[发明专利]一种燃气轮机周向拉杆的锥形轮盘组合转子结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于燃气轮机的转子结构，尤其涉及一种燃气轮机的周向拉杆的锥形轮盘组合转子结构。

背景技术

燃气轮机作为典型的军民两用高科技大型动力装备，具有刚度大、强度高、重量轻、启动快、能效高、功率密度大等特点，被广泛应用于航空、船舶、能源等领域。

目前，燃气轮机结构复杂，而组合转子是燃气轮机整机设计的核心，直接影响到整个燃气轮机的性能和寿命。组合转子的结构主要由拉杆、轮盘、叶片组成。周向式组合拉杆转子是通过分布在轮盘同一半径上的多根外围拉杆将轮盘拉紧连接而成。由于燃汽轮机长期在高温恶劣的环境下工作，尤其是透平端的组合转子更是承受着高温及高速旋转产生的巨大内应力，组合转子间的预紧力逐渐缺失以致拉杆松弛，引起轮盘刚性减低，导致燃气轮机发生故障。

因此，如何解决组合转子拉杆由于裂纹、疲劳、蠕变等损伤导致的组合转子性能退化是一个亟待解决的技术难题。

发明内容

为了解决组合转子拉杆松弛导致的燃气轮机故障，本发明提供一种燃气轮机的周向拉杆的锥形轮盘组合转子结构。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：对燃气轮机轮盘采用周向式拉杆锥形轮盘结构，通过施加力将锥形轮盘的楔形结构对准压紧在一起，保证过盈配合，防止松弛，实现轮盘的对中、定心等要求。在锥形轮盘的同一半径上均布数个直径相同的拉杆，防止轮盘的偏心等问题。

本发明的有益效果是，将组合转子上的应力集中点由拉杆转移到锥形轮盘上的同时，减少由于拉杆松弛导致的轮盘刚性降低的可能，并且在运转过程中轮盘更加压紧，刚度得到小幅度的提升。由于采用锥形轮盘结构，即不需要在轮盘上加工出端面齿结构，降低了制造难度与费用。

与现有的平面轮盘相比，平面轮盘主要通过拉杆预紧力使得轮盘紧密连接，轮盘的刚度主要依赖于拉杆。锥形轮盘则通过锥形结构使得轮盘在安装的时候就紧密结合，并且在高速运转的情况下，轮盘结合会变得更加紧密。将拉杆的承受的大的应力平分到轮盘的锥形面上，减少发生因拉杆裂纹、预紧力降低等故障所导致的燃气轮机故障。通过锥形轮盘结构防止组合转子间的预紧力逐渐缺失以致拉杆松弛，保证轮盘刚度，提高燃气轮机组合转子的寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明燃气轮机周向拉杆的锥形轮盘组合转子结构示意图。

图2是本发明燃气轮机锥形轮盘的局部连接示意图。

图3是本发明的燃气轮机的其中一个锥形轮盘结构示意图。

图中标记1、压气端转子，2、周向拉杆，3、燃烧室，4、周向拉杆，5、扭矩套筒，6、透平端转子，7、周向拉杆。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。本发明周向拉杆的锥形轮盘结构用于燃气轮机，因此具体实施例以一种燃气轮机来进行说明：周向拉杆的锥形轮盘结构主要由锥形轮盘，拉杆等零部件组成。

如图1所示燃气轮机各级轮盘均采用锥形轮盘，通过锥形轮盘的锥形结构以及拉杆预紧力将轮盘紧密结合在一起，使得燃气轮机各级轮盘连接成整体，保证结构的强度以及完整。压气端转子1通过锥形结构与传扭销连接，实现结构的对中与定心。周向拉杆2穿过压气端转子1与燃烧室3同一半径上的数个直径相同的孔，施加相同大小的预紧力将压气端转子1与燃烧室3连接在一起。通过周向拉杆4均布在燃烧室3的数个同一半径上将燃烧室3与扭矩套筒5施加预紧力紧密连接在一起。透平端转子6均为锥形轮盘，扭矩套筒5与透平端转子6的最前级轮盘以及透平端转子6之间都通过锥形结构连接，实现结构的对中与定心。通过周向拉杆7穿过扭矩套筒5与透平端转子6的数个同一半径上直径相同的孔施加预紧力将其紧密连接成整体。

从燃气轮机燃烧室3通过将压缩空气与喷入的燃料混合燃烧生成的高温高压气体，在透平端转子6中膨胀做功，推动透平端转子6转动，带动整个燃气轮机的转子一起高速旋转，将化学能转化为机械能。

所述的燃气轮机组合转子的拉杆数不少于6个。

此外，需要说明的是，本发明专利所描述的是是较佳实施例，但并不局限于此实施例。其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的内容仅仅是对本发明专利所作的举例说明。凡依据本发明专利专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化，均包括于本发明专利专利的保护范围之内。本领域的相关技术人员，极易根据上述实例，领会本发明专利的精神，并做出不同的引申各变化，但是只要不脱离本发明专利的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，都在本发明专利的保护范围内。