用于涡轮叶片的轴向锁定装置

技术领域

本发明涉及涡轮技术领域，具体来说，涉及一种用于涡轮叶片的轴向锁定装置。

背景技术

燃气轮机涡轮转子通常由涡轮盘、涡轮叶片及相应的锁定装置组合形成，涡轮叶片采用枞树形榫头结构，与涡轮盘上相应的枞树形榫槽进行配合，承担涡轮转子高速旋转时的离心力，同时涡轮盘上的榫槽对涡轮叶片也进行了周向上的限位，因而涡轮盘与涡轮叶片需要设计相应的锁定装置来承受涡轮运行时的叶片轴向力，防止叶片出现轴向位移。

目前常用的锁定装置，一种是在榫接结构的底部开槽安装锁紧片，如专利CN208778046U中采用的锁紧片结构，这种方法需要定制专用锁紧片，同时锁紧片的重量较大，其离心力叠加在叶片上，增大了枞树形榫槽的负载，另一种是在涡轮叶片和涡轮盘端面开环形槽安装环形挡片，如专利EP 2808489B1采用的挡片结构，这种方法的挡片离心力集中作用于叶片的局部位置，容易造成该处的应力集中，降低涡轮叶片的疲劳寿命，故此亟需改进。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种用于涡轮叶片的轴向锁定装置，旨在提供一种加工制造简单且能满足涡轮叶片承受轴向力的锁定装置。

一种用于涡轮叶片的轴向锁定装置，包括涡轮盘、多个叶片以及多个销钉；其中，所述涡轮盘呈圆柱体形状设置并具有沿其轴向的端面凹设的避让槽，所述涡轮盘还设置有多个通槽，多个所述通槽沿所述涡轮盘的外周壁呈间隔排布并沿所述涡轮盘的轴向延伸设置，各所述通槽还均贯设涡轮盘轴向方向的两端面，各所述通槽的两槽壁均凸设有第一限位筋条，所述涡轮盘还设置有多个通孔，各所述通孔沿所述避让槽的周向呈间隔的设置在所述避让槽的槽壁上，各所述通孔分别将对应的通槽与所述避让槽连通；多个叶片均包括呈相对设置的主体部以及配合部，各所述配合部均具有两第一插接槽，两所述第一插接槽设于所述配合部的两侧面并沿所述涡轮盘的轴向延伸设置，所述配合部沿所述涡轮盘的轴向插接至所述通槽内以使两所述第一限位筋条与对应的第一插接槽插接配合，各所述配合部还均凹设限位槽，各所述限位槽与各所述通孔一一对应；多个所述销钉穿过对应的通孔伸入至对应的限位槽内，以对各所述叶片沿所述涡轮盘的轴向方向进行锁定。

作为优选的：各所述销钉与对应的通孔间隙配合，各所述销钉还与对应的限位槽的两槽壁间隙配合。

作为优选的：各所述通槽的两槽壁还均凸设有第二限位筋条，两所述第二限位筋条与两所述第一限位筋条呈间隔设置，各所述配合部还均具有第二插接槽，两所述第二插接槽设于所述配合部的两侧面并与两所述第一插接槽呈间隔设置，所述配合部沿所述涡轮盘的轴向插接至所述通槽内以使两所述第二限位筋条与对应的第二插接槽插接配合。

作为优选的：各所述销钉为锥形销钉，各所述通孔为锥形孔。

作为优选的：各所述销钉均具有呈相对设置的锁定段以及铆接段，所述铆接段的外径大于所述锁定段的外径设置，各所述锁定段用以伸入对应的限位槽内，各所述通孔还包括避让开口，各所述避让开口用以容纳所述铆接段。

作为优选的：各所述销钉邻近所述避让槽的一端与对应的通孔进行铆接连接。

采用上述方案，本发明的有益效果是：锁定装置采用销钉的方式对叶片以及涡轮盘进行固定，销钉能承受叶片的轴向力，满足叶片与涡轮盘之间的周向锁定要求，并且销钉加工制造简单，无需定制，可降低制造成本；此外，销钉与叶片之间存在间隙，叶片在气动力作用下在其平衡位置附近产生往复振动，各连接处的摩擦作用耗散掉部分振动能量，降低叶片的振动应力，还可延长叶片疲劳寿命。

附图说明：

图1是本发明中用于涡轮叶片的轴向锁定装置一实施例的结构爆炸图；

图2是本发明中用于涡轮叶片的轴向锁定装置一实施例的结构剖视图；

图3是本发明中用于涡轮叶片的轴向锁定装置一实施例的结构剖视图；

图4是本发明中销钉为锥形销的一实施例的结构剖图；

图5是本发明中销钉为阶梯销的一实施例的结构剖图。

附图标记说明：100、涡轮盘；100a、避让槽；100b、通槽；100c、通孔；110、第一限位筋条；120、第二限位筋条；200、叶片；210、主体部；220、配合部；220a、第一插接槽；220b、第二插接槽；220c、限位槽；300、销钉；310、锁定段；320、铆接段。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

如图1至图3所示，一种用于涡轮叶片200的轴向锁定装置，包括涡轮盘100、多个叶片200以及多个销钉300；其中，涡轮盘100呈圆柱体形状设置并具有沿其轴向的端面凹设的避让槽100a，该避让槽100a呈圆形状槽体设置。

涡轮盘100还设置有多个通槽100b，多个通槽100b沿涡轮盘100的外周壁呈间隔排布并沿涡轮盘100的轴向延伸设置，各通槽100b还均贯设涡轮盘100轴向方向的两端面，各通槽100b的两槽壁均凸设有第一限位筋条110，两第一限位筋条110也沿涡轮盘100的轴向进行延伸设置，涡轮盘100还设置有多个通孔100c，各通孔100c沿避让槽100a的周向呈间隔的设置在避让槽100a的槽壁上，各通孔100c分别将对应的通槽100b与避让槽100a连通。

需要说明的是，各通孔100c的轴向方向与涡轮盘100的轴向方向呈夹角设置，以确保各通孔100c能与对应的通槽100b连通。

多个叶片200均包括呈相对设置的主体部210以及配合部220，各配合部220用以与对应的通槽100b进行插接配合，各配合部220均具有两第一插接槽220a，两第一插接槽220a设于配合部220的两侧面并沿涡轮盘100的轴向延伸设置，配合部220沿涡轮盘100的轴向插接至通槽100b内以使两第一限位筋条110与对应的第一插接槽220a插接配合，如此，使得涡轮盘100在带动各叶片200进行转动时，各叶片200能在两第一限位筋条110与两第一插接槽220a的插接配合下，不会沿涡轮盘100的径向方向脱离。

进一步的，各配合部220还均凹设限位槽220c，各限位槽220c与各通孔100c一一对应；多个销钉300穿过对应的通孔100c伸入至对应的限位槽220c内，以对各叶片200沿涡轮盘100的轴向方向进行锁定。

如此设置，叶片200在转动时所产生的轴向力，通过限位槽220c的槽壁传递给销钉300，销钉300通过涡轮盘100通孔100c将轴向力传递给涡轮盘100，即各叶片200沿涡轮盘100的轴向方向能被对应的销钉300所锁定，使得各叶片200能相对涡轮盘100进行固定。

为了方便各销钉300通过对应的通孔100c伸入至对应的限位槽220c内，各销钉300与对应的通孔100c间隙配合。如此，方便各销钉300穿过对应的通孔100c伸入至限位槽220c内。

需要说明的是，各销钉300还与对应的限位槽220c的两槽壁间隙配合，以使得各限位槽220c在与对应的通孔100c对位后销钉300能伸入至限位槽220c内，对叶片200沿涡轮盘100的轴向方向进行限制；并且，销钉300与叶片200的限位槽220c之间存在间隙，叶片200在气动力作用下在其平衡位置附近产生往复振动，各连接处的摩擦作用耗散掉部分振动能量，降低叶片200的振动应力，还可延长叶片200疲劳寿命。

为了进一步确保涡轮盘100在带动各叶片200进行转动时，各叶片200不会沿涡轮盘100的径向方向脱离，本实施例中，各通槽100b的两槽壁还均凸设有第二限位筋条120，两第二限位筋条120与两第一限位筋条110呈间隔设置，各配合部220还均具有第二插接槽220b，两第二插接槽220b设于配合部220的两侧面并与两第一插接槽220a呈间隔设置，配合部220沿涡轮盘100的轴向插接至通槽100b内以使两第二限位筋条120与对应的第二插接槽220b插接配合。如此设置，通过两第一限位筋条110以及两第二限位筋条120与对应的两第一插接槽220a以及两第二插接槽220b插接配合，使得叶片200能稳定的插接在涡轮盘100上，避免叶片200沿涡轮盘100的径向方向脱离。

值得注意的是，为了防止各销钉300在安装至对应的通孔100c内后从对应的通孔100c邻近避让槽100a的一侧脱落，各销钉300邻近避让槽100a的一端与对应的通孔100c进行铆接连接，使得各锁销邻近避让槽100a的一端与对应的通孔100c形成过盈配合，如此即可防止锁销从通孔100c内脱落，另外，用以对锁销进行压铆的工具有很多，例如采用铆压枪、铆压机等专用工具，该铆压工具在此不做具体限定。

在一实施例方式中，如图4所示，各销钉300为锥形销钉300，各通孔100c为锥形孔，如此销钉300的外周壁形成导向斜面，方便销钉300穿过通孔100c并与对应的限位槽220c进行对位。

在另一实施方式中，如图5所示，各销钉300均具有呈相对设置的锁定段310以及铆接段320，铆接段320的外径大于锁定段310的外径设置，各锁定段310用以伸入对应的限位槽220c内，各通孔100c还包括避让开口，各避让开口用以容纳铆接段320，如此设置，铆接段320的外径较大，压铆后可加大销钉300与通孔100c的过盈配合面积，使得销钉300不易从通孔100c处脱落。