專利名稱：動力機械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動カエ程領(lǐng)域，更具體地，涉及ー種動カ機械。
背景技術(shù)：
燃氣渦輪發(fā)動機或汽輪機等動カ機械含有高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動體，轉(zhuǎn)動體在工作過程中有可能因各種原因失效，產(chǎn)生高能碎塊，從而可能擊穿靜子機匣，飛出動カ機械，危及周圍物體的安全?，F(xiàn)有的燃氣渦輪發(fā)動機或汽輪機等動カ機械出于安全性方面的考慮，一般均在高速轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動體外部設(shè)置包容環(huán)結(jié)構(gòu)，包容環(huán)主要作用是在轉(zhuǎn)動體失效破壞，出現(xiàn)高能碎塊飛出吋，吸收高能碎塊的能量，避免高能碎塊擊穿動カ機械后危及周圍的人和物體?，F(xiàn)有的包容環(huán)結(jié)構(gòu)一般用焊接、螺紋連接等形式安裝在機匣上，也有采用機匣局部増加壁厚的方式形成包容能力。當高能碎塊擊打在包容環(huán)上時，包容環(huán)主要依靠本身材料的厚度吸收 高能碎塊的能量，因此包容環(huán)需要設(shè)計得足夠厚實，以確保高能碎塊不會飛出。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種動カ機械，g在實現(xiàn)動力機械的包容環(huán)結(jié)構(gòu)輕巧可靠，可有效包容高能碎塊的目的。本發(fā)明提供了ー種動カ機械，包括機匣、轉(zhuǎn)動體和設(shè)置于轉(zhuǎn)動體外側(cè)的包容環(huán)，包容環(huán)與機匣連接，其中，包容環(huán)的徑向運動和軸向運動受機匣約束并且包容環(huán)相對于機匣可自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置。進ー步地，機匣和包容環(huán)中的ー個包括環(huán)形凹槽；機匣和包容環(huán)中的另ー個包括與環(huán)形凹槽間隙配合的環(huán)形凸起。進ー步地，機匣包括徑向設(shè)置的環(huán)形凹槽；包容環(huán)包括徑向設(shè)置的環(huán)形凸起。進ー步地，機匣包括第一機匣體，包括位于第一機匣體端部的第一安裝邊 ，第二機匣體，包括位于第二機匣體端部的第二安裝邊，第一安裝邊與第二安裝邊的相対的端面抵接，環(huán)形凹槽的形狀由第一安裝邊和第二安裝邊的相対的端面的形狀限定。進ー步地，環(huán)形凹槽的截面為矩形、T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合。進ー步地，環(huán)形凹槽內(nèi)部至少一部分的槽寬度大于環(huán)形凹槽的開ロ寬度。進ー步地，環(huán)形凹槽的截面為T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合。進ー步地，包容環(huán)為整體結(jié)構(gòu)。進ー步地，包容環(huán)設(shè)置于機匣的內(nèi)部或外部。進ー步地，動カ機械為燃氣渦輪發(fā)動機或汽輪機。根據(jù)本發(fā)明的動カ機械，由于包容環(huán)的徑向運動和軸向運動受機匣約束并且包容環(huán)相對于機匣可自由轉(zhuǎn)動，當高能碎塊擊中包容環(huán)時，高能碎塊擊中包容環(huán)的カ可分解為兩個方向，分別為徑向力和切向力，切向力使包容環(huán)克服徑向摩擦和周向摩擦后轉(zhuǎn)動，因此，高能碎片的能量中徑向カ產(chǎn)生的一部分能量被包容環(huán)吸收，切向カ產(chǎn)生的另一部分能量轉(zhuǎn)化為包容環(huán)的動能和包容環(huán)轉(zhuǎn)動摩擦產(chǎn)生的熱能，在包容環(huán)進行厚度設(shè)計時，僅需要考慮被包容環(huán)吸收的部分能量，從而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證結(jié)構(gòu)可靠的基礎(chǔ)上包容環(huán)可以設(shè)計得更薄更輕巧。


構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進ー步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。在附圖中圖I是根據(jù)本發(fā)明的動カ機械的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的動カ機械的工作原理圖。
具體實施例方式下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情 況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。如圖I所示，本實施例中的動カ機械包括機匣2、轉(zhuǎn)動體3和設(shè)置于轉(zhuǎn)動體3外側(cè)的包容環(huán)I。包容環(huán)I與機匣2連接在一起。上述機匣2具體地包括第一機匣體和第二機匣體，第一機匣體的第一安裝邊22和第二機匣體的第二安裝邊23相対的端面抵接，第一安裝邊22和第二安裝邊23的相対的端面形狀限定出了徑向的環(huán)形凹槽21。上述包容環(huán)I通過一體設(shè)置的徑向的環(huán)形凸起11與環(huán)形凹槽21間隙配合，使得包容環(huán)I的徑向運動和軸向運動受機匣2約束。一方面，環(huán)形凸起11的內(nèi)圓柱面與環(huán)形凹槽21的底圓柱面之間有一個很小的間隙(未圖示)，即便于裝配，又實現(xiàn)包容環(huán)I的徑向約束，另ー方面，環(huán)形凹槽21的寬度略大于包容環(huán)I的環(huán)形凸起11的厚度，使得包容環(huán)I的環(huán)形凸起11與機匣2的環(huán)形凹槽21間有很小的間隙δ，從而保證包容環(huán)I受カ時既可以轉(zhuǎn)動，又不至于使包容環(huán)I產(chǎn)生較大的徑向和軸向串動量。如圖2所示，當轉(zhuǎn)動體3的破碎的能量塊擊中包容環(huán)I時，高能碎塊擊中包容環(huán)I的力F可分解為兩個方向，分別為徑向力Fl和切向力F2，切向力F2使包容環(huán)I克服徑向摩擦和周向摩擦后轉(zhuǎn)動。因此，高能碎片的能量中由徑向カFl產(chǎn)生的部分能量El被包容環(huán)I吸收，由切向力F2產(chǎn)生的另一部分能量Ε2轉(zhuǎn)化為包容環(huán)I的動能和包容環(huán)I轉(zhuǎn)動摩擦產(chǎn)生的熱能。因此，在包容環(huán)進行厚度設(shè)計時，僅需要考慮被包容環(huán)吸收的部分能量Ε1，從而，與現(xiàn)有技術(shù)相比，在保證結(jié)構(gòu)可靠的基礎(chǔ)上包容環(huán)可以設(shè)計得更薄更輕巧。本實施例中，環(huán)形凹槽21和環(huán)形凸起11的截面形狀均為矩形。但是，環(huán)形凹槽和環(huán)形突起的截面也可以是T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合等形狀。環(huán)形凹槽的具體形狀同樣可以由第一安裝邊22和第二安裝邊23的相對端面形狀限定。本實施例中，環(huán)形凸起11設(shè)置在了包容環(huán)I的端面處，環(huán)形凹槽21的具體形狀由第一安裝邊22和第二安裝邊23的相對端面形狀限定。但是只要能保證包容環(huán)I的徑向運動和軸向運動受機匣2約束并且包容環(huán)I相對于機匣2可自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置，環(huán)形凸起11和環(huán)形凹槽21的位置和數(shù)量均不限于以上具體實施例給出的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本實施例的動カ機械，上述的包容環(huán)I采用整體結(jié)構(gòu)。但是本發(fā)明的動カ機械中，包容環(huán)和機匣都可以根據(jù)設(shè)計、安裝等需要采用分體結(jié)構(gòu)再進行組合的方式。本實施例的動カ機械中，包容環(huán)I設(shè)置于機匣2的外部。但是，包容環(huán)也可以設(shè)置在機匣的內(nèi)部，同樣可以實現(xiàn)包容高能碎塊的作用。本實施例中，包容環(huán)的環(huán)形凹槽21的開ロ與凹槽內(nèi)部具有相同的寬度。在ー個未示出的實施例中，環(huán)形凹槽內(nèi)部至少有一部分的槽寬度大于上述環(huán)形凹槽的開ロ寬度，以保證環(huán)形凸起11在徑向更好地受機匣2的約束，更好地防止包容環(huán)徑向串動。以上動カ機械可以是燃氣渦輪發(fā)動機或汽輪機。從以上的描述中可以看出，本發(fā)明上述的實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果通過第一機匣體端部的第一安裝邊和第二機匣體端部的第二安裝邊相對的端面抵接，形成與包容環(huán)的環(huán)形突起配合的環(huán)形凹槽，使包容環(huán)的軸向方向和徑向方向的運動均受到機匣約束，但可相對于機匣自由轉(zhuǎn)動。當高能碎塊擊中包容環(huán)時，高能碎塊擊中包容環(huán)的カF可分解為兩個方向，分別為徑向力Fl和切向力F2，切向力F2使包容環(huán)克服徑向摩擦和周向摩擦后轉(zhuǎn)動。因此，高能碎片的能量中徑向カFl產(chǎn)生的一部分能量El被包容環(huán)吸收，切向力F2產(chǎn)生的另一部分能量E2轉(zhuǎn)化為包容環(huán)的動能和包容環(huán)轉(zhuǎn)動摩擦產(chǎn)生的熱能。設(shè)計包容環(huán)厚度時，僅需要考慮吸收El這部分能量，因此包容環(huán)壁厚可以設(shè)計得更薄更輕巧。 以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動力機械，包括機匣(2)、轉(zhuǎn)動體(3)和設(shè)置于所述轉(zhuǎn)動體(3)外側(cè)的包容環(huán)(I)，其特征在于，所述包容環(huán)(I)與所述機匣(2)連接，其中，所述包容環(huán)(I)的徑向運動和軸向運動受所述機匣(2)約束并且所述包容環(huán)(I)相對于所述機匣(2)可自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的動力機械，其特征在于， 所述機匣(2)和所述包容環(huán)(I)中的一個包括環(huán)形凹槽(21)；所述機匣(2)和所述包容環(huán)(I)中的另一個包括與所述環(huán)形凹槽間隙配合的環(huán)形凸起(II)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力機械，其特征在于， 所述機匣(2)包括徑向設(shè)置的所述環(huán)形凹槽(21)； 所述包容環(huán)(I)包括徑向設(shè)置的所述環(huán)形凸起(11)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力機械，其特征在于，所述機匣(2)包括 第一機匣體，包括位于所述第一機匣體端部的第一安裝邊(22)； 第二機匣體，包括位于所述第二機匣體端部的第二安裝邊(23)，所述第一安裝邊(22)與所述第二安裝邊(23)的相對的端面抵接，所述環(huán)形凹槽(21)的形狀由所述第一安裝邊(22)和所述第二安裝邊(23)的相對的端面的形狀限定。
5.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述環(huán)形凹槽(21)的截面為矩形、T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述環(huán)形凹槽(21)的內(nèi)部至少一部分的槽寬度大于所述環(huán)形凹槽的開口寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力機械，其特征在于，所述環(huán)形凹槽的截面為T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述包容環(huán)(I)為整體結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述包容環(huán)(I)設(shè)置于所述機匣(2)的內(nèi)部或外部。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述動力機械為燃氣渦輪發(fā)動機或汽輪機。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種動力機械，包括機匣、轉(zhuǎn)動體和設(shè)置于轉(zhuǎn)動體外側(cè)的包容環(huán)，包容環(huán)與機匣連接，其中，包容環(huán)的徑向運動和軸向運動受機匣約束并且包容環(huán)相對于機匣可自由轉(zhuǎn)動地設(shè)置。根據(jù)本發(fā)明的動力機械，當高能碎塊擊中包容環(huán)時，高能碎塊擊中包容環(huán)的力可分解為兩個方向，分別為徑向力和切向力，切向力使包容環(huán)克服徑向摩擦和周向摩擦后轉(zhuǎn)動，因此，高能碎片的能量中徑向力產(chǎn)生的一部分能量被包容環(huán)吸收，切向力產(chǎn)生的另一部分能量轉(zhuǎn)化為包容環(huán)的動能和包容環(huán)轉(zhuǎn)動摩擦產(chǎn)生的熱能，在包容環(huán)進行厚度設(shè)計時，僅需要考慮被包容環(huán)吸收的部分能量，從而，在保證結(jié)構(gòu)可靠的基礎(chǔ)上包容環(huán)可以設(shè)計得更薄更輕巧。
文檔編號F01D25/24GK102733868SQ20121023383
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者潘少杰, 蔣曉煒, 陳競煒 申請人:中國航空動力機械研究所