阅读说明：本技术 一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置 (Pull rod bolt fastening device of gas turbine wheel disc pull rod combined rotor ) 是由 肖俊峰 高松 上官博 张蒙 闫安 李园园 于飞龙 段静瑶 于 2021-09-14 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置,该燃气轮机轮盘拉杆组合式转子包括同轴依次连接的左轴头、压气机轮盘、中间轴、透平轮盘和右轴头；压气机轮盘、中间轴和透平轮盘上周向均布有多个拉杆孔,各级压气机轮盘串联并由多个拉杆螺栓紧固连接,各级透平轮盘串联并由多个拉杆螺栓紧固连接,压气机段与透平段由中间轴和螺栓紧固连接。本发明解决了拉杆螺栓两端均采用螺纹与螺母连接时,拉杆螺栓从进气端穿入安装定位不准确,拉杆螺栓与螺母容易整体向圆周外侧方向偏移等问题,方便拉杆螺栓安装,扭矩传递性能好,适用于燃气轮机轮盘拉杆组合式转子,能够提高燃气轮机轮盘拉杆组合式转子整体的安全性和可靠性。(The invention discloses a pull rod bolt fastening device of a wheel disc pull rod combined rotor of a gas turbine, wherein the wheel disc pull rod combined rotor of the gas turbine comprises a left shaft head, a compressor wheel disc, an intermediate shaft, a turbine wheel disc and a right shaft head which are coaxially and sequentially connected; the gas compressor wheel disc, the intermediate shaft and the turbine wheel disc are circumferentially and uniformly provided with a plurality of pull rod holes, the gas compressor wheel discs at all levels are connected in series and are fastened and connected by a plurality of pull rod bolts, the turbine wheel discs at all levels are connected in series and are fastened and connected by a plurality of pull rod bolts, and the gas compressor section and the turbine section are fastened and connected by the intermediate shaft and the bolts. The invention solves the problems that when the two ends of the pull rod bolt are both connected with the nut by threads, the pull rod bolt penetrates from the air inlet end and is not accurately installed and positioned, the pull rod bolt and the nut are easy to integrally deviate towards the circumferential outer side direction, and the like, is convenient for installing the pull rod bolt, has good torque transmission performance, is suitable for the wheel disc and pull rod combined rotor of the gas turbine, and can improve the integral safety and reliability of the wheel disc and pull rod combined rotor of the gas turbine.)

一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置

技术领域

本发明涉及一种燃气轮机转子的拉杆螺栓紧固装置，特别涉及一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置。

背景技术

重型燃气轮机常采用轮盘拉杆组合式转子结构，轮盘拉杆组合式转子具有重量轻、刚度大、强度高等特点。各级轮盘独立加工制造后，采用拉杆螺栓逐级串联紧固，这种方式对起紧固作用的拉杆螺栓的结构强度要求高，目前重型燃气轮机拉杆螺栓多采用两端螺纹与螺母紧固连接的方式。燃气轮机轮盘拉杆组合式转子在装配时采用垂直竖立的方式，拉杆螺栓穿入各级轮盘拉杆孔，各级轮盘逐渐一次装配后，采用拉伸器将每个拉杆螺栓拉伸到设计的拉伸长度，然后拧紧拉伸端的螺母，保证每个拉杆螺栓具有一定的预紧力，这种预紧力的作用下使得各级轮盘保持紧固状态，形成转子整体。

目前燃气轮机轮盘拉杆组合式转子拉杆螺栓采用两端均有螺纹连接的结构，在左侧轴头采用标记的方式进行螺母旋紧位置定位，存在定位不准确，螺母旋入距离测量存在误差影响周向均布多个螺栓预紧力的均匀性，另外螺母与轮盘的接触面采用平面接触的型式，随着转子转速的升高，螺母与拉杆螺栓容易整体向圆周外侧方向偏移，而引起拉杆螺栓与各级轮盘拉杆孔内壁形成接触，造成拉杆螺栓额外的接触应力，影响拉杆螺栓的安全性和可靠性。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现的：

一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置，该燃气轮机轮盘拉杆组合式转子包括同轴依次连接的左轴头、压气机轮盘、中间轴、透平轮盘和右轴头；压气机轮盘、中间轴和透平轮盘上周向均布有多个拉杆孔，各级压气机轮盘串联并由多个拉杆螺栓紧固连接，各级透平轮盘串联并由多个拉杆螺栓紧固连接，压气机段与透平段由中间轴和螺栓紧固连接。

本发明进一步的改进在于，拉杆螺栓采用螺钉与螺母组合的方式，拉杆螺栓的螺纹端穿入左轴头各拉杆孔，使得螺钉端在压气机段左侧，螺纹端在压气机段右侧，螺母螺纹连接在拉杆螺栓的螺纹端。

本发明进一步的改进在于，拉杆孔采用沉孔的方式，拉杆螺栓的螺母沉入螺母沉孔。

本发明进一步的改进在于，拉杆螺栓的螺钉上表面采用平面螺母或球面螺母。

本发明进一步的改进在于，拉杆螺钉与轮盘接触表面采用端面齿的方式与压气机第1级轮盘拉杆螺母沉孔相对应的沉头端面齿进行咬合固定。

本发明进一步的改进在于，端面齿为矩形端面齿、三角形端面齿或梯形端面齿。

本发明进一步的改进在于，拉杆螺钉端面齿的咬合界面采用与轴向垂直的垂直面端面齿。

本发明进一步的改进在于，拉杆螺钉端面齿的咬合界面采用具有设定角度的圆锥面端面齿。

相对于现有技术，本发明至少具有如下的技术效果：

本发明提供的一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置，利用拉杆螺栓一端的螺母型式改进为螺母与螺钉一体式的螺钉结构，方便拉杆螺栓安装。

进一步，螺钉与轮盘装配接触面设计为端面齿结构，端面齿可以采用矩形端面齿、三角形端面齿、梯形端面齿等多种形式，用于传递扭矩；拉杆螺栓另一端采用螺纹与螺母紧固的方式，采用拉伸器将拉杆螺栓拉伸到设计预紧力要求的拉伸长度后旋紧螺母，保证各级轮盘紧密配合，形成转子整体。

综上所述，本发明一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置，解决了拉杆螺栓两端均采用螺纹与螺母连接时，拉杆螺栓从进气端穿入安装定位不准确，拉杆螺栓与螺母容易整体向圆周外侧方向偏移等问题，提供了一种拉杆螺栓的紧固装置，适用于燃气轮机轮盘拉杆组合式转子，方便拉杆螺栓安装，扭矩传递性能好，能够提高燃气轮机轮盘拉杆组合式转子整体的安全性和可靠性。

附图说明

图1为燃气轮机轮盘拉杆组合式转子剖面示意图；

图2为一端具有端面齿的螺钉的拉杆螺栓紧固装置示意图；

图3为轮盘拉杆组合式转子垂直装配示意图；

图4为拉杆螺栓端面齿结构示意图；其中图4(a)为主视图，图4(b)为轴测图；

图5为左轴头轮盘拉杆螺母沉孔与沉孔端面齿结构示意图；

图6中(a)-(c)为矩形端面齿、三角形端面齿以及梯形端面齿结构示意图；

图7为平面带倒圆拉杆螺栓外端面结构示意图；

图8为垂直面端面齿结构示意图；

图9为圆锥面端面齿配合面结构示意图。

附图标记说明：

1、左轴头；2、右轴头；3、压气机轮盘；4、中间轴；5、透平轮盘；6、拉杆螺栓；7、拉杆孔；8、螺钉；9、螺母；10、装配台；11、拉伸器；12、端面齿；13、螺母沉孔；14、沉孔端面齿；15、矩形端面齿；16、三角形端面齿；17、梯形端面齿；18、平面螺母；19、球面螺母；20、垂直面端面齿；21、圆锥面端面齿。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参见图1，本发明提供的一种燃气轮机轮盘拉杆组合式转子的拉杆螺栓紧固装置，燃气轮机轮盘拉杆组合式转子由左轴头1、右轴头2、压气机轮盘3、中间轴4、透平轮盘5、以及周向均布的多个拉杆螺栓6组成，压气机轮盘3、中间轴4和透平轮盘5上周向均布多个拉杆孔7，各级压气机轮盘3串联并由多个拉杆螺栓6紧固连接，各级透平轮盘5也同样串联由多个拉杆螺栓6紧固连接，压气机段与透平段由中间轴和螺栓紧固连接。

参加图2、3，拉杆螺栓6采用螺钉8与螺母9组合的方式，将拉杆螺栓6穿入左轴头各拉杆孔7，螺钉端在压气机左侧(进气端)，再将螺纹端在压气机右侧(出气端)，然后将左轴头1垂直固定在装配台10上，再将转子各级压气机轮盘3垂直对中安装，最后采用拉伸器11将每个拉杆螺栓拉伸到设计的拉伸长度，然后旋紧拉杆螺栓6出气端的螺母9。

参见图4、5，拉杆螺栓6的螺钉8与轮盘接触表面采用端面齿12的方式与压气机第1级轮盘拉杆螺母沉孔13相对应的沉孔端面齿14进行咬合固定。

参见图1、5，第一级轮盘和最后一级轮盘与拉杆螺栓装配面采用沉孔的方式，拉杆螺栓螺母沉入轮盘拉杆的螺母沉孔13。

参见图6，端面齿12可以采用矩形端面齿15、三角形端面齿16以及梯形端面齿17等多种型式。

参见图7、8，拉杆螺栓6的螺钉8外表面可以采用平面螺母18、球面螺母19等多种型式。

参加图8、9，拉杆螺钉6端面齿12的咬合界面可以采用与轴向垂直的垂直面端面齿20，也可以采用具有设定角度的圆锥面端面齿21。