本發(fā)明涉及燃氣輪機，具體涉及一種微型燃氣輪機轉(zhuǎn)子及裝配方法。

背景技術(shù)：

微型燃氣輪機是一類微小型熱力發(fā)動機，廣泛應(yīng)用于分布式發(fā)電、并網(wǎng)發(fā)電、調(diào)峰發(fā)電、備用電站、冷熱電聯(lián)供的諸多領(lǐng)域，在交通運輸、陸海邊防、島礁供電、軍用移動電源燈領(lǐng)域具有廣泛的發(fā)展空間。是提供清潔、可靠、高質(zhì)量、多用途的能源系統(tǒng)，是小型分布式發(fā)電及熱電聯(lián)供的最佳方式，開發(fā)微型燃氣輪機符合國家產(chǎn)業(yè)政策。

目前的航空發(fā)動機采用嚴格控制螺桿的拉伸預(yù)緊力，工藝規(guī)程貴定“擰緊力矩為34～36n·m”。以保證高轉(zhuǎn)速時轉(zhuǎn)子的剛性，但螺桿受力狀態(tài)不好，壓緊力不確切。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對上述問題，提供了一種燃氣輪機轉(zhuǎn)子，由拉桿螺母、阻尼器、前軸承、軸承座、后軸承、篦齒環(huán)、壓氣機轉(zhuǎn)子、渦輪轉(zhuǎn)子、連接襯套、拉桿、軸套、測速齒輪軸組成；

所述渦輪轉(zhuǎn)子連接壓氣機轉(zhuǎn)子；所述軸承座設(shè)置在壓氣機轉(zhuǎn)子前端；所述篦齒環(huán)設(shè)置在軸承座和壓氣機轉(zhuǎn)子之間；所述后軸承設(shè)置在軸承座的后端；所述前軸承設(shè)置在軸承座的前端；所述阻尼器設(shè)置在前軸承的上方；所述拉桿螺母設(shè)置在前軸承的前端；所述測速齒輪軸設(shè)置在拉桿螺母的外部；所述拉桿設(shè)置在燃氣輪機轉(zhuǎn)子的中心；所述軸套設(shè)置在拉桿的外部；所述連接襯套設(shè)置在拉桿和渦輪轉(zhuǎn)子之間；

所述壓氣機轉(zhuǎn)子、渦輪轉(zhuǎn)子的質(zhì)量重心在后側(cè)，前軸承和后軸承支撐點為懸臂支撐；

所述燃氣輪機轉(zhuǎn)子的裝配方法，包括以下步驟：

s1，將后軸承裝入到軸承座，采用旋轉(zhuǎn)工裝均勻受力裝入；

s2，裝上篦齒環(huán)；

s3，將上述三件裝進壓氣機轉(zhuǎn)子軸端，采用旋轉(zhuǎn)工裝對后軸承內(nèi)圈加力均勻進入；

s4，用連接襯套把拉桿和渦輪轉(zhuǎn)子通過螺紋連接在一起；

s5，將壓氣機轉(zhuǎn)子穿過拉桿，壓氣機轉(zhuǎn)子端齒與渦輪轉(zhuǎn)子端齒嚙合；

s6，將軸套采用銷釘定位與壓氣機轉(zhuǎn)子連接到一起；

s7，采用旋轉(zhuǎn)工裝將前軸承內(nèi)圈壓入軸套前段，再裝上阻尼器；

s8，將測速齒輪軸與軸套裝好；

s9，利用液壓拉伸器將拉桿拉長，再撥動螺母使之鎖緊，去掉拉伸器后，至此，完成了微型燃氣輪機轉(zhuǎn)子的裝配。

本發(fā)明的優(yōu)點：

本發(fā)明的方法有效的減少在工作狀態(tài)中，拉桿由于受熱膨脹后松動的振動。防止螺紋在運轉(zhuǎn)時松動，增大了螺母和螺母貼合面的摩擦力。

轉(zhuǎn)子在高溫高速旋轉(zhuǎn)時，各個部件都將有所膨脹，其中拉桿的膨脹影響最大，當拉桿膨脹伸長后，導(dǎo)致各部件間距增大，勢必振動量增大，繼而轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不同心嚴重時會導(dǎo)致機組損壞。

在裝配時需提前將各個部件的膨脹量考慮在內(nèi)，但由于每個零部件都處于一個溫度場內(nèi)且不同材料膨脹系數(shù)不一，其變化是非線性，計算非常復(fù)雜。最終我方經(jīng)過一系列計算得出結(jié)果，拉桿的膨脹量要低于軸套及其他部件的膨脹量0.4mm，故在裝配時需要將拉桿拉長0.4mm，相對應(yīng)拉力為3200kgf。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。

圖1是本發(fā)明的一種燃氣輪機轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種燃氣輪機轉(zhuǎn)子的拉桿與渦輪轉(zhuǎn)子結(jié)合的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標記：

1為拉桿螺母、2為阻尼器、3為前軸承、4為軸承座、5為后軸承、6為篦齒環(huán)、7為壓氣機轉(zhuǎn)子、8為渦輪轉(zhuǎn)子、9為連接襯套、10為拉桿、11為軸套、12為測速齒輪軸。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參考圖1和圖2，如圖1和圖2所示的一種燃氣輪機轉(zhuǎn)子，由拉桿螺母1、阻尼器2、前軸承3、軸承座4、后軸承5、篦齒環(huán)6、壓氣機轉(zhuǎn)子7、渦輪轉(zhuǎn)子8、連接襯套9、拉桿10、軸套11、測速齒輪軸12組成；

所述渦輪轉(zhuǎn)子8連接壓氣機轉(zhuǎn)子7；所述軸承座4設(shè)置在壓氣機轉(zhuǎn)子7前端；所述篦齒環(huán)6設(shè)置在軸承座4和壓氣機轉(zhuǎn)子7之間；所述后軸承5設(shè)置在軸承座4的后端；所述前軸承3設(shè)置在軸承座4的前端；所述阻尼器2設(shè)置在前軸承3的上方；所述拉桿螺母1設(shè)置在前軸承3的前端；所述測速齒輪軸12設(shè)置在拉桿螺母1的外部；所述拉桿10設(shè)置在燃氣輪機轉(zhuǎn)子的中心；所述軸套11設(shè)置在拉桿10的外部；所述連接襯套9設(shè)置在拉桿10和渦輪轉(zhuǎn)子8之間；

所述壓氣機轉(zhuǎn)子7、渦輪轉(zhuǎn)子8的質(zhì)量重心在后側(cè)，前軸承3和后軸承5支撐點為懸臂支撐；

所述燃氣輪機轉(zhuǎn)子的裝配方法，包括以下步驟：

s1，將后軸承5裝入到軸承座4，采用旋轉(zhuǎn)工裝均勻受力裝入；

s2，裝上篦齒環(huán)6；

s3，將上述三件裝進壓氣機轉(zhuǎn)子7軸端，采用旋轉(zhuǎn)工裝對后軸承5內(nèi)圈加力均勻進入；

s4，用連接襯套9把拉桿10和渦輪轉(zhuǎn)子8通過螺紋連接在一起；

s5，將壓氣機轉(zhuǎn)子7穿過拉桿10，壓氣機轉(zhuǎn)子7端齒與渦輪轉(zhuǎn)子8端齒嚙合；

s6，將軸套11采用銷釘定位與壓氣機轉(zhuǎn)子7連接到一起；

s7，采用旋轉(zhuǎn)工裝將前軸承3內(nèi)圈壓入軸套11前段，再裝上阻尼器2；

s8，將測速齒輪軸12與軸套11裝好；

s9，利用液壓拉伸器將拉桿10拉長，再撥動螺母使之鎖緊，去掉拉伸器后，至此，完成了微型燃氣輪機轉(zhuǎn)子的裝配。

轉(zhuǎn)子裝配的技術(shù)是將多個零件組成的轉(zhuǎn)子壓成剛性體，以保證轉(zhuǎn)子整體在高轉(zhuǎn)速、長時間運轉(zhuǎn)條件下，不變形、不振動。

拉桿材料為gh901，工作時，拉桿溫度為一個溫度場，連接襯套位置溫度最高在200℃左右，拉桿的測速齒輪軸溫度較低，有70℃左右，選取軸套的熱膨脹系數(shù)為α在200℃為13.4；gh901的熱膨脹系數(shù)α在200℃為14，計算公式：δl＝l×α×δc，膨脹后的伸長量＝原長*膨脹系數(shù)*溫度差。故拉桿的膨脹量

δl拉桿＝310mm*14*10-6*200＝0.868mm；

軸套的膨脹量δl軸套＝211*13.4*10-6*200＝0.565mm；兩者相差為0.303mm，由于軸套外圈溫度總體比拉桿低且軸套較厚，實際膨脹量應(yīng)比理論值小，故δl軸套膨脹量取0.46mm，則δl拉桿和δl軸套的差值為0.4mm左右。依據(jù)理論計算和實際經(jīng)驗裝配時將拉桿拉伸長0.4mm。

上述的0.868mm是拉桿的膨脹量，0.565mm是軸套的膨脹量，因為轉(zhuǎn)子整體是靠螺母鎖住，如果拉桿膨脹量大于軸套膨脹量，那么轉(zhuǎn)子就松動，所以我們提前將拉桿拉長，保證轉(zhuǎn)子在工作時的穩(wěn)定性。

以前的設(shè)備在工作時由于高溫膨脹，拉桿變長，螺母松動，轉(zhuǎn)子振動加大，很容易造成機器的損壞。

本發(fā)明是提前將拉桿拉長，消除高溫時的膨脹量，使燃氣輪機轉(zhuǎn)子在工作時拉桿和軸套膨脹量基本一致，轉(zhuǎn)子運行平穩(wěn)。

目前微型燃氣輪機在我國屬于新型工業(yè)產(chǎn)品，尚無完整的技術(shù)標準，本發(fā)明在目前燃氣輪機裝配中，采用力矩扳手將壓氣機和渦輪的螺栓鎖緊，力矩扳手雖能夠準確輸出力的大小，但是在鎖緊的過程中對螺母和拉桿會產(chǎn)生剪切力，螺紋之間受力不均勻，容易造成松動。采用此裝配方法從根本上解決了以上問題。

經(jīng)運作試驗表明：本發(fā)明的一種微型燃氣輪機轉(zhuǎn)子裝配方法方案是正確定的、可行的。運作過程中整個轉(zhuǎn)子呈剛性體，振動值不超標。

對拉桿施加的軸向拉力、拉桿變形、應(yīng)力、安全系數(shù)的關(guān)系：

本發(fā)明的方法有效的減少在工作狀態(tài)中，拉桿由于受熱膨脹后松動的振動。防止螺紋在運轉(zhuǎn)時松動，增大了螺母和螺母貼合面的摩擦力。

轉(zhuǎn)子在高溫高速旋轉(zhuǎn)時，各個部件都將有所膨脹，其中拉桿的膨脹影響最大，當拉桿膨脹伸長后，導(dǎo)致各部件間距增大，勢必振動量增大，繼而轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不同心嚴重時會導(dǎo)致機組損壞。

在裝配時需提前將各個部件的膨脹量考慮在內(nèi)，但由于每個零部件都處于一個溫度場內(nèi)且不同材料膨脹系數(shù)不一，其變化是非線性，計算非常復(fù)雜。最終我方經(jīng)過一系列計算得出結(jié)果，拉桿的膨脹量要低于軸套及其他部件的膨脹量0.4mm，故在裝配時需要將拉桿拉長0.4mm，相對應(yīng)拉力為3200kgf。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。