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CN112483464A - 一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置 - Google Patents

一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置 Download PDF

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CN112483464A CN202011162363.7A CN202011162363A CN112483464A CN 112483464 A CN112483464 A CN 112483464A CN 202011162363 A CN202011162363 A CN 202011162363A CN 112483464 A CN112483464 A CN 112483464A
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刘冰冰
初曙光
孙勇
万新超
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Abstract

本发明提供一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置，包括：锁紧螺钉、锁紧块、闭锁叶片左半、闭锁叶片右半和锥形冲头等。锁紧螺钉通过螺纹与锁紧块连接。常规叶片、闭锁叶片左半或者右半、锁紧螺钉和锁紧块依次顺序通过轮盘边缘处开口槽滑入安装至周向槽型轮盘中，然后沿圆周方向整圈旋转至指定安装位置。使用六角扳手旋入锁紧螺钉，呈顶紧状态，提起锁紧块，使锁紧块嵌入轮盘半圆形豁口槽内。采用锥形冲头沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉，最终锁紧叶片。本发明可以广泛应用于压气机、涡轮、汽轮机和轴流风机等装置中。

Description

一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置
技术领域
本发明涉及一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置，属于机械加工制造行业，可以广泛应用于压气机、涡轮、汽轮机和轴流风机等装置中。
背景技术
对于航空发动机或者舰船燃气轮机压气机转子来说，往往级数较多，并且同一级轮盘上安装的叶片数也较多，整体结构都较为复杂，装配过程也十分繁琐。为缩短装配周期和降低维修成本，在压气机转子中，广泛采用周向榫头配合。由于装配需要，叶片的周向榫头和轮盘的周向榫槽在装配时存在径向间隙，以便于叶片从轮盘开口槽滑入周向榫槽中。为防止叶片在工作过程中发生周向移动，需要将叶片锁紧在轮槽中，使叶片与轮盘周向不发生相对运动。由此，叶片的周向定位设计及定位可靠性问题将值得特别关注。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有航空发动机或者舰船燃气轮机压气机转子叶片级数多、相邻两级轮盘之间操作空间狭窄，装配过程繁琐和装配周期长等问题，本发明提供了一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置。
本发明的目的是这样实现的：包括常规叶片、轮盘，还包括用于锁紧闭锁叶片左半、闭锁叶片右半的锁紧螺钉、锁紧块和锥形冲头，锁紧螺钉通过螺纹与锁紧块连接，锁紧螺钉的内六角孔上端设置有圆形孔口，所述锁紧块的顶部设置有一字型槽，用于卡住经冲压变形后呈椭圆形貌的锁紧螺钉的圆形孔口。
本发明还包括这样一些结构特征：
1.所述锥形冲头的锥角呈25°，侧棱边采用圆角转接。
2.闭锁叶片左半和右半的缘板设置有用于安装锁紧螺钉和锁紧块的半圆形缺口。
3.常规叶片、闭锁叶片左半或者右半、锁紧螺钉和锁紧块依次顺序通过轮盘边缘处开口槽滑入安装至周向槽型轮盘中，然后沿圆周方向整圈旋转至指定安装位置；使用六角扳手旋入锁紧螺钉，呈顶紧状态，提起锁紧块，使锁紧块嵌入轮盘半圆形豁口槽内；采用锥形冲头沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉，最终锁紧叶片。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：相比传统的燕尾槽和燕尾型等叶片安装和锁紧方式，本发明一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置对周向槽型叶片进行安装和固定，并设计了相应的简单工具，有效提高了叶片锁紧合格率，减少了零件使用数量，使得叶片装、拆十分方便，不需要特殊工具工装，人工操作即可，大大降低了加工和安装成本。同时锁紧块可重复利用，显著提高了零件的利用率，简化了叶片安装步骤，从而降低了质量成本。
附图说明
图1是本发明的新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置及安装示意图；
图2是本发明的锁紧工装示意图；
图3是本发明的最终锁紧状态示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
结合图
本发明具体涉及到一种燃气轮机周向槽型叶片安装及锁紧，包括：锁紧螺钉1、锁紧块2、闭锁叶片左半3、闭锁叶片右半4和锥形冲头5等。锁紧螺钉通过螺纹与锁紧块连接。常规叶片、闭锁叶片左半或者右半、锁紧螺钉和锁紧块依次顺序通过轮盘边缘处开口槽滑入安装至周向槽型轮盘中，然后沿圆周方向整圈旋转至指定安装位置。使用六角扳手旋入锁紧螺钉，呈顶紧状态，提起锁紧块，使锁紧块嵌入轮盘半圆形豁口槽内。采用锥形冲头沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉，最终锁紧叶片。
所述的叶片锁紧螺钉1，不同于专利CN 106014490 B，其特征在于顶部内六角孔上端还设置有圆形孔口，用以冲压变形，以便卡入锁紧块2一字型槽内；
所述的锁紧块2，不同于专利CN 10372688 A和CN 106014490 B，其特征在于顶部开有一字型槽，用于卡住经冲压变形后呈椭圆形貌的锁紧螺钉1孔口，便于装配的同时也可以有效减少零件使用数量。
所述的锥形冲头5，锥形冲头锥角呈25°，小端长度为3mm，侧棱边采用半径为2mm的圆角转接，可防止锁紧螺钉1孔口出现冲压裂纹。
采用的周向槽型轮盘结构如图1所示。以某级轮盘为例来进行说明，图中展示的是整周四分之一的轮盘模型。该轮盘具有一处开口槽，两处半圆形豁口槽。设置开口槽的目的是方便叶片和锁紧块2装入。采用两处半圆形豁口槽的目的是预防锁紧失效，保证锁紧可靠。
首先将周向槽型叶片依次顺着叶片开口槽装入轮盘中，然后滑入至对应的安装位置。在叶片安装到轮盘之前，轮盘槽与叶片的接触表面可以涂抹抗磨润滑剂(材料牌号：乐泰5104，主要成分为二硫化钼)。当叶片安装至半圆形豁口槽位置处时，沿两侧分别装入闭锁叶片左半3和右半4。闭锁叶片和其余叶片的主要区别是，闭锁叶片缘板带有半圆形缺口，用于安装锁紧螺钉1和锁紧块2。锁紧螺钉1通过螺纹与锁紧块2连接。将开合状态的锁紧螺钉1和锁紧块2顺着叶片开口槽装入轮盘中，并滑入安装至闭锁叶片半圆形缺口位置处。
沿两侧分别装入对应的闭锁叶片左半3和右半4，以及其它剩余的叶片。在安装过程中检查轮盘周向总间隙，保证周向总间隙为0.05～3mm，可以通过修磨除四片闭锁叶片以及中间两片叶片以外的其余叶片中的一片叶片缘板来保证。预留周向间隙的目的是防止叶片装配时过紧，保证叶片工作时无附加应力，防止叶片工作时发生周向移动，保证相邻叶片之间不发生碰磨。
然后将整圈叶片(包含锁紧螺钉1和锁紧块2)沿圆周方向旋转2πN(N为整圈叶片数)角度，避让叶片开口槽位置，同时保证锁紧螺钉1和锁紧块2能顺利进入到对应的半圆形豁口槽位置，如图2所示。使用六角扳手旋入锁紧螺钉1，保证锁紧螺钉1与轮盘周向槽底部贴合，呈顶紧状态。与此同时在旋入锁紧螺钉1过程中，将提起锁紧块2至锁块半圆形豁口槽内，使锁紧块2两侧半圆形凸台楔入轮盘锁紧块半圆形豁口槽。使用自行设计的简单工具锥形冲头5沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉1。操作时锥形冲头5施力方向与锁紧螺钉长度方向一致，保证锁紧螺钉1孔口内侧受力均匀。锥形冲头锥角呈25°，小端长度为3mm，侧棱边采用半径为2mm的圆角转接，可防止出现冲压裂纹。
最后锁紧螺钉1和锁紧块2最终安装状态如图3所示。锁紧螺钉1孔口形貌呈椭圆状态，锁紧螺钉1孔口外侧与锁紧块2一字槽接触。
综上，一种改进的燃气轮机周向槽型压气机动叶片安装及锁紧，具体涉及到一种燃气轮机周向槽型叶片安装及锁紧，包括：锁紧螺钉、锁紧块、闭锁叶片左半、闭锁叶片右半和锥形冲头等。锁紧螺钉通过螺纹与锁紧块连接。常规叶片、闭锁叶片左半或者右半、锁紧螺钉和锁紧块依次顺序通过轮盘边缘处开口槽滑入安装至周向槽型轮盘中，然后沿圆周方向整圈旋转至指定安装位置。使用六角扳手旋入锁紧螺钉，呈顶紧状态，提起锁紧块，使锁紧块嵌入轮盘半圆形豁口槽内。采用锥形冲头沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉，最终锁紧叶片。本发明可以广泛应用于压气机、涡轮、汽轮机和轴流风机等装置中。

Claims (5)

1.一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置,包括常规叶片、轮盘，其特征在于：还包括用于锁紧闭锁叶片左半、闭锁叶片右半的锁紧螺钉、锁紧块和锥形冲头，锁紧螺钉通过螺纹与锁紧块连接，锁紧螺钉的内六角孔上端设置有圆形孔口，所述锁紧块的顶部设置有一字型槽，用于卡住经冲压变形后呈椭圆形貌的锁紧螺钉的圆形孔口。
2.根据权利要求1所述的一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置,其特征在于：所述锥形冲头的锥角呈25°，侧棱边采用圆角转接。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置,其特征在于：闭锁叶片左半和右半的缘板设置有用于安装锁紧螺钉和锁紧块的半圆形缺口。
4.根据权利要求1或2所述的一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置,其特征在于：常规叶片、闭锁叶片左半或者右半、锁紧螺钉和锁紧块依次顺序通过轮盘边缘处开口槽滑入安装至周向槽型轮盘中，然后沿圆周方向整圈旋转至指定安装位置；使用六角扳手旋入锁紧螺钉，呈顶紧状态，提起锁紧块，使锁紧块嵌入轮盘半圆形豁口槽内；采用锥形冲头沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉，最终锁紧叶片。
5.根据权利要求3所述的一种新型周向槽型燃气轮机压气机叶片锁紧装置,其特征在于：常规叶片、闭锁叶片左半或者右半、锁紧螺钉和锁紧块依次顺序通过轮盘边缘处开口槽滑入安装至周向槽型轮盘中，然后沿圆周方向整圈旋转至指定安装位置；使用六角扳手旋入锁紧螺钉，呈顶紧状态，提起锁紧块，使锁紧块嵌入轮盘半圆形豁口槽内；采用锥形冲头沿锁紧块一字槽方向冲压锁紧螺钉，最终锁紧叶片。
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