自定心融合式预旋喷嘴结构的制作方法

1.本说明书涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种自定心融合式预旋喷嘴结构。


背景技术：

2.航空发动机，其工作原理是利用压气机的压缩空气和燃料混合燃烧后产生的热能驱动涡轮高速旋转，而涡轮又通过涡轮轴带动压气机，从而形成持续运转。在航空发动机设计过程中，为了提涡轮盘的冷却效率，经常需要在相邻机匣上设计预旋喷嘴用以改变冷气的流动方向，因此成为了发动机涡轮部件设计中不可缺少的结构。
3.常用的预旋喷嘴结构形式由预旋片、上璧、下壁组成，上璧含有篦齿结构。预旋片上端与上璧通过钎焊的方式焊接固定、预旋片的下端与下壁亦通过焊接固定。前端通过氩弧焊焊接方式固定在内支承上，上部通过螺栓连接到安装边上。
4.加工时，预旋片需要依次插入上璧与下壁形成的内腔，固定后焊接在上璧与下壁之间；装配时，由于进行了高温焊接，一方面，上璧上部螺栓孔由于焊接热应力释放，导致其实际位置与设计位置发生较大变化；另一方面，篦齿的尺寸亦变化较大导致其与预旋喷嘴的回转中心差异较大。
5.从上述加工过程可以可看出，现有常用预旋喷嘴结构形式的缺点在于：
6.1、使用的钎焊、氩弧焊焊接的加工方式，零件加工后热应力释放，导致螺栓孔变形较大，装配时比较困难；
7.2、篦齿热应力释放过程中，其径向变形亦较大，增加了与转子的碰磨风险；严重时，会进一步影响发动机的正常工作；
8.3、加工预旋片需要一一焊接，过程较为繁琐，且加工后零件质量的一致性难以保证。


技术实现要素：

9.有鉴于此，本说明书实施例提供一种自定心融合式预旋喷嘴结构，以解决现有技术中零件热变形大而导致的发动机转子碰磨问题。
10.本发明的技术方案是：一种自定心融合式预旋喷嘴结构，包括：机匣后段，一体设置有旋流片，机匣后段设置有第一止口和第一引气孔；机匣前段，设置有第二止口和第二引气孔，第二止口与第一止口抵接，第一引气孔与第二引气孔连接并导通，且机匣前段与机匣后段之间通过螺栓连接。
11.进一步地，机匣后段包括依次设置的第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四内腔。
12.进一步地，机匣后段还包括第一蜂窝和第二蜂窝，第一蜂窝设置在第二内腔的内壁处，第二蜂窝设置在第四内腔的内壁处。
13.进一步地，机匣前段包括依次设置的第五内腔和第六内腔。
14.进一步地，机匣前段还包括第三蜂窝和第四蜂窝，第三蜂窝设置在第五内腔的内壁处，第四蜂窝设置在第六内腔的内壁处。
15.进一步地，旋流片为多个，沿周向间隔设置在第三内腔的腔壁处。
16.与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：通过第一止口和第二止口连接，可以在连接时实现自定心，减少了与转子件的碰磨风险，且机匣后段一体设置有旋流片，不需要再对零件进行焊接，从而简化了零件加工过程，机匣后段和机匣前段通过止口卡合以及螺栓连接融为一体，从而使装配和分解更为简洁。
附图说明
17.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
18.图1是本发明实施例的整体装配结构示意图；
19.图2是旋流片的安装位置示意图；
20.图3是机匣后段的结构示意图；
21.图4是后段安装孔的结构示意图；
22.图5是机匣前段的结构示意图；
23.图6是前段安装孔的结构示意图。
24.图中附图标记：1、机匣后段；11、旋流片；12、第一蜂窝；13、第二蜂窝；14、第一止口；15、第一引气孔；16、后段螺栓孔；2、机匣前段；21、第二止口；22、第三蜂窝；23、第四蜂窝；24、第二引气孔；25、前段螺栓孔；3、螺栓；4、衬套；5、配合处；6、螺母。
具体实施方式
25.下面结合附图对本技术实施例进行详细描述。
26.以下通过特定的具体实例说明本技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本技术的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
27.如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种自定心融合式预旋喷嘴结构，包括机匣后段1和机匣前段2。机匣后段1一体设置有旋流片11，机匣后段1设置有第一止口14和第一引气孔15；机匣前段2设置有第二止口21和第二引气孔24，第二止口21与第一止口14抵接并形成配合处5，第一引气孔15与第二引气孔24连接并导通，且机匣前段2与机匣后段1之间通过螺栓连接。
28.机匣后段1和机匣前段2通过第一止口14和第二止口21连接，可以在连接时实现自定心，减少了与转子件的碰磨风险，且机匣后段1一体设置有旋流片11，不需要再对零件进行焊接，从而简化了零件加工过程，机匣后段1和机匣前段2通过止口卡合以及螺栓连接融为一体，从而使装配和分解更为简洁。
29.需要说明的是，本发明实施例中的第一止口14和第二止口21均是截面呈l形的回转结构。
30.机匣后段1包括依次设置的第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四内腔。第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四内腔沿图3所示由上至下依次设置，机匣后段1还包括第一蜂窝12和第二蜂窝13，第一蜂窝12设置在第二内腔的内壁处，第二蜂窝13设置在第四内腔的内壁处。
31.第一蜂窝12和第二蜂窝13为截面呈矩形的圆柱形结构，用于机匣后段1的对应内腔密封。
32.机匣前段2包括依次设置的第五内腔和第六内腔。机匣前段2还包括第三蜂窝22和第四蜂窝23，第三蜂窝22设置在第五内腔的内壁处，第四蜂窝23设置在第六内腔的内壁处。第三蜂窝22和第四蜂窝23为截面呈矩形的圆柱形结构，用于机匣前段2的对应内腔密封。同时，由于第一蜂窝12、第二蜂窝13、第三蜂窝22和第四蜂窝23的尺寸变化小，进一步减少与发动机转子碰磨的风险。
33.旋流片11为多个，沿周向间隔设置在第三内腔的腔壁处。本发明实施例中的旋流片11由截面为圆弧线和直线连接的曲线拉伸形成的片状结构。
34.装配时，将机匣后段1的第一止口14与机匣前段2的第二止口21卡和连接，螺栓3插入前段螺栓孔25和后段螺栓孔16，再用螺母6固定，最后装配衬套4。分解时，依次分解出螺母6和螺栓3，即可分解出机匣后段1和机匣前段2，装配、分解过程比较简洁。
35.工作时，流经机匣后段1第一引气孔15的冷气，经过旋流片11的旋转，实现了气流的改变，提高了冷却效率。
36.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权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种自定心融合式预旋喷嘴结构，其特征在于，包括：机匣后段(1)，一体设置有旋流片(11)，机匣后段(1)设置有第一止口(14)和第一引气孔(15)；机匣前段(2)，设置有第二止口(21)和第二引气孔(24)，第二止口(21)与第一止口(14)抵接，第一引气孔(15)与第二引气孔(24)连接并导通，且机匣前段(2)与机匣后段(1)之间通过螺栓连接。2.根据权利要求1所述的自定心融合式预旋喷嘴结构，其特征在于，机匣后段(1)包括依次设置的第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四内腔。3.根据权利要求2所述的自定心融合式预旋喷嘴结构，其特征在于，机匣后段(1)还包括第一蜂窝(12)和第二蜂窝(13)，第一蜂窝(12)设置在第二内腔的内壁处，第二蜂窝(13)设置在所述第四内腔的内壁处。4.根据权利要求1所述的自定心融合式预旋喷嘴结构，其特征在于，机匣前段(2)包括依次设置的第五内腔和第六内腔。5.根据权利要求4所述的自定心融合式预旋喷嘴结构，其特征在于，机匣前段(2)还包括第三蜂窝(22)和第四蜂窝(23)，第三蜂窝(22)设置在第五内腔的内壁处，第四蜂窝(23)设置在所述第六内腔的内壁处。6.根据权利要求2所述的自定心融合式预旋喷嘴结构，其特征在于，旋流片(11)为多个，沿周向间隔设置在第三内腔的腔壁处。

技术总结
本发明提供了一种自定心融合式预旋喷嘴结构，包括：机匣后段，一体设置有旋流片，机匣后段设置有第一止口和第一引气孔；机匣前段，设置有第二止口和第二引气孔，第二止口与第一止口抵接，第一引气孔与第二引气孔连接并导通，且机匣前段与机匣后段之间通过螺栓连接。通过第一止口和第二止口连接，可以在连接时实现自定心，减少了与转子件的碰磨风险，且机匣后段一体设置有旋流片，不需要再对零件进行焊接，从而简化了零件加工过程，机匣后段和机匣前段通过止口卡合以及螺栓连接融为一体，从而使装配和分解更为简洁。使装配和分解更为简洁。使装配和分解更为简洁。


技术研发人员：刘林洁 左平 张振华 王旭伟 王孟君 张钊荣
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：2023.02.27
技术公布日：2023/7/7