航空发动机转轴组件制造技术

本实用新型专利技术提供一种航空发动机转轴组件，包括转轴和内套筒，内套筒内置于转轴中，内套筒的外周面与转轴的内周面采用过盈配合，内套筒的内周面设置有键槽，内套筒具有贯穿其内外侧的内连接孔，转轴具有贯穿其内外侧的外连接螺孔，定位螺钉穿过内连接孔与外连接螺孔连接，以连接固定内套筒和转轴；定位螺钉具有头部、末端以及连接头部和末端的杆部，末端设置有用于拆卸定位螺钉的内角结构，头部位于内套筒侧，末端位于转轴侧。上述航空发动机转轴组件可以为键槽联接提供一种更加易于加工的解决方案，还提供了一种内置套筒在高速运转的情况下的防松紧固方案。

Shaft as-aeroengine

【技术实现步骤摘要】
航空发动机转轴组件
本技术涉及一种航空发动机转轴组件。
技术介绍
花键联接或者键槽联接作为高承载能力联接结构，因具有定心精度高，导向性能好，结构紧凑且满足一定轴向滑移等特点，在高速转子和精密机器上被广泛运用，比如航空发动机。航空发动机转子是一种结构极其紧凑且需在高温高速高负荷工况下运转的转子，为补偿转子件因热态变形或轴向力方向变化引起的转子间轴向窜动，常采用键槽联接方式实现转子间扭矩传递。然而，航空发动机转轴受空间限制通常直径小而长度长，而且航空发动机转子材料硬度大，加工性差，故而发动机细长转轴内加工高精度键槽结构诸如内花键/环形键槽/环形槽孔等的工艺难度就大，加工成本高，限制了内键槽结构的使用范畴，又或者，内键槽结构在航空发动机转轴内腔的运用因加工精度问题而受到极大限制。由于插齿刀具长度有限且工装夹具较大，导致细长转子内花键加工困难，精度无法保证。航空发动机转子需要长时间高速运转，每个零件的加工精度无法保证都将引入不平衡量而直接对转子件的振动和转子动力学产生较大影响，进而将降低发动机的性能及可靠性。通常细长转子内腔无法加工高精度内键槽结构时，会采用先截断转子件，待加工好内键槽结构后进行转子焊接的方案，但发动机转轴需承受高载荷，焊接引起的残余应力将使高速转子存在巨大隐患。很显然，发动机转轴内直接加工内花键/环形键槽/环形槽孔等结构加工难度极大，效率低且成品率低，因此需要提出一种可以有效解决航空发动机高速细长转轴内花键/环形键槽/环形槽孔等结构加工困难的方案，存在较大意义。而且，航空发动机转轴成本昂贵，且转轴内键槽结构进行传递大扭矩或转子间高频轴向滑移，对内键槽结构的磨损较为严重，甚至出现内键槽结构破损故障，从而导致整个发动机转轴报废，换件维修成本极高。另外，发动机转子结构紧凑且转速达到几万转每分钟，转子内套筒结构或者转轴类结构与内置套筒的周向定位困难。
技术实现思路
本技术的一个目的是为这种键槽联接提供一种更加易于加工的解决方案。本技术的另一目的是提供一种空心转轴类结构与内置套筒在高速运转的情况下的防松紧固方案。本技术提供一种航空发动机转轴组件，包括转轴，所述转轴为空心结构，还包括内套筒，所述内套筒内置于所述转轴中，所述内套筒的外周面与所述转轴的内周面采用过盈配合，所述内套筒的内周面设置有键槽，所述内套筒具有贯穿其内外侧的内连接孔，所述转轴具有贯穿其内外侧的外连接螺孔，定位螺钉穿过所述内连接孔与所述外连接螺孔连接，以连接固定所述内套筒和所述转轴；所述定位螺钉具有头部、末端以及连接所述头部和所述末端的杆部，所述末端设置有用于拆卸所述定位螺钉的内角结构，所述头部位于所述内套筒侧，所述末端位于所述转轴侧。在一个实施方式中，所述内连接孔为阶梯孔，所述定位螺钉的所述头部全部埋于所述阶梯孔中。在一个实施方式中，所述定位螺钉的所述末端全部埋于所述外连接螺孔中。在一个实施方式中，所述末端的所述内角结构为内六角结构。在一个实施方式中，三组成对的所述内连接孔和所述外连接螺孔分别沿所述内套筒和所述转轴的周向均布，三个所述定位螺钉分别对应穿过所述内连接孔再与所述外连接螺孔连接，三个所述定位螺钉同时设置成所述内套筒的定心调节装置。在一个实施方式中，所述内套筒的内周面设置有内花键、环形槽孔或者环形键槽。在一个实施方式中，所述内套筒与所述转轴采用相同的材料。在一个实施方式中，所述定位螺钉的所述头部为圆柱形，外径大于所述杆部，与所述杆部之间通过锥面过渡。上述航空发动机转轴组件在确保转子高速运转性能可靠的情况下通过采用分体式结构为需要设计键槽结构的转轴诸如航空发动机高速转子提供了一套简单可靠的解决方案，使得例如在发动机细长转轴等高速转子内可以加工出高精度花键，实现转子间通过花键联接进行有效的扭矩传递或运动传递，并且满足转子间一定程度的轴向滑移。而且上述航空发动机转轴组件的键槽结构的可加工性高，加工成本低。而且，上述航空发动机转轴组件的定位螺钉设计使得可以适应于发动机转子的高速运转以及结构紧凑的特点，利用离心力起到防松作用，而且紧固结构不干涉其它部件，还使得分体式结构的周向定位容易操作。附图说明本技术的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：图1是示出现有技术的转轴组件的示意图。图2是示出根据本技术的转轴组件的示意图。图3是图2所示的转轴组件的剖视图。图4是图3所示的定位螺钉附近的局部放大图。具体实施方式下面结合具体实施方式和附图对本技术作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本技术，但是本技术显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施方式的内容限制本技术的保护范围。例如，在说明书中随后记载的第一特征在第二特征上方或者上面形成，可以包括第一和第二特征通过直接联系的方式形成的实施方式，也可包括在第一和第二特征之间形成附加特征的实施方式，从而第一和第二特征之间可以不直接联系。另外，这些公开内容中可能会在不同的示例中重复附图标记和/或字母。该重复是为了简要和清楚，其本身不表示要讨论的各实施方式和/或结构间的关系。进一步地，当第一元件是用与第二元件相连或结合的方式描述的，该说明包括第一和第二元件直接相连或彼此结合的实施方式，也包括采用一个或多个其他介入元件加入使第一和第二元件间接地相连或彼此结合。如本技术所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。例如，如果翻转附图中的器件，则被描述为在其他元件或特征“下方”或“之下”或“下面”的元件的方向将改为在所述其他元件或特征的“上方”。因而，示例性的词语“下方”和“下面”能够包含上和下两个方向。器件也可能具有其他朝向(旋转90度或处于其他方向)，因此应相应地解释此处使用的空间关系描述词。此外，还将理解，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本技术实际要求的保护范围构成限制。此外，不同实施方式下的变换方式可以进行适当组合。图1示出了现有技术中航空发动机20中转轴组件10A的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航空发动机转轴组件，包括转轴，所述转轴为空心结构，其特征在于，还包括内套筒，所述内套筒内置于所述转轴中，所述内套筒的外周面与所述转轴的内周面采用过盈配合，所述内套筒的内周面设置有键槽，所述内套筒具有贯穿其内外侧的内连接孔，所述转轴具有贯穿其内外侧的外连接螺孔，定位螺钉穿过所述内连接孔与所述外连接螺孔连接，以连接固定所述内套筒和所述转轴；/n所述定位螺钉具有头部、末端以及连接所述头部和所述末端的杆部，所述末端设置有用于拆卸所述定位螺钉的内角结构，所述头部位于所述内套筒侧，所述末端位于所述转轴侧。/n

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机转轴组件，包括转轴，所述转轴为空心结构，其特征在于，还包括内套筒，所述内套筒内置于所述转轴中，所述内套筒的外周面与所述转轴的内周面采用过盈配合，所述内套筒的内周面设置有键槽，所述内套筒具有贯穿其内外侧的内连接孔，所述转轴具有贯穿其内外侧的外连接螺孔，定位螺钉穿过所述内连接孔与所述外连接螺孔连接，以连接固定所述内套筒和所述转轴；
所述定位螺钉具有头部、末端以及连接所述头部和所述末端的杆部，所述末端设置有用于拆卸所述定位螺钉的内角结构，所述头部位于所述内套筒侧，所述末端位于所述转轴侧。


2.如权利要求1所述的航空发动机转轴组件，其特征在于，所述内连接孔为阶梯孔，所述定位螺钉的所述头部全部埋于所述阶梯孔中。


3.如权利要求1所述的航空发动机转轴组件，其特征在于，所述定位螺钉的所述末端全部埋于所述外连接螺孔中。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄正斌，丁飞，朱凯，
申请(专利权)人：中国航发商用航空发动机有限责任公司，
类型：新型
国别省市：上海;31