航空发动机的叶轮机械和航空发动机

摘要

本发明公开一种航空发动机的叶轮机械和航空发动机，航空发动机的叶轮机械包括：外机匣；内层机匣，与所述外机匣固定连接；静叶，第一端与所述外机匣连接；内环，与所述静叶的第二端连接，用于限定通过所述静叶的气体的流道，包括第一通孔，所述第一通孔包括第一螺纹孔；第一限位件，包括与所述第一螺纹孔螺纹配合且通过所述第一通孔贯通所述内环的螺柱，所述第一限位件的端部与所述内层机匣的表面抵接；第二限位件，用于将所述内环往靠近所述内层机匣的方向压紧。

权利要求

1.一种航空发动机的叶轮机械，其特征在于，包括：

外机匣（11）；

内层机匣（12），与所述外机匣（11）固定连接；

静叶（21），第一端与所述外机匣（11）连接；

内环，与所述静叶（21）的第二端连接，用于限定通过所述静叶（21）的气体的流道，包括第一通孔，所述第一通孔包括第一螺纹孔；

第一限位件，包括与所述第一螺纹孔螺纹配合且通过所述第一通孔贯通所述内环的螺柱（31），所述第一限位件的端部与所述内层机匣（12）的表面抵接；

第二限位件，用于将所述内环往靠近所述内层机匣（12）的方向压紧。

2.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述螺柱（31）的端部设有旋拧部（311），所述旋拧部（311）用于与旋拧工具配合以旋拧所述螺柱（31）。

3.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述螺柱（31）包括穿出所述第一通孔的螺纹端，所述叶轮机械还包括锁止螺母（33），所述锁止螺母（33）与所述螺纹端螺纹配合且所述锁止螺母（33）压紧在所述内环的表面上以锁止所述螺柱（31）。

4.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述第一限位件包括与所述螺柱（31）端部固定连接的限位套（32），所述限位套（32）包括与所述内层机匣（12）的表面相适应的配合表面，所述配合表面与所述内层机匣（12）的表面抵接配合。

5.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述内环包括第二通孔，所述内层机匣（12）包括第二螺纹孔（52），所述第二限位件包括固定螺桩（51）和螺桩螺母（53），所述固定螺桩（51）穿过所述第二通孔，所述固定螺桩（51）的第一端与所述第二螺纹孔（52）螺纹配合，所述固定螺桩（51）的第二端与所述螺桩螺母（53）配合以将所述内环往靠近所述内层机匣（12）的方向压紧。

6.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述内环包括可分离的内环前段（41）和内环后段（42），所述内环前段（41）和所述内环后段（42）配合以形成安装孔以安装所述静叶（21）的第二端，所述第一通孔包括位于所述内环前段（41）内的第一前通孔和位于所述内环后段（42）内的第一后通孔，所述第一前通孔包括所述第一螺纹孔。

7.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述叶轮机械还包括连接螺钉（23）和套设在所述静叶（21）的第一端外的衬套（22），所述连接螺钉（23）用于固定连接所述衬套（22）和所述静叶（21）的第一端，所述静叶（21）通过所述衬套（22）与所述外机匣（11）连接。

8.如权利要求1所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述静叶（21）为绕所述叶轮机械的径向的角度可调节的可调静叶（21）。

9.如权利要求1至8任一所述的航空发动机的叶轮机械，其特征在于，所述叶轮机械为压缩机。

10.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1至9任一所述的航空发动机的叶轮机械。

说明书

航空发动机的叶轮机械和航空发动机

技术领域

[0001] 本发明涉及航空领域，特别涉及一种航空发动机的叶轮机械和航空发动机。

背景技术

[0002] 航空发动机的压缩机、涡轮包括与动叶配合的静叶（又称导叶或静子），静叶的径向外侧的端部安装至外机匣上，静叶的径向内侧的端部连接有内环，内环用于限定气体通过的流道。为了避免静叶产生大范围偏摆，一些静叶的内环与径向内部的内层机匣固定连接，以约束内环的轴向自由度，例如为了减小喘振，静叶绕径向的角度可调的压缩机中，内环与内层机匣固定连接以从下方对静叶形成支撑。但这种方法可能会给内环组件的装配及使用带来问题，如果用于分别安装静叶两端的外机匣的安装部和内环的安装部在轴向的相对位置不合理，可能会给静叶的安装产生装配内应力，对静叶造成损坏，降低静叶的使用寿命。如果静叶为角度可调的可调静叶，还会对静叶角度调整的精度造成影响。

[0003] 现有的叶轮机械的内环结构常见有以下几种形式：

[0004] 内环采用周向分段的结构形式，每两个动叶（又称转子）中间放置一个内环，内环挂接在静叶下端，内环不与内层机匣连接，内环的轴向位置不受内层机匣的约束；内环采用对开形式，分上下半环，每个半环又分成前后两半，分为前半内环和后半内环。装配时，先装配前半内环，静叶，然后沿发动机轴向装配后半内环，用螺栓将内环和内层机匣固定，内环的轴向位置受内层机匣约束。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种航空发动机的叶轮机械，该叶轮机械的内环在轴向上的位置可调整。

[0006] 本发明第一方面公开一种航空发动机的叶轮机械，包括：

[0007] 外机匣；

[0008] 内层机匣，与所述外机匣固定连接；

[0009] 静叶，第一端与所述外机匣连接；

[0010] 内环，与所述静叶的第二端连接，用于限定通过所述静叶的气体的流道，包括第一通孔，所述第一通孔包括第一螺纹孔；

[0011] 第一限位件，包括与所述第一螺纹孔螺纹配合且通过所述第一通孔贯通所述内环的螺柱，所述第一限位件的端部与所述内层机匣的表面抵接；

[0012] 第二限位件，用于将所述内环往靠近所述内层机匣的方向压紧。

[0013] 在一些实施例中，所述螺柱的端部设有旋拧部，所述旋拧部用于与旋拧工具配合以旋拧所述螺柱。

[0014] 在一些实施例中，所述螺柱包括穿出所述第一通孔的螺纹端，所述叶轮机械还包括锁止螺母，所述锁止螺母与所述螺纹端螺纹配合且所述锁止螺母压紧在所述内环的表面上以锁止所述螺柱。

[0015] 在一些实施例中，所述第一限位件包括与所述螺柱端部固定连接的限位套，所述限位套包括与所述内层机匣的表面相适应的配合表面，所述配合表面与所述内层机匣的表面抵接配合。

[0016] 在一些实施例中，所述内环包括第二通孔，所述内层机匣包括第二螺纹孔，所述第二限位件包括固定螺桩和螺桩螺母，所述固定螺桩穿过所述第二通孔，所述固定螺桩的第一端与所述第二螺纹孔螺纹配合，所述固定螺桩的第二端与所述螺桩螺母配合以将所述内环往靠近所述内层机匣的方向压紧。

[0017] 在一些实施例中，所述内环包括可分离的内环前段和内环后段，所述内环前段和所述内环后段配合以形成安装孔以安装所述静叶的第二端，所述第一通孔包括位于所述内环前段内的第一前通孔和位于所述内环后段内的第一后通孔，所述第一前通孔包括所述第一螺纹孔。

[0018] 在一些实施例中，所述叶轮机械还包括连接螺钉和套设在所述静叶的第一端外的衬套，所述连接螺钉用于固定连接所述衬套和所述静叶的第一端，所述静叶通过所述衬套与所述外机匣连接。

[0019] 在一些实施例中，所述静叶为绕所述叶轮机械的径向的角度可调节的可调静叶。

[0020] 在一些实施例中，所述叶轮机械为压缩机。

[0021] 本发明第二方面公开一种航空发动机，包括任一所述的航空发动机的叶轮机械。

[0022] 基于本发明提供的航空发动机的叶轮机械，通过设置带有螺柱的第一限位件和第二限位件，设置第一限位件和内层机匣的表面抵接以及设置第一限位件和内环螺纹配合，从而在放松第二限位件后，通过旋拧第一限位件可以调节内环的轴向位置，使静叶的两端的安装位置更加合理，然后通过第二限位件对内环的压紧作用，可以对调整后的内环的轴向位置进行固定。

[0023] 通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

[0024] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0025] 图1为本发明实施例的航空发动机的叶轮机械的部分结构示意图；

[0026] 图2为图1所示结构的B-B向剖视部分结构示意图；

[0027] 图3为图1所示结构的C-C向剖视部分结构示意图；

[0028] 图4为图1所示的螺柱结构示意图；

[0029] 图5为图4所示的螺柱的左视结构示意图。

具体实施方式

[0030] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0031] 除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

[0032] 为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位（旋转90度或处于其他方位），并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

[0033] 如图1至图3所示，本实施例的航空发动机的叶轮机械包括外机匣11、内层机匣12、静叶21、第一限位件和第二限位件。

[0034] 内层机匣12与外机匣11固定连接。

[0035] 静叶21的第一端与外机匣11连接，静叶21的第二端与内环连接，静叶21安装在外机匣11和内环之间。

[0036] 内环用于限定通过静叶21的气体的流道，内环的径向外表面限定通过静叶21的气体的径向边界。内环包括第一通孔，第一通孔包括第一螺纹孔。内环可以如图2和图3所示，为分体式结构，包括内环前段41和内环后段42。在一些图示未示出的实施例中，内环也可以为整体式结构。

[0037] 第一限位件包括与第一螺纹孔螺纹配合且通过第一通孔贯通内环的螺柱31，第一限位件的端部与内层机匣12的表面抵接。由于第一限位件的端部与内层机匣12的表面抵接，内层机匣12从一侧对螺柱31的轴向移动进行了限位，螺柱31无法再往内层机匣12所在一侧的轴向进一步移动。螺柱31与内环螺纹配合，当螺柱31旋转时，内环会在螺柱31和第一螺纹孔的螺纹配合作用下沿轴向移动，类似于丝杠螺母机构的工作原理。当螺柱31停止转动时，由于螺柱31受到内层机匣12的限制无法往内层机匣12所在一侧继续轴向移动，螺柱31与第一螺纹孔的螺纹配合也会对内环往靠近内层机匣12的轴向移动进行限制。

[0038] 第二限位件用于将内环往靠近内层机匣12的方向压紧，从而第二限位件可以对内环往远离内层机匣12方向的轴向移动进行限制。当需要对内环的轴向位置进行调整时，首先放松第二限位件，转动螺柱31以调节内环的轴向位置，然后第二限位件将内环往靠近内层机匣12的方向压紧。第一限位件和第二限位件可以将内环维持在轴向位置调整后的位置。

[0039] 本实施例的航空发动机的叶轮机械，通过设置带有螺柱31的第一限位件和第二限位件，设置第一限位件和内层机匣12的表面抵接以及设置第一限位件和内环螺纹配合，从而在放松第二限位件后，或者在装配叶轮机械的过程中，通过旋拧第一限位件可以调节内环的轴向位置，使静叶21的两端的安装位置更加合理，最后通过第二限位件对内环的压紧作用，可以对调整后的内环的轴向位置进行固定。

[0040] 在一些实施例中，如图4和图5所示，螺柱31的端部设有旋拧部311，旋拧部311用于与旋拧工具配合以旋拧螺柱31。在如图所示的实施例中，旋拧部311为用于和内六角扳手配合的内六角孔，在一些图示未示出的实施例中，旋拧部311也可以为用于和外六角扳手配合的外六角头。

[0041] 在一些实施例中，如图2所示，螺柱31包括穿出第一通孔的螺纹端，叶轮机械还包括锁止螺母33，锁止螺母33与螺纹端螺纹配合且锁止螺母33压紧在内环的表面上以锁止螺柱31。本实施例在通过旋拧螺柱31调整内环的轴向位置后，通过锁止螺母31与螺柱31的螺纹端螺纹配合，可以将螺柱31与内环之间相对锁止，防止螺柱31相对内环转动以改变内环的轴向位置。

[0042] 在一些实施例中，如图2所示，第一限位件包括与螺柱31端部固定连接的限位套32，限位套32包括与内层机匣12的表面相适应的配合表面，配合表面与内层机匣12的表面抵接配合。在如图所示的实施例中，内层机匣12靠近限位套32的表面为平面，限位套32的配合表面也为平面，限位套32的配合平面与内层机匣12的平面抵接，从而内层机匣12可以通过限制限位套32的轴向移动来限制螺柱31的轴向移动。在一些图示未示出的实施例中，内层机匣12靠近限位套32的表面还可以为曲面，则此时限位套32的配合表面为与该曲面形状适配的曲面形状。设置限位套32可以使第一限位件能与内层机匣12抵接稳定，有利于内环轴向位置的调整的准确。

[0043] 在一些实施例中，如图1和图3所示，内环包括第二通孔，内层机匣12包括第二螺纹孔52，第二限位件包括固定螺桩51和螺桩螺母53，固定螺桩51穿过第二通孔，固定螺桩51的第一端与第二螺纹孔52螺纹配合，固定螺桩51的第二端与螺桩螺母53配合以将内环往靠近内层机匣12的方向压紧。固定螺桩51和第二螺纹孔52以及与螺桩螺母53的螺纹配合从内环的另一侧对内环进行限位，限制内环远离内层机匣12，和第一限位件一起将内环固定在调整后的轴向位置。

[0044] 在一些实施例中，如图2和图3所示，内环包括可分离的内环前段41和内环后段42，内环前段41和内环后段42上分别设置凹槽，内环前段41和内环后段42配合后两者的凹槽共同形成用于安装静叶21的第二端的安装孔，第一通孔包括位于内环前段41内的第一前通孔和位于内环后段42内的第一后通孔，第一前通孔包括第一螺纹孔，即螺柱31和内环前段41的第一螺纹孔螺纹配合，螺柱31与内环后段的第一后通孔间隙配合。第二通孔包括位于内环前段41内的第二前通孔和位于内环后段42内的第二后通孔。

[0045] 在一些实施例中，如图2和图3所示，叶轮机械还包括连接螺钉23和套设在静叶21的第一端外的衬套22，连接螺钉23用于固定连接衬套22和静叶21的第一端，静叶21通过衬套22与外机匣11连接。

[0046] 静叶21为绕叶轮机械的径向的角度可调节的可调静叶21。设置衬套22可以减少静叶21的磨损，使静叶21的角度调整时的转动更加灵活。

[0047] 在一些实施例中，叶轮机械包括多个沿内环的周向分布的第一限位件和第二限位件，在如图1所示的实施例中，内环上设有两个第一限位件和六个第二限位件，两个第一限位件包括两个螺柱31，六个第二限位件包括六个固定螺桩51。

[0048] 在一些实施例中，叶轮机械为压缩机。静叶21可以为压缩机气流进口处的进口导叶。

[0049] 在一些实施例中，叶轮机械为涡轮。

[0050] 在一些实施例中还公开一种航空发动机，航空发动机包括任一的航空发动机的叶轮机械。

[0051] 下面以一个具体实施例的叶轮机械的静叶和内环等部件的安装过程来示意本发明。

[0052] 首先将限位套32和螺柱31插入内环前段41的第一螺纹孔中进行螺纹配合；

[0053] 然后让限位套32的配合表面抵接内层机匣12的表面；

[0054] 然后将静叶21的第二端放入内环前段41的凹槽中，然后将内环后段42与内环前段41配合，使内环后段42的凹槽和内环前段41的凹槽共同安装静叶21的第二端；

[0055] 然后将衬套22装入静叶21的第一端并通过连接螺钉23连接；

[0056] 然后将静叶21的第一端插入外机匣11的安装孔中，当发现静叶21的第一端未对齐外机匣11的安装孔难以插入该安装孔时，通过旋拧工具旋拧螺柱31，改变内环前段41的轴向位置，使静叶21的第一端与外机匣的安装孔对齐并插入该安装孔中；

[0057] 然后从螺柱31的螺纹端装入锁止螺母33将螺柱31和内环锁止；

[0058] 然后将固定螺桩51通过第二通孔插入内层机匣12的第二螺纹孔52中进行螺纹配合，并将螺桩螺母53与固定螺桩51的端部配合以将内环压紧，给内环一个趋向于靠近内层机匣的压紧力，第一限位件和第二限位件共同对内环进行轴向固定。

[0059] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。