【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涡轮外环，具体涉及一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构及连接方法。
技术介绍
1、涡轮外环(也称涡轮罩环)是涡轮静子的主要结构件，其主要作用是组成涡轮部件的高温燃气通道。随着先进航空发动机的不断发展，对涡轮外环构件提出了耐更高温度、更长寿命、更轻质的需求。
2、目前，陶瓷基复合材料作为一种具有低密度、耐高温、抗氧化、耐腐蚀、高韧性、高刚度等各种材料优点的热结构功能一体化材料，被国际公认为是发展先进发动机高温部件最具潜力的材料之一；其综合性能指标能够很好地满足高性能涡轮外环构件的使用要求，并逐步取代传统镍基和钴基高温合金成为制备涡轮外环的首选材料。
3、涡轮外环通常安装在涡轮机匣上，由于陶瓷基复合材料与金属之间材料特性的差异，如热膨胀系数、热导率等，陶瓷基复合材料涡轮外环与金属机匣的连接方式多采用在陶瓷基复合材料涡轮外环纤维预制体中设计挂耳、法兰等结构；但陶瓷基复合材料中存在连续纤维相，在纤维预制体结构设计过程中增加挂耳或法兰等结构都需要纤维进行大角度的弯折来实现；另外构件的厚度需要多层纤维布铺层来实现，纤维大角度的弯折容易造成构件该位置纤维分层，进而影响挂耳或法兰结构的连接强度和可靠性。
4、当陶瓷基复合材料涡轮外环没有挂耳或法兰结构时，通常采用螺钉、销钉等方式将陶瓷基复合材料涡轮外环直接与金属机匣连接；此方式的缺点在于：在发动机内部的高温燃气服役环境中，螺钉或销钉很难保证连接的可靠性。例如螺钉或销钉无法冷却将会影响其使用寿命，另外采用螺钉连接就需要在陶瓷基复合材料涡轮外环上
技术实现思路
1、针对现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构及连接方法，解决了现有涡轮外环没有挂耳或法兰结构时，难以保证涡轮外环与金属机匣连接可靠性的问题。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一方面，提供一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其包括支撑块，支撑块的两端分别嵌入相邻涡轮外环的气流腔内，支撑块呈圆弧形，圆弧形的支撑块的上表面两端设置有支撑台，圆弧形的支撑块的上表面中部设置有固定台，固定台的中间部位上开设有螺纹孔，螺纹孔内穿设有连接螺杆以连接金属机匣。
4、本专利技术通过在相邻涡轮外环的气流腔内设置支撑块，相较于采用螺栓直接将陶瓷基复合材料涡轮外环与金属机匣进行连接的方式，支撑块的支撑台不仅可以在径向方向对涡轮外环进行固定，同时在轴向和周向方向也可以实现固定，连接相邻的涡轮外环，最后将金属机匣通过连接螺杆固定在涡轮外环上，从而无需在涡轮外环上设计连接方式，进而保证在涡轮外环在高温服役过程中与金属机匣连接的可靠性。
5、进一步地，支撑块的下表面上开设有与涡轮外环内气流腔流向相同的气流冷却腔。
6、进一步地，气流冷却腔内设置有加强板。
7、进一步地，支撑块的侧面开设有多个与气流冷却腔连通的气流冷却孔。
8、进一步地，固定台的高度小于或者等于支撑台的高度。
9、进一步地，支撑台的上表面为锯齿状。
10、进一步地，连接螺杆为双头螺杆，双头螺杆的中部设置有定位凸台；金属机匣上的安装孔的内表面开设有与定位凸台相契合的定位凹槽，定位凸台嵌入定位凹槽内形成防松结构。
11、另一方面，提供一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构的连接方法，其包括以下步骤：
12、步骤s1、将支撑块的两端分别嵌入相邻两个涡轮外环的气流腔内；
13、步骤s2、调整支撑块上螺纹孔与相邻两个涡轮外环形成的通孔之间的相对位置，使螺纹孔与通孔同心；
14、步骤s3、调节连接螺杆旋入螺纹孔后定位凸台的角度位置；
15、步骤s4、将连接螺杆穿过通孔并旋入螺纹孔内，在连接螺杆旋入过程中，支撑块的锯齿状支撑台持续向涡轮外环的顶部靠拢；
16、步骤s5、将金属机匣上的安装孔套入连接螺杆上，使定位凸台嵌入定位凹槽内形成防松结构，通过螺帽将金属机匣安装在连接螺杆上
17、进一步地，步骤s4中调节定位凸台高度的调节方法为：在连接螺杆上套设有多个调整垫片，根据调整垫片的数量，以确定连接螺杆穿过通孔旋入螺纹孔内的深度。
18、本专利技术公开了一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构及连接方法，其有益效果为：
19、1、本专利技术通过在相邻涡轮外环的气流腔内设置支撑块，相较于采用螺栓直接将陶瓷基复合材料涡轮外环与金属机匣进行连接的方式，支撑块的支撑台不仅可以在径向方向对涡轮外环进行固定，同时在轴向和周向方向也可以实现固定，连接相邻的涡轮外环，最后将金属机匣通过连接螺杆固定在涡轮外环上，从而无需在涡轮外环上设计连接方式，进而保证在涡轮外环在高温服役过程中与金属机匣连接的可靠性。
20、2、本专利技术中支撑块上设置有气流冷却腔和气流冷却孔，使支撑块内部具有冷却气流流道，在高温服役过程中实现对支撑块的冷却降温，从而提高使用寿命和可靠性。
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1.一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：包括支撑块(1)，所述支撑块(1)的两端分别嵌入相邻涡轮外环(2)的气流腔(21)内；
2.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述支撑块(1)的下表面上开设有与涡轮外环(2)内气流腔(21)流向相同的气流冷却腔(11)。
3.根据权利要求2所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述气流冷却腔(11)内设置有加强板(12)。
4.根据权利要求2所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述支撑块(1)的侧面开设有多个与气流冷却腔(11)连通的气流冷却孔(13)。
5.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述固定台(4)的高度小于或者等于所述支撑台(3)的高度。
6.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述支撑台(3)的上表面为锯齿状。
7.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述连接螺杆
8.一种基于权利要求1-7任一所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于，所述步骤S3中调节定位凸台(8)的角度位置的调节方法为：在连接螺杆(6)上套设有多个调整垫片(9)，根据调整垫片(9)的数量，以确定连接螺杆(6)穿过通孔(22)旋入螺纹孔(5)内的深度。
...【技术特征摘要】
1.一种用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：包括支撑块(1)，所述支撑块(1)的两端分别嵌入相邻涡轮外环(2)的气流腔(21)内；
2.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述支撑块(1)的下表面上开设有与涡轮外环(2)内气流腔(21)流向相同的气流冷却腔(11)。
3.根据权利要求2所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述气流冷却腔(11)内设置有加强板(12)。
4.根据权利要求2所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述支撑块(1)的侧面开设有多个与气流冷却腔(11)连通的气流冷却孔(13)。
5.根据权利要求1所述的用于陶瓷基复合材料涡轮外环的连接结构，其特征在于：所述固定台(4)的高度小于或者等于所述支撑台(3)的高度。
6.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，张海昇，成来飞，韩文哲，高响，王卿，
申请(专利权)人：国投陶瓷基复合材料研究院西安有限公司，
类型：发明
国别省市：
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