一种适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构的制作方法

1.本技术属于航空发动机技术领域，特别涉及一种适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构。


背景技术：

2.通常动力涡轮机匣结构设计分为两层：外层为整环式的机匣，内层为分段式的外环。动力涡轮外环与机匣之间设置隔热层，不直接与空气接触，起到阻隔流道通过外环向机匣的热耗散作用，同时保证过渡状态时外环温度反应速度减慢，以控制机匣和转子之间的热响应匹配，这样还可以将机匣的受热件与受力件分开，让温度较低的外层机匣受力。
3.动力涡轮外环作为动力涡轮机匣组件中的重要组成部分，其功能是将动力涡轮机匣与导向叶片的连接。作为封严结构中蜂窝的载体，通常动力涡轮外环与动力涡轮机匣的连接方式采用一边挂钩式连接，另一边采用止口与螺栓连接，结构如图1所示。因此低压涡轮外环及导叶定位结构可靠性对其有重要意义，螺栓连接结构对于其具有较大价值。
4.动力涡轮外环通过螺钉安装在机匣上，由于外环为分段式结构，需对螺栓孔及配合面采取提高加工精度、减小配合间隙的思路保证装配；一方面，由于动力涡轮机匣结构空间布局限制，实现螺栓连接需要在机匣伸臂上加工螺栓/螺纹孔，而螺栓/螺栓孔的加工需要其余伸臂径向避让足够空间，以保证刀具可达，如图2所示；另一方面对于多级动力涡轮机匣，其轴向长度大，螺栓/螺纹孔加工通常需要使用加长刀杆，工艺难度大。且加工过程让刀量大、加工精度低。


技术实现要素：

5.为了解决上述问题，本技术提供了一种适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，包括；
6.动力涡轮机匣以及安装在动力涡轮机匣内壁面上的多个分段式的动力涡轮外环；
7.其中，动力涡轮机匣内壁面上具有多个环状止口以及多个环状安装台；环状安装台由环形具有周向分布的多个容纳螺栓的u型通槽，u型通槽的开口朝向动力涡轮机匣内侧，u型通槽的端面具有用于容纳衬套螺母的u型槽；
8.动力涡轮外环具有卡在环状止口的环槽以及安装边，安装边上具有多个通孔，螺栓穿过通孔与u型通槽与衬套螺母连接，使安装边与环状安装台固定连接。
9.优选的是，u型通槽与u型槽的槽底轮廓线均为半圆型，u型通槽与u型槽的槽壁轮廓线均为半圆型槽底的切线。
10.优选的是，环状安装台在u型通槽径向位置处轴向凸起形成环形定位凸台，安装边所述通孔径向位置处轴向凹陷形成容纳所述环形定位凸台的环形定位凹槽。
11.优选的是，u型通槽的槽底轮廓线半径小于u型槽半圆型的槽底轮廓线。
12.优选的是，u型通槽的槽底轮廓线圆心与u型槽的槽底轮廓线圆心同心。
13.优选的是，u型通槽与u型槽通过径向铣加工形成。
14.优选的是，衬套螺母与螺栓通过锁片防转，衬套螺母为u形结构。
15.优选的是，u型槽具有限制衬套螺母轴向位移的限位凸台。
16.本技术的优点包括：本技术的采用“u”槽的螺栓连接形式，通过径向铣刀在机匣上完成槽的加工，装配u字形螺母配合动力涡轮外环实现衬套螺母的定位，螺栓即可顺利拧入，同时能够保证螺母与机匣轴向贴合。
附图说明
17.图1是本技术一优选实施方式适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构；
18.图2是本技术一优选实施方式u型槽示意图；
19.图3为外环装配示意图；
20.图4为外环装配结构示意图。
具体实施方式
21.为使本技术的技术方案及其优点更加清楚，下面将结合附图对本技术的技术方案作进一步清楚、完整的详细描述，可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅是本技术的部分实施例，其仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分，其他相关部分可参考通常设计，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合以得到新的实施例。
22.此外，除非另有定义，本技术描述中所使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域内一般技术人员所理解的通常含义。本技术描述中所使用的“上”、“下”、“左”、“右”、“中心”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等表示方位的词语仅用以表示相对的方向或者位置关系，而非暗示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，当被描述对象的绝对位置发生改变后，其相对位置关系也可能发生相应的改变，因此不能理解为对本技术的限制。本技术描述中所使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似用语，仅用于描述目的，用以区分不同的组成部分，而不能够将其理解为指示或暗示相对重要性。本技术描述中所使用的“一个”、“一”或者“该”等类似词语，不应理解为对数量的绝对限制，而应理解为存在至少一个。本技术描述中所使用的“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
23.此外，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，在本技术的描述中使用的“安装”、“相连”、“连接”等类似词语应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，领域内技术人员可根据具体情况理解其在本技术中的具体含义。
24.如图1-图4所示，本技术提供了一种适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，通过径向铣刀在机匣上完成槽的加工，装配u字形螺母配合动力涡轮外环实现衬套螺母的定位，螺栓即可顺利拧入，同时能够保证螺母与机匣轴向贴合，包括；
25.动力涡轮机匣1以及安装在动力涡轮机匣1内壁面上的多个分段式的动力涡轮外环2；
26.其中，动力涡轮机匣1内壁面上具有多个环状止口12以及多个环状安装台13；环状安装台13由环形具有周向分布的多个容纳螺栓3的u型通槽6，u型通槽6的开口朝向动力涡轮机匣1内侧，u型通槽6的端面具有用于容纳衬套螺母4的u型槽5；
27.动力涡轮外环2具有卡在环状止口12的环槽21以及安装边22，安装边22上具有多个通孔，螺栓3穿过通孔与u型通槽6与衬套螺母4连接，使安装边22与环状安装台13固定连接，其中，每个螺栓对应1个u形槽5和u形通槽6，均通过径向铣加工实现，其中u形通槽6仅供避让螺栓3，u形槽5用于定位衬套螺母4。
28.衬套螺母4为u形结构，其u截面与u型槽5截面相同，但尺寸略小于u型槽5，以保证衬套螺母4的装配且可以小范围的自由活动。
29.在一些可选实施方式中，动力涡轮外环2为扇形分段结构，每件外环由2个螺栓连接、径向卡槽定位至低压涡轮机匣，衬套螺母4装配时：先将单件外环连接用的2件衬套螺母装入u型槽5，再安装动力涡轮外环，即实现衬套螺母的定位，如图3；
30.在一些可选实施方式中，u型通槽6与u型槽5的槽底轮廓线均为半圆型，u型通槽6与u型槽5的槽壁轮廓线均为半圆型槽底的切线。
31.在一些可选实施方式中，环状安装台13在u型通槽6径向位置处轴向凸起形成环形定位凸台，安装边22所述通孔径向位置处轴向凹陷形成容纳所述环形定位凸台的环形定位凹槽。
32.在一些可选实施方式中，u型通槽6的槽底轮廓线半径小于u型槽5半圆型的槽底轮廓线。
33.在一些可选实施方式中，u型通槽6的槽底轮廓线圆心与u型槽5的槽底轮廓线圆心同心。
34.在一些可选实施方式中，u型通槽6与u型槽5通过径向铣加工形成。
35.在一些可选实施方式中，衬套螺母4的定位后，周向及径向仍有小范围活动余地，此时衬套螺母4相当于一个游动螺母，螺栓可顺利拧入，同时能够保证螺母与机匣轴向贴合，最后采用锁片实现螺栓的防转，如图4。
36.在一些可选实施方式中，u型槽5具有限制衬套螺母4轴向位移的限位凸台。
37.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。

技术特征：
1.一种适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，包括；动力涡轮机匣(1)以及安装在动力涡轮机匣(1)内壁面上的多个扇形分段式的动力涡轮外环(2)，动力涡轮外环(2)周向安装在动力涡轮机匣(1)形成整环；其中，动力涡轮机匣(1)内壁面上具有多个环状止口(12)以及多个环状安装台(13)；环状安装台(13)由环形具有周向分布的多个容纳螺栓(3)的u型通槽(6)，u型通槽(6)的开口朝向动力涡轮机匣(1)内侧，u型通槽(6)的端面具有用于容纳衬套螺母(4)的u型槽(5)；动力涡轮外环(2)具有卡在环状止口(12)的环槽(21)以及安装边(22)，安装边(22)上具有多个通孔，螺栓(3)穿过通孔与u型通槽(6)与衬套螺母(4)连接，使安装边(22)与环状安装台(13)固定连接。2.如权利要求1所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，u型通槽(6)与u型槽(5)的槽底轮廓线均为半圆型，u型通槽(6)与u型槽(5)的槽壁轮廓线均为半圆型槽底的切线。3.如权利要求1所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，环状安装台(13)在u型通槽(6)径向位置处轴向凸起形成环形定位凸台，安装边(22)所述通孔径向位置处轴向凹陷形成容纳所述环形定位凸台的环形定位凹槽。4.如权利要求2所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，u型通槽(6)的槽底轮廓线半径小于u型槽(5)半圆型的槽底轮廓线。5.如权利要求2所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，u型通槽(6)的槽底轮廓线圆心与u型槽(5)的槽底轮廓线圆心同心。6.如权利要求2所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，u型通槽(6)与u型槽(5)通过径向铣加工形成。7.如权利要求1所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，衬套螺母(4)与螺栓(3)通过锁片防转。8.如权利要求1所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，u型槽(5)具有限制衬套螺母(4)轴向位移的限位凸台。9.如权利要求1所述的适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，其特征在于，衬套螺母(4)为u形结构。

技术总结
本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种适用于动力涡轮机匣的螺栓连接结构，动力涡轮机匣以及安装在动力涡轮机匣内壁面上的多个分段式的动力涡轮外环；其中，动力涡轮机匣内壁面上具有多个环状止口以及多个环状安装台；环状安装台由环形具有周向分布的多个容纳螺栓的U型通槽，U型通槽的开口朝向动力涡轮机匣内侧，U型通槽的端面具有用于容纳衬套螺母的U型槽；动力涡轮外环具有卡在环状止口的环槽以及安装边，安装边上具有多个通孔，螺栓穿过通孔与U型通槽与衬套螺母连接，使安装边与环状安装台固定连接。与环状安装台固定连接。与环状安装台固定连接。


技术研发人员：于博 陈浩 张傲 王广宁 杨利宁 刘沛
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：2023.06.15
技术公布日：2023/8/1