体1的连接端10还具有键连接部13，键连接部13用于与高涡转子后轴2上的键连接配合部26连接。键连接部13的一个实施例为设置在导管本体1的端部，对中空气导管100和高涡转子后轴2时，导管本体1的端部的键连接部13首先与高涡转子后轴2上的键连接配合部26配合，以便定位空气导管100和高涡转子后轴2的初步安装位置，随后实现对轴套11的后续安装。
53.在将导管本体1安装至高涡转子后轴2的过程中，优选的，轴套11的轴套第二端116的外周面还设置有旋转防滑面16。参照图3和图5所示，在旋转轴套时操作人员手持在旋转防滑面16上，在旋转轴套11以对接高涡转子后轴2时可有效增大摩擦力，起到防滑作用，提
高安装过程的安全性。
54.进一步的，为了将轴套11有效固定在空气导管100上，并保证轴套11与空气导管100的定心度，空气导管100还包括定心组件。参照图5所示，定心组件包括在连接端10的周向分布的多个定心孔51和在各定心孔51内设置的弹性组件19，弹性组件19从定心孔51中向外突出，接触轴套11的内壁面而处于被压迫状态，从而实现轴套11与导管本体1的定中配合。
55.在上述实施例的基础之上，弹性组件19的一个实施例为包括弹簧191和由该弹簧191向外抵顶的球状体192。通过弹性组件19向轴套11的内壁面施加弹性力，可以保证轴套11与空气导管100之间紧密配合的同时又具有一定的灵活度。球状体192具有较好的技术效果，也可以减少对轴套11的内壁面的摩擦，提高轴套11的耐用度。
56.弹性组件19优选采用标准件，具有良好的可替换性，不会增加换件困难。在进行轴套11与导管本体1的安装时，可根据实际安装情况选取带有合适弹力的弹性组件19，实现轴套11与导管本体1的有效安装。
57.图6示出与上述空气导管100相配合的高涡转子后轴2。高涡转子后轴2具有轴向外凸的凸台23，还具有在外周方向凸出的定位销24和键连接配合部26。凸台23表面带有与螺旋定位销引导槽17向配合的螺纹，定位销24位于凸台23表面，与定位孔18相适配。将凸台23慢慢旋入轴套11内后，多个定位销24均卡入与其位置相应的定位孔18内。
58.由此，导管本体1通过键连接部13与键连接配合部26键连接，以实现相对高涡转子后轴2的相位固定。轴套第一端115套在高涡转子后轴2的外周，定位销引导槽17提供引导定位销24到达定位孔18的引导路径。
59.通过高涡转子后轴2上的键连接配合部26和定位销24分别与导管本体1上的键连接部13和定位孔18相配合，实现高涡转子后轴2与空气导管100之间的自锁。
60.空气导管100和高涡转子后轴2利用上述自锁插头原理，一步实现定位自锁，且不再使用螺纹结构，避免了螺纹高温粘连现象，安装、拆卸、维护较为便捷，同时保证了安装相位，去除了其带来不平衡量，减小振动，提升发动机性能。
61.结合上述介绍，还可以理解到一种引气组件，引气组件包括上述空气导管100和高涡转子后轴2。空气导管100包括导管本体1、轴套11和卡簧14。导管本体1的连接端10具有键连接部13，轴套第一端115内形成的定位销引导槽17以及定位孔18，高涡转子后轴2具有在外周方向凸出的定位销24和键连接配合部26。导管本体1通过键连接部1与键连接配合部26键连接，实现空气导管100相对高涡转子后轴2的相位固定。轴套第一端115套在高涡转子后轴2的外周，定位销引导槽17提供引导定位销24到达定位孔18的引导路径，优化了空气导管与高涡转子后轴的安装。
62.下面结合图7至图9对空气导管100和高涡转子后轴2的安装方法进行介绍。如图7所示，将轴套11安装至空气导管100上的导管本体1后，导管本体1对准高涡转子后轴2的轴线，连接端10的键连接部13对准高涡转子上的键连接配合部26。
63.随后如图8所示，旋转轴套11，使得轴套11上的键连接部13首先与高涡后轴2上的键连接配合部26对齐，保证两者安装位置的初步对准。继续旋转轴套11，定位销24和定位销引导槽17配合滑动，轴套11旋转至位定位销24到达定位孔18的位置时，在卡簧14的压紧力下，定位销24滑入定位销引导槽17上的定位孔18，形成自锁，完成如图9所示的空气导管100
和高涡转子后轴2的对接安装。
64.拆卸时，先压紧轴套11，使得定位销24从定位销引导槽17内的定位孔18滑出，从而与定位孔18脱开，然后回旋轴套11即可实现高涡转子后轴2与空气导管100之间的拆解。
65.通过上述定位、压紧、自锁的安装方式，可实现空气导管和高涡转子后轴的一次安装到位，无需加装防转卡环即可实现空气导管和高涡转子后轴的稳定安装。此外，上述安装方式可保证多次安装时安装相位始终一致，高压转子平衡可带着空气导管进行，去除了空气导管带来的不平衡量，保证发动机振动性能和运行安全。
66.本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。例如，考虑到高涡一级盘位置，轴套不限于安装在空气导管的连接端，也可以加载高涡转子后轴上，而空气导管的连接端采取与上述高涡转子后轴相同的连接结构，实现空气导管和高涡转子后轴之间结构的对调，仍可实现空气导管与高涡转子后轴之间的有效自锁。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。