[发明专利]一种发动机涡轮与压气机转子连接传扭装置

说明书

本发明涉及一种发动机涡轮与压气机转子连接传扭装置，包括压气机转子、涡轮转子、连接螺钉，所述的压气机转子设置有内花键，涡轮转子设置有外花键并与压气机转子的内花键配合，连接螺钉一端设置有螺纹并安装在压气机转子内腔中，另一端设置有台阶并卡在涡轮转子内腔的台阶上，所述的连接螺钉的台阶位置还设置有外花键，并与涡轮转子内腔上设置的内花键配合；所述的连接螺钉上的外花键部分为空心结构，并轴向开有通槽，所述的槽为均布的6个。本发明可以顺利实现安装和拆卸，具有结构简单、连接稳定、成本低、工作可靠、安装方便等特点。

技术领域

本发明为一种连接装置，尤其是一种发动机涡轮与压气机转子连接传扭装置，可以实现将燃气涡轮发动机的涡轮转子与压气机转子连接起来并传递轴向力和扭矩。

背景技术

燃气涡轮发动机中，压气机转子工作过程中会产生向前的轴向力，一般高达数万牛顿甚至数十万牛顿，而涡轮转子会产生向后的轴向力，同样会高达数万牛顿甚至数十万牛顿，这两种轴向力若完全由发动机球轴承承担，很可能会造成球轴承破坏，转子失效，因此，需要一种装置，将涡轮转子与压气机连接起来，将两个相反方向的作用力抵消掉大部分，从而保护球轴承安全，这种装置同时还要起到将涡轮扭矩传递给压气机的作用。目前连接传扭装置种类较多，主要分为以下3种：第1种为销钉或键传递扭矩，螺纹连接，该装置结构简单，但传扭力矩较小；第2种采用端齿传扭并进行自定心，中心拉杆连接，该结构传递的扭矩大，定心准确，但零件加工精度极高，材料要求高，加工成本高，装配需要专用拉力机，装配复杂成本也高。第3种为花键传扭并利用齿侧定心，螺纹连接，该结构可传递较大扭矩，成本相对较低，但需要设计轴向连接结构，装置包含的零部件多且结构复杂，装配分解复杂，可操作性不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机涡轮与压气机转子连接传扭装置，可以实现压气机转子和涡轮转子的连接以及较大的扭矩传递，并具有传递的扭矩大、零部件加工精度要求不高且结构简单、加工成本低的优点，同时具有连接稳定，结构紧凑，装配及拆卸简单、使用方便等。

本发明的具体技术方案是：发动机涡轮与压气机转子连接传扭装置包括压气机转子、涡轮转子、连接螺钉，所述的压气机转子设置有内花键，涡轮转子设置有外花键并与压气机转子的内花键配合，连接螺钉一端设置有螺纹并安装在压气机转子内腔中，另一端设置有台阶并卡在涡轮转子内腔的台阶上，所述的连接螺钉的台阶位置还设置有外花键，并与涡轮转子内腔上设置的内花键配合；所述的连接螺钉上的外花键部分为空心结构，并轴向开有通槽，所述的槽为均布的6个。

本发明装配时，先将连接螺钉从涡轮转子内腔装入，再将涡轮转子插入压气机转子中，并使压气机转子和涡轮转子的花键相配合，起到传扭的作用，此时使用工装将连接螺钉 的外花键径向压缩，由于该外花键径向设计了槽，其径向可以收缩，直径缩小，并与涡轮转子上的内花键脱开，然后转动连接螺钉，从而使连接螺钉上的螺纹拧入压气机转子内腔中，然后释放连接螺钉外花键的径向力，连接螺钉恢复到原来的位置，使连接螺钉与涡轮转子内花键配合，完成安装。拆卸时，先用工装将将连接螺钉的外花键径向压缩，与涡轮转子内花键脱离，然后旋转连接螺钉，将连接螺钉从压气机转子中拆下，最后就可以将涡轮转子和压气机转子分开。

本发明在工作时，涡轮转子受到向后的轴向拉力，使连接螺钉和涡轮转子在台阶处贴合并压紧，连接螺钉将涡轮转子传递过来的轴向力通过螺纹传递给压气机转子，并防止压气机转子和涡轮转子脱开。为防止螺纹在工作时转动脱开，连接螺钉通过花键与涡轮转子连接，以保证其与转子系统的同步转动，从而达到了两转子间既传递了扭矩，又保证了相对位置不变，起到了连接传扭的作用，而且通过这种方式，压气机转子向前的轴向力与涡轮转子向后的轴向力大部分相互抵消，从而减轻了压气机球轴承工作时的轴向负荷。本发明采用了花键连接，并通过螺纹和台阶定位，具有传递扭矩大，定位可靠的优点，同时，本发明仅设计一个连接螺钉，并设置有轴向槽，并且通过压缩轴向槽的位置，可以顺利实现安装和拆卸，具有结构简单、连接稳定、成本低、工作可靠、安装方便等特点。

附图说明