本发明专利技术提出了一种螺栓防转装配结构，采用了具有凸圆柱面和凸球面的异形头部结构的防转螺栓，并在装配部件上开具与异形头部相匹配的凹槽结构，螺栓头部的圆柱面能够使防转螺栓不会产生沿螺栓孔周向的转动，对防转螺栓起到了限位作用，球面可确保防转螺栓和防转凹槽之间有充分的面接触，相较于传统的D头螺栓方案中的线接触，能够极大减小局部应力集中与塑性变形，并且对原安装边的凸台特征的取消，也减轻了装配部件的重量，从而达到了减重效果。从而达到了减重效果。从而达到了减重效果。
【技术实现步骤摘要】
一种螺栓防转装配结构及采用该装配结构的航空发动机
[0001]本专利技术涉及航空发动机转子盘装配技术，尤其涉及一种转子盘螺栓装配结构。
技术介绍
[0002]当前航空发动机的轴流式压气机结构中，有大量转子盘与机匣结构，这些结构通常通过螺栓螺母等方式互相固定。因轴流式发动机或燃气轮机在装配过程中普遍采用立式安装(即中心轴线在垂直方向)，且操作空间狭窄，为了防止拧紧过程中螺栓自转，通常需采用防转措施。常见的防转措施有设计专用防转工装，或在螺栓、转子盘或机匣结构上设计防转特征。专用防转工装工作量较大，成本较高，且难以通用化。
[0003]在螺栓、转子盘或机匣结构上设计防转特征通常为采用异形螺栓头，并在转子盘或机匣的法兰边上设计防转凸台特征，装配时通过二者限位达到防转效果。
[0004]以转子盘为例，如图1和图2所示，常见的转子盘螺栓装配拧紧方式中，转子盘通过螺栓与螺母连接，其中螺栓上设有凹槽，其上配有卡圈，用于立式装配时防止掉落。螺栓通常为D头螺栓，其上有D头特征，在相配的转子盘安装边设有凸台特征，通过二者的限位实现在装配螺母的过程中对螺栓的限位。
[0005]但对于转子盘而言，其拧紧力矩通常较大，这种限位方式存在造成严重的应力集中甚至产生局部塑性变形的风险。此外，在转子盘或机匣处的防转凸台特征也增大了零件重量，在螺栓孔中心圆远离鼓筒时这种影响尤为明显。
[0006]因此，需要对防转螺栓装配结构进行改进以改善上述问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种螺栓防转装配结构，使螺栓装配结构能够同时具备防转和减少应力集中的效果，并有效减轻装配部件的重量。
[0008]为了解决以上问题，根据本专利技术的第一个方面，提供了一种螺栓防转装配结构，包括防转螺栓和防转凹槽，
[0009]所述防转螺栓的头部具有第一表面、第二表面和第三表面，其中，
[0010]所述第一表面包括凸圆柱面和与所述圆柱面的一侧圆弧边连接的凸球面，所述凸球面和所述凸圆柱面的直径相同，所述凸球面的中心位于所述凸球面与所述凸圆柱面相连接的圆弧边所在的平面，
[0011]所述第二表面为垂直于所述凸圆柱面的轴线的平面，并与所述凸圆柱面的另一侧圆弧边相连，
[0012]所述第三表面为平行于所述凸圆柱面的轴线的平面，并与所述第一表面和所述第二表面相连，
[0013]所述防转螺栓的杆部从所述头部的所述第一表面沿与所述第三表面垂直的方向向外延伸，
[0014]所述防转凹槽设置在装配部件上与所述防转螺栓相配合的螺栓孔位置处，所述防转凹槽具有与所述凸球面相匹配的凹球面和与所述凸圆柱面相匹配的凹圆柱面，所述防转凹槽被配置为当所述防转螺栓插入所述装配部件的螺栓孔时，所述头部相匹配地嵌入所述防转凹槽。
[0015]优选的，所述防转螺栓的所述杆部设有卡圈槽，用以安装卡圈。
[0016]优选的，所述防转螺栓的所述头部与所述杆部为一体成型。
[0017]优选的，所述防转螺栓的所述头部与所述杆部为连接固定。
[0018]优选的，所述防转凹槽的所述凹圆柱面的轴线沿所述装配部件的径向布置。
[0019]优选的，所述防转凹槽的所述凹球面沿所述装配部件的径向方向位于所述凹圆柱面的外侧。
[0020]优选的，所述头部的所述凸球面的中心位于所述杆部的轴线上，所述防转凹槽的所述凹球面的中心位于所述螺栓孔的轴线上。
[0021]优选的，设置有所述防转凹槽的所述装配部件是航空发动机的转子盘。
[0022]优选的，设置有所述防转凹槽的所述装配部件是航空发动机的机匣。
[0023]根据本专利技术的第二个方面，提供了一种航空发动机，包括转子盘和机匣，所述转子盘和/或所述机匣采用如前述的螺栓防转装配结构进行装配。
[0024]与现有技术相比，本专利技术采用的螺栓防转装配结构的螺栓采用具有球面+柱面的异形特征的头部结构，并在转子盘或机匣的安装边上设计凹槽，该凹槽与螺栓头部的异形特征正好相对应，可使螺栓头部正好部分嵌入其中，其柱面起到了螺栓防转作用，球面增大了接触面积，能够避免局部的应力集中与塑性变形，并且相对于传统的防转结构避免了不必要的突台特征，减轻了发动机部件的重量。
附图说明
[0025]本专利技术的以上
技术实现思路
以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的专利技术的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
[0026]图1是现有技术中的转子盘连接示意图；
[0027]图2是现有技术中的转子盘螺栓防转结构示意图；
[0028]图3是本专利技术一实施例的防转螺栓的示意图；
[0029]图4是与图3所示的防转螺栓匹配的防转凹槽的示意图；以及
[0030]图5是图3所示的防转螺栓的安装限位示意图。
[0031]附图标号说明：
[0032]1：防转螺栓
[0033]2：防转凹槽
[0034]3：头部
[0035]4：第一表面
[0036]5：凸圆柱面
[0037]6：凸球面
[0038]7：第二表面
[0039]8：第三表面
[0040]9：杆部
[0041]10：装配部件
[0042]11：螺栓孔
[0043]12：凹球面
[0044]13：凹圆柱面
[0045]14：卡圈槽
[0046]15：卡圈
具体实施方式
[0047]以下在具体实施方式中详细叙述本专利技术的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本专利技术的
技术实现思路
并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本专利技术相关的目的及优点。
[0048]为简化公开内容，下面描述了各元件和排列的具体实例，当然，这些仅仅为例子而已，并非是对本专利技术的保护范围进行限制。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例子中重复附图标记和/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。
[0049]另外，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种螺栓防转装配结构，包括防转螺栓和防转凹槽，所述防转螺栓的头部具有第一表面、第二表面和第三表面，其中，所述第一表面包括凸圆柱面和与所述圆柱面的一侧圆弧边连接的凸球面，所述凸球面和所述凸圆柱面的直径相同，所述凸球面的中心位于所述凸球面与所述凸圆柱面相连接的圆弧边所在的平面，所述第二表面为垂直于所述凸圆柱面的轴线的平面，并与所述凸圆柱面的另一侧圆弧边相连，所述第三表面为平行于所述凸圆柱面的轴线的平面，并与所述第一表面和所述第二表面相连，所述防转螺栓的杆部从所述头部的所述第一表面沿与所述第三表面垂直的方向向外延伸，所述防转凹槽设置在装配部件上与所述防转螺栓相配合的螺栓孔位置处，所述防转凹槽具有与所述凸球面相匹配的凹球面和与所述凸圆柱面相匹配的凹圆柱面，所述防转凹槽被配置为当所述防转螺栓插入所述装配部件的螺栓孔时，所述头部相匹配地嵌入所述防转凹槽。2.如权利要求1所述的螺栓防转装配结构，其特征在于，所述防转螺栓的所述杆部设有卡圈槽，用以安装卡圈。3.如权利要求1所述的螺栓防转装配结构，其特征在于，所述防转螺栓的所述头部与所述杆部为一体...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，严冬青，姚玉花，
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：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。