一种燃气轮机转子防松螺母的制作方法

xiaoxiao2021-7-27  209

一种燃气轮机转子防松螺母的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及防松螺母技术领域,特别涉及一种燃气轮机转子防松螺母。
【背景技术】
[0002]燃气轮机外围式拉杆转子,通过周向分布的多根拉杆螺栓及与之配合的螺母将各级轮盘紧密的配合在一起。拉杆螺栓不仅起到连接轮盘的作用,同时拉杆孔在轮盘上的径向位置也决定了整个转子的刚度。从刚度的角度来看,拉杆螺栓沿轮盘径向越往外,整个燃气轮机转子的刚度就越好。
[0003]为了保证燃机转子的整体性,除了保证拉杆螺栓的预紧力足够外,还要考虑拉杆螺栓材料蠕变、冲击、振动、变载荷等原因造成的螺纹反转及松弛现象。拉杆螺母作为整个燃机转子的紧固件,其可靠性要求非常高。拉杆螺母一旦出现松脱,轻者会导致转子振动剧烈影响燃气轮的正常运转,重者会造成严重事故。为了保证连接可靠同时便于拆卸,需要采用机械防松的方法锁紧拉杆螺栓两端的螺母;如图1所示,现有的拉杆螺母一般采用圆螺母100,固定后再利用机械防松的方式对其进行锁紧。
[0004]尤其对分布式拉杆转子而言,压气机进气侧拉杆螺母并非位于转子第一级轮盘之前,而是位于轮盘之间的凹槽空间内。由于空间有限,受安装空间及转子工作转速的限制,很多机械防松方法都不能使用,无法实现有效防松的目的。
【实用新型内容】
[0005](一 )要解决的技术问题
[0006]本实用新型要解决的技术问题是:为解决现有分布式拉杆转子进气侧的拉杆螺母安装在凹槽内,安装空间有限,无法在实现可拆卸的同时,实现机械防松的问题。
[0007]( 二)技术方案
[0008]为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种燃气轮机转子防松螺母,包括:设置于螺母本体外侧面上的凹陷部,所述凹陷部上任意一点到所述螺母本体中心的距离,均小于所述螺母本体外侧面的半径;所述凹陷部沿径向贯穿整个所述螺母本体。
[0009]其中,所述凹陷部的截面为外凸的圆弧或内凹的圆弧。
[0010]其中,所述螺母本体包括两个互不相接的凹陷部。
[0011]其中,两个所述凹陷部中,其中一个为外凸的圆弧,另一个为内凹的圆弧。
[0012]其中,两个所述凹陷部的中心与所述螺母本体的中心共线。
[0013]其中,所述凹陷部与所述螺母本体外侧面的连接处设有过渡圆弧。
[0014]其中,所述螺母本体的一端与燃气轮机转子的轮盘相对,所述螺母本体相对所述轮盘的一端设有垫片。
[0015]其中,所述螺母本体的一端设有应力释放槽,所述应力释放槽为闭合的环形沉槽。
[0016](三)有益效果
[0017]上述技术方案具有如下优点:本实用新型所述燃气轮机转子防松螺母,通过在螺母本体的外侧设置沿径向贯穿整个螺母本体的凹陷部,通过凹陷部同与之相邻的凸肩相配合,防止螺母本体自行旋转,实现对螺母本体的机械锁紧,实现自锁;本实用新型充分利用了现有轮盘自身的结构,而且结构简单,安装拆卸方便,防松自锁效果好。
【附图说明】
[0018]图1是现有圆螺母的结构示意图;
[0019]图2是本实用新型实施例一所述防松螺母的俯视图;
[0020]图3是图2的A-A向剖视图;
[0021]图4是本实用新型实施例一所述防松螺母的立体图;
[0022]图5是本实用新型实施例一所述防松螺母的使用状态图之一;
[0023]图6是图5的局部放大示意图;
[0024]图7是本实用新型实施例二所述防松螺母的俯视图;
[0025]图8是本实用新型实施例三所述防松螺母的剖视图;
[0026]图9是本实用新型实施例一所述防松螺母的使用状态图之二 ;
[0027]图10是本实用新型实施例一所述防松螺母在车床上的装夹及加工示意图;
[0028]图11是本实用新型实施例一所述防松螺母的线切割加工示意图。
[0029]其中,1、轮盘;2、螺母本体;3、拉杆螺栓;6、工装转盘;9、走丝;10、凸肩;15、车刀;16、三爪卡盘;21、应力释放槽;30、拉杆转子;100、圆螺母;200、凹陷部。
【具体实施方式】
[0030]下面结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0031]在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0032]在本实用新型的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0033]如图2-4所示,本实用新型公布了一种燃气轮机转子防松螺母,其包括:设置于螺母本体2外侧面上的凹陷部200,所述凹陷部200上任意一点到所述螺母本体2中心的距离,均小于所述螺母本体2外侧面的半径;所述凹陷部200沿径向贯穿整个所述螺母本体
2。凹陷部200的轮廓可根据该防松螺母的安装环境确定,可以是圆弧、直线或者其他不规则轮廓,只要能够与外部设备配合,避免螺母本体2发生转动,能够实现防松的目的即可。
[0034]实施例一:
[0035]如图5和6所示,所述凹陷部200的截面为外凸的圆弧或内凹的圆弧。所述凹陷部200与所述螺母本体2外侧面的连接处设有过渡圆弧。安装时,将该防松螺母放入轮盘I端部的相邻两个凸肩10之间,两个凸肩10均为环形,该防松螺母位于两个所述环形凸肩10之间的凹槽内,凹陷部200与外侧的凸肩10相匹配,即凹陷部200为外凸的圆弧,该圆弧与外侧凸肩10的内壁的曲率相同;拉杆螺栓3的一端与该防松螺母连接,另一端经液压拉伸预紧后,与普通的螺母连接,然后用机械防松的方式将普通的螺母紧固,实现防脱落。当然,也可以将凹陷部200设置在与内侧凸肩10相接的地方,将凹陷部200设置为与内测凸肩10的外圆相匹配的内凹圆弧,实现防松、防脱落的目的。由于凹陷部200与凸肩10相接处相匹配,接触面积大,可以避免螺母本体2上出现应力集中的现象,有利于延长该防松螺母的使用寿命,保证实现防松、防脱落的目的。过渡圆弧的设置可以进一步避免应力集中现象的发生。
[0036]实施例二:
[0037]如图7所示,本实施例与实施例一基本相同,区别仅在于,所述螺母本体2包括两个互不相接的凹陷部200。优选的,两个所述凹陷部200中,其中一个为外凸的圆弧,另一个为内凹的圆弧。即将螺母本体2上的两个凹陷部200分别与其两侧的凸肩10相匹配,实现两处防松,防松效果更好;应力被分散,螺母本体2不易变形,防松效果好。优选的,两个所述凹陷部200的中心与所述螺母本体2的中心共线;以方便加工。
[0038]该实施例只给出了凹陷部20 0分别为外凸圆弧和内凹圆弧的实施方式,其与的组合也属于本实用新型的保护范围,比如两个均为外凸圆弧或者两个都是内凹圆弧。
[0039]实施例三:
[0040]如图8所示,本实施例与实施例一或二基本相同,区别仅在于,所述螺母本体2的一端设有应力释放槽21,所述应力释放槽21为闭合的环形沉槽。即在螺母本体2的一端设置一环形凹槽,该凹槽位于螺母本体2的螺纹与外侧面之间,作为应力释放槽21 ;由于螺母本体2端部的几个螺纹牙受力较大,因此在其外侧设置了应力释放槽21,使得这几个螺纹牙可以有一个向外的、小的变形,以缓减螺纹牙受到的作用力,防止螺纹牙损坏。
[0041]优选的,所述螺母本体2的一端与燃气轮机转子的轮盘I相对,所述螺母本体2相对所述轮盘I的一端设有垫片;即在螺母本体2与轮盘I之间设置平垫片、弹簧垫片、或者两种垫片的组合;当凸肩10与轮盘I之间设计有圆角时,可通过改变垫片的厚度,调整螺母本体2与轮盘I配合的轴向位置,防止因螺母本体2的端面无法与轮盘I接触而影响螺母本体2的紧固效果,确保凹陷部200与凸肩10紧密接触,避免螺母本体2发生旋转。
[0042]拉杆螺栓3两端仅有一端采用本实用新型所述的锁紧螺母。如图9所示,外围式拉杆转子30通过拉杆螺栓3及两端的螺母将多个轮盘I或回转件连成一体。安装拉杆转子30时,在轮盘I与该防松螺母的装配侧处固定所述防松螺母,防松螺母与凸肩10之间在公差配合范围内,可存在少量间隙。拉杆螺栓3从与之配合的轮盘I的另一侧通过拉杆孔旋入到所述防松螺母中。待装配完其他被连接件后,与所述防松螺母配合的拉杆螺栓3通过液压拉伸器预紧达到指定伸长量,拧紧拉杆螺栓3另一端的螺母即可实现转子的组装。
[0043]本实用新型所述的燃气轮机转子防松螺母,充分利用了外围式拉杆转子30及与之装配的轮盘I的结构特点,设计了凹陷部200,使凹陷部200与凸肩10配合,既使得拉杆螺栓3沿径向向外提高了转子的刚度,又通过限制螺母转动,提高了拉杆螺栓3与防松螺母连接的可靠性,避免了长时间工作造成的松脱现象。
[0044]如图10所示,本实用新型还公布了上述实施例所述防松螺母的加工方法,包括以下步骤:
[0045]Al:将多个螺母本体2均匀固定于工装转盘6的外侧,并将待切削部位外露,使得所有螺母本体2的中心线均与所述工装转盘6的中心线平行且距离相等;根据螺母本体2在使用时的安装环境,确定螺母所在圆周的半径,再选择合适尺寸的工装转盘6 ;然后根据凸肩10内侧的曲率,确定车刀15的切削位置。
[0046]A2:将该工装转盘6通过三爪卡盘16固定在车床上的;
[0047]A3:定位车刀15,在所有所述螺母本体2上切出曲率相等的外凸圆弧。
[0048]螺母本体2可以多个一组周向装夹在工装转盘6的同一半径上,通过工装转盘6或三爪卡盘16的回转运动,在车床或铣床上同时加工出曲率相同的凹陷部200。
[0049]该加工方法只能适用于实施例一所述的只有一个凹陷部200,并且凹陷部200为外凸圆弧的防松螺母的加工。
[0050]如图11所示,本实用新型还公布了另一种上述防松螺母的加工方法,包括以下步骤:
[0051]B1:将所有待加工螺母本体2同轴固定;优选的将所有螺母本体2拧紧在同一螺纹杆上,使得所有螺母本体2同轴,并且不会发生整体旋转和相对旋转;
[0052]B2:确定待加工的缺陷部的数量和轮廓;根据使用需求,确定缺陷部的数量为一个、两个或者更多,并将对应缺陷部的轮廓线参数输入线切割机的主机;
[0053]B3:利用线切割的走丝9进行切割。
[0054]该加工方法可以加工各种数量与不同轮廓的凹陷部200,加工难度低,精度高,适合广泛推广使用。
[0055]由以上实施例可以看出,本实用新型所述防松螺母,通过在现有圆螺母100式的螺母本体2的侧面开设凹陷部200,以便于凸肩10配合实现螺母本体2的机械式自锁防松,保证了拉杆螺栓3连接的可靠性,进一步增强了燃机转子的安全性;凹陷部200的数量与轮廓根据该防松螺母的安装环境确定,确保所有缺陷部均能与对应的凸肩10相配合,避免出现应力集中现象;凹陷部200与所述螺母本体2外侧面的连接处设有过渡圆弧,进一步缓减了应力集中现象;螺母本体2的一端设有应力释放槽21,可以避免端部的螺纹牙受理过大而产生变形;垫片的设置可以对螺母本体2与凸肩10、轮盘I端面之间的距离进行调节,确保能够实现防松的目的。本实用新型还公布了两种该防松螺母的加工方法,第一种采用工装转盘6与三爪卡盘16固定,可以实现同时加工多个螺母本体2的缺陷部的目的,但只能加工凹陷部200为外凸圆弧的防松螺母;另一种防松螺母的加工方法采用线切割实现,该方法不受凹陷部200的数量与轮廓形状的限制,可以加工各种具有多个凹陷部200、且凹陷部200轮廓形状不同的螺母本体2,加工难度低,生产效率高,可以广泛推广使用。
[0056]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和替换,这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,包括:设置于螺母本体(2)外侧面上的凹陷部(200),所述凹陷部(200)上任意一点到所述螺母本体(2)中心的距离,均小于所述螺母本体(2)外侧面的半径;所述凹陷部(200)沿径向贯穿整个所述螺母本体(2)。2.如权利要求1所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,所述凹陷部(200)的截面为外凸的圆弧或内凹的圆弧。3.如权利要求1所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,所述螺母本体(2)包括两个互不相接的凹陷部(200)。4.如权利要求3所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,两个所述凹陷部(200)中,其中一个为外凸的圆弧,另一个为内凹的圆弧。5.如权利要求4所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,两个所述凹陷部(200)的中心与所述螺母本体(2)的中心共线。6.如权利要求1所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,所述凹陷部(200)与所述螺母本体(2)外侧面的连接处设有过渡圆弧。7.如权利要求6所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,所述螺母本体(2)的一端与燃气轮机转子的轮盘(I)相对,所述螺母本体(2)相对所述轮盘(I)的一端设有垫片。8.如权利要求1所述的燃气轮机转子防松螺母,其特征在于,所述螺母本体(2)的一端设有应力释放槽(21),所述应力释放槽(21)为闭合的环形沉槽。
【专利摘要】本实用新型属于防松螺母技术领域,公开了一种燃气轮机转子防松螺母,包括:设置于螺母本体外侧面上的凹陷部,所述凹陷部上任意一点到所述螺母本体中心的距离,均小于所述螺母本体外侧面的半径;所述凹陷部沿径向贯穿整个所述螺母本体。本实用新型通过在螺母本体的外侧设置沿径向贯穿整个螺母本体的凹陷部,凹陷部与凸肩相配合,实现锁紧;本实用新型充分利用了现有轮盘自身的结构,而且结构简单,安装拆卸方便,防松自锁效果好。
【IPC分类】F16B39/02, F16B37/00
【公开号】CN204716707
【申请号】CN201520277323
【发明人】陈海燕, 范玮, 陈宏 , 张传斌, 刘阔
【申请人】北京华清燃气轮机与煤气化联合循环工程技术有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年4月30日

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