燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构

摘要

本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，包括拉杆、转子轮盘和弹性件，拉杆上设有沿周向凸起的环形凸肩；转子轮盘上开设有轴向贯通的拉杆孔；弹性件沿拉杆孔的周向设于拉杆孔的孔壁上；拉杆穿设于拉杆孔，且环形凸肩的外周面与弹性件接触。在拉杆的环形凸肩与转子轮盘的拉杆孔孔壁之间设置弹性件，使得环形凸肩不与拉杆孔孔壁直接接触，在燃气轮机运行过程中，拉杆受离心力作用发生弯曲变形时，弹性件将提供阻尼，能够抑制拉杆的振动，同时减小拉杆与转子轮盘装配接触区域的应力集中，有利于燃气轮机机组的安全运行、改善转子轮盘和拉杆的整体寿命。

权利要求

1.一种燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，包括拉杆(200)、转子轮盘(100)和弹性件(300)，所述拉杆(200)上设有沿周向凸起的环形凸肩(201)；所述转子轮盘(100)上开设有轴向贯通的拉杆孔(101)；所述弹性件(300)沿所述拉杆孔(101)的周向设于所述拉杆孔(101)的孔壁上；所述拉杆(200)穿设于所述拉杆孔(101)，且所述环形凸肩(201)的外周面与所述弹性件(300)接触。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述环形凸肩(201)与所述弹性件(300)过盈配合。

3.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述拉杆孔(101)的孔壁上设有凹槽(102)，所述弹性件(300)嵌设于所述凹槽(102)。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述弹性件(300)焊接在所述拉杆孔(101)的孔壁上。

5.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述弹性件(300)呈环形。

6.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述弹性件(300)沿所述拉杆孔(101)轴向的宽度不小于所述环形凸肩(201)外周面的宽度。

7.根据权利要求1所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述弹性件(300)采用金属橡胶制成。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述拉杆(200)和所述转子轮盘(100)上的拉杆孔(101)均设有多个，多个所述拉杆孔(101)沿所述转子轮盘(100)的周向均匀分布并与多个所述拉杆(200)一一对应。

9.根据权利要求8所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述转子轮盘(100)和所述拉杆(200)上的环形凸肩(201)均设有多个，多个所述转子轮盘(100)同轴设置于所述拉杆(200)上并与多个所述环形凸肩(201)一一对应。

10.根据权利要求9所述的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，其特征在于，所述拉杆(200)的末端设有拧紧螺母(400)。

说明书

燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构

技术领域

[0001] 本发明涉及燃气轮机技术领域，尤其涉及一种燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构。

背景技术

[0002] 目前，重型燃气轮机转子的结构型式多种多样，大致分为鼓筒式、盘式和盘鼓式转子三种类型。其中，盘鼓式转子结合了鼓筒式转子和盘式转子的优点：它在轮缘或接近轮缘处是转鼓，刚性好，而离心力则靠轮盘承受，因而强度高。此外，盘鼓式转子还具有重量小的优点。因此，盘鼓式转子在燃气轮机中应用最为广泛。

[0003] 盘鼓式转子目前主要有拉杆组合盘鼓式和焊接式两大类。焊接式转子为多级轮盘焊接而成，无机械连接、热配合及贯穿螺栓，转子的任何部分都不会发生相对错动，结构可靠，强度好，然而其焊接工艺要求严格，技术门槛高。拉杆组合式转子包括周向拉杆组合式和中心拉杆式，拉杆组合式转子结构通过拉杆提供预紧力，由端面齿或摩擦面传扭。

[0004] 现有技术中，燃气轮机周向拉杆一般为圆棒型结构，其与轮盘装配的位置处加工为圆柱型凸肩，轮盘上则加工有若干个与拉杆凸肩相配合的拉杆孔，且拉杆孔加工为圆孔，拉杆上的圆柱型凸肩与轮盘上的拉杆孔为典型的圆圆配合。在燃气轮机转子运行时，拉杆上的凸肩与轮盘上的拉杆孔的接触形式为线接触，使得轮盘上拉杆孔位置处的应力集中较为明显，拉杆与轮盘接触区域应力过大，会损伤拉杆与轮盘，不利于燃气轮机安全运行。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题是提供一种能够抑制拉杆振动、减小拉杆与轮盘接触区域应力集中的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，以克服现有技术的上述缺陷。

[0006] 为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，包括拉杆、转子轮盘和弹性件，拉杆上设有沿周向凸起的环形凸肩；转子轮盘上开设有轴向贯通的拉杆孔；弹性件沿拉杆孔的周向设于拉杆孔的孔壁上；拉杆穿设于拉杆孔，且环形凸肩的外周面与弹性件接触。

[0007] 优选地，环形凸肩与弹性件过盈配合。

[0008] 优选地，拉杆孔的孔壁上设有凹槽，弹性件嵌设于凹槽。

[0009] 优选地，弹性件焊接在拉杆孔的孔壁上。

[0010] 优选地，弹性件呈环形。

[0011] 优选地，弹性件沿拉杆孔轴向的宽度不小于环形凸肩外周面的宽度。

[0012] 优选地，弹性件采用金属橡胶制成。

[0013] 更优地，拉杆和转子轮盘上的拉杆孔均设有多个，多个拉杆孔沿转子轮盘的周向均匀分布并与多个拉杆一一对应。

[0014] 更优地，转子轮盘和拉杆上的环形凸肩均设有多个，多个转子轮盘同轴设置于拉杆上并与多个环形凸肩一一对应。

[0015] 更优地，拉杆的末端设有拧紧螺母。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有显著的进步：

[0017] 通过在拉杆的环形凸肩与转子轮盘的拉杆孔孔壁之间设置弹性件，使得环形凸肩不与拉杆孔孔壁直接接触，在燃气轮机运行过程中，拉杆受离心力作用发生弯曲变形时，弹性件将提供阻尼，能够抑制拉杆的振动，同时减小拉杆与转子轮盘装配接触区域的应力集中，有利于燃气轮机机组的安全运行、改善转子轮盘和拉杆的整体寿命。

附图说明

[0018] 图1是本发明实施例燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构的装配示意图。

[0019] 图2是图1中A部的纵剖示意图。

[0020] 图中：

[0021] 100、转子轮盘    101、拉杆孔        102、凹槽

[0022] 200、拉杆        201、环形凸肩      300、弹性件

[0023] 400、拧紧螺母

具体实施方式

[0024] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。

[0025] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0026] 此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0027] 如图1和图2所示，本发明的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构的一种实施例。本实施例的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构包括拉杆200、转子轮盘100和弹性件300。其中，在拉杆200上设有沿周向凸起的环形凸肩201，转子轮盘100上开设有轴向贯通的拉杆孔101，弹性件300沿拉杆孔101的周向设于拉杆孔101的孔壁上。拉杆200穿设于拉杆孔101，且环形凸肩201的外周面与弹性件300接触，即弹性件300位于环形凸肩201与拉杆孔101的孔壁之间，并将环形凸肩201包裹，使得拉杆200的环形凸肩201不与转子轮盘100的拉杆孔101孔壁直接接触。由此，在燃气轮机运行过程中，拉杆200受离心力作用发生弯曲变形时，弹性件300将提供阻尼，能够抑制拉杆200的振动，同时减小拉杆200与转子轮盘100装配接触区域的应力集中，有利于燃气轮机机组的安全运行、改善转子轮盘100和拉杆200的整体寿命。

[0028] 优选地，本实施例中的弹性件300呈环形，环形弹性件300的外周面与拉杆孔101的孔壁贴合相接，环形弹性件300的内周面则与环形凸肩201的外周面接触，从而将环形凸肩201的外圆周全部包裹在弹性件300之内。当然，本发明中弹性件的形状并不局限于本实施例的环形，也可以采用其它的形式实现对环形凸肩的包裹，例如设置多个长条形的弹性件，多个长条形的弹性件沿拉杆孔的周向依次连续或间隔布置而构成环状。

[0029] 进一步，在本实施例中，弹性件300沿拉杆孔101轴向的宽度不小于环形凸肩201外周面的宽度，以使弹性件300能够将环形凸肩201全部包裹在内，保证拉杆200发生弯曲变形时环形凸肩201始终不与拉杆孔101的孔壁直接接触。

[0030] 进一步，为了使环形凸肩201与弹性件300保持紧密接触，本实施例中的环形凸肩201与弹性件300之间采用过盈配合，即弹性件300内圆周的直径小于环形凸肩201外圆周的直径，使得装配完毕后环形凸肩201与弹性件300之间为压力接触，从而保证环形凸肩201与弹性件300保持紧密接触，有利于增强弹性件300对拉杆200振动的阻尼作用。

[0031] 本实施例中弹性件300的材质并不局限，优选采用金属橡胶制成弹性件300。金属橡胶是一种将金属丝卷成螺旋形，经过拉伸、编织、加压成型，并经热处理而形成的弹性多孔材料，具有高阻尼、高弹性、耐高温、耐腐蚀、易于压制成型等特点，能够很好地为拉杆200的弯曲变形和振动提供阻尼。

[0032] 在本实施例中，拉杆孔101的孔壁上设有凹槽102，凹槽102沿拉杆孔101的周向呈环形设置，弹性件300嵌设于凹槽102中。由此可将弹性件300固定在拉杆孔101的孔壁上，并限制其沿拉杆孔101轴向发生位移。当弹性件300采用金属橡胶制成时，也可以采用将弹性件300焊接在拉杆孔101孔壁上的方式实现弹性件300与拉杆孔101的固定连接及限制弹性件300的轴向位移，而无需在拉杆孔101孔壁上开设凹槽102。当然，本发明中弹性件与拉杆孔孔壁的连接方式并不局限于本实施例，也可以采用其它的固定连接方式。

[0033] 本实施例的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构可以为周向拉杆组合式，如图1所示，拉杆200设有多个，每个拉杆200上间隔地设有多个环形凸肩201。相应地，转子轮盘100也设有多个(图中未示出)，多个转子轮盘100同轴设置于拉杆200上并与多个环形凸肩201一一对应。每个转子轮盘100上均设有多个拉杆孔101，多个拉杆孔101沿转子轮盘100的周向均匀分布并与多个拉杆200一一对应。每个转子轮盘100的每个拉杆孔101的孔壁上均设有弹性件300。多个拉杆200分别依次穿过多个转子轮盘100上的拉杆孔101，使多个转子轮盘100依次装配在拉杆200的环形凸肩201上。在每个拉杆200的末端均设有拧紧螺母400，用于在多个转子轮盘100与多个拉杆200装配完毕后对其进行轴向限制固定。本实施例中转子轮盘100和拉杆200的数量并不局限，应根据实际燃气轮机机组进行设置。

[0034] 综上所述，本实施例的燃气轮机转子轮盘的拉杆连接结构，通过在拉杆200的环形凸肩201与转子轮盘100的拉杆孔101孔壁之间设置弹性件300，使得环形凸肩201不与拉杆孔101孔壁直接接触，在燃气轮机运行过程中，拉杆200受离心力作用发生弯曲变形时，弹性件300将提供阻尼，能够抑制拉杆200的振动，同时减小拉杆200与转子轮盘100装配接触区域的应力集中，有利于燃气轮机机组的安全运行、改善转子轮盘100和拉杆200的整体寿命。

[0035] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。