本發(fā)明涉及一種渦輪后承力機匣和整流葉柵一體化結構，屬于航空推進技術領域。

背景技術：
在目前先進的航空燃氣渦輪發(fā)動機上，通常在渦輪和尾噴管之間安裝加力燃燒室，進行復燃加力，在發(fā)動機到達推力最大狀態(tài)后繼續(xù)增加推力。而低壓渦輪出口氣流通常不能滿足加力燃燒室對于低壓渦輪出口氣流角的要求，所以在低壓渦輪轉子和加力燃燒室之間需要加裝整流葉片，對氣流進行整流。上述這種設計將導致后承力機匣必須向后移動來安裝額外的出口整流葉片，從而使轉子軸向長度增加，軸承支承跨度加大。相應的會增加渦輪部件數(shù)量，導致發(fā)動機重量增加，不利于提高發(fā)動機推重比。后承力機匣和整流葉柵一體化設計是將渦輪后承力機匣和渦輪末級整流導葉一體化的新型結構，這樣不僅能滿足加力燃燒室對于低壓渦輪出口氣流角的要求，還可以達到縮短低壓轉子的軸向長度、減輕重量和減少零件數(shù)量的目的，從而提高發(fā)動機推重比。

技術實現(xiàn)要素：
1、目的：針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種渦輪后承力機匣和整流葉柵一體化結構形式，該結構在不明顯改變渦輪后承力機匣應力、變形和支承剛度的情況下，能夠實現(xiàn)渦輪后成立機匣和整流葉柵一體化結構形式。2、技術方案：本發(fā)明采用的技術方案為：在傳統(tǒng)渦輪后承力框架基礎上加入整流葉柵，將承力支板在流道中的部分設計成葉型形狀和整流葉柵一起整流，設計整環(huán)流道板來保證流道形狀以及氣密性。為避免整流葉柵結構對后承力機匣強度和徑向剛度產(chǎn)生過大影響的要求，采用葉片上緣固定，下緣軸向周向固定的特殊“懸臂”葉片結構。本發(fā)明是一種渦輪后承力機匣和整流葉柵一體化結構形式，如圖3所示，在不改變原有機匣內(nèi)環(huán)和外環(huán)的基礎上，通過整環(huán)流道板將機匣內(nèi)外環(huán)之間的部分分隔成流道和非流道部分。支板和整流葉柵葉片處于流道中的部分設計成葉型形狀，處于非流道中的部分都設計成規(guī)整的長方體形狀便于加工。所以整個結構分為兩大組件：1)帶著葉片上緣板的整流葉片葉型部分穿過整環(huán)流道板焊接到帶葉片下緣板的整流葉柵非葉型部分上組成整流葉柵結構組件；2)由機匣外環(huán)和支板葉型部、非葉型部分和機匣內(nèi)環(huán)焊接到一起組成的承力機匣框架結構組件。整環(huán)流道板通過螺栓徑向和周向固定，通過軸向螺釘軸向固定在機匣支板葉片非葉型部分上。整流葉柵組件通過徑向螺釘徑向固定和特殊的徑向螺栓周向和軸向固定在承力機匣組件上。整環(huán)流道板、葉片上緣板和整流葉片葉型部分、支板葉片葉型部分之間形成了氣流通道。3、優(yōu)點及功效：本發(fā)明的有益效果為：大幅度減少了渦輪零件數(shù)，該結構可同時滿足支板承力和葉片整流的要求，較大幅度降低渦輪部件的重量，有利于減小發(fā)動機的軸向長度。附圖說明圖1為一體化總體結構示意圖；圖2為整流葉柵組件總體示意圖；圖3為流道板部件示意圖；圖4為整流葉柵連接定位示意圖；圖5為一體化部分結構示意圖。具體實施方式本發(fā)明提供了一種渦輪后承力機匣和整流葉柵一體化結構形式，下面結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步的說明。如圖1所示，保留原始渦輪后承力機匣的承力外環(huán)和承力內(nèi)環(huán)結構。本發(fā)明是一種將渦輪后承力機匣和整流葉柵結構設計成一體的結構形式。整個結構分為兩個組件：1)帶著葉片上緣板的整流葉片葉型部分穿過整環(huán)流道板焊接到帶葉片下緣板的整流葉柵非葉型部分上組成整流葉柵結構組件；2)由機匣外環(huán)和支板葉型部、非葉型部分和機匣內(nèi)環(huán)焊接到一起組成的承力機匣框架結構組件。如圖2所示，這是整流葉柵結構組件，由整流葉柵葉片葉型部分(2)、整流葉柵非葉型部分(3)、上緣板(6)和下緣板(5)組成。整流葉柵葉片葉型部分也葉片上緣板焊接到一起，整流葉柵葉片非葉型部分和葉片下緣板焊接到一起。如圖3所示，因為流道板比較薄，所以如果整流葉柵葉片焊在流道板上，會使流道板的變形很大，從而破壞流道的形狀。所以，在流道板上開孔，使整流葉柵葉片葉型部分穿過流道板和整流葉柵葉片的非葉型部分焊接在一起，這樣就能避免流道板的變形。整環(huán)流道板帶有的前擋板和支板非葉型部分用軸向螺釘軸向固定。如圖4所示，在機匣外環(huán)(1)、整流葉柵葉片上緣板(2)和整流葉柵葉片(3)上開螺紋孔，通過徑向螺釘(9)徑向固定，流道板(4)和整流葉柵非葉型部分(5)通過螺栓連接，整流葉柵葉片下緣板(6)和承力機匣內(nèi)環(huán)(7)通過特殊的徑向螺栓(8)固定，通過這樣的徑向螺栓做軸向和周向固定。如圖5所示，一體化結構由機匣承力機匣組件(承力機匣外環(huán)(1)、承力機匣內(nèi)環(huán)(4)、支板葉片葉型部分(2)和支板葉片非葉型部分(3))和整流葉柵組件(整流葉柵葉片上緣板(5)、整流葉柵葉片葉型部分(6)、流道板(7)、整流葉柵非葉型部分(8)和整流葉柵葉片下緣板(9))組成。其中支板葉片葉型部分和支板葉片非葉型部分焊接到一起，然后和承力機匣內(nèi)外環(huán)再焊接到一起組成承力機匣結構組件。將整流葉柵組件組裝到承力機匣組件上即為后承力機匣和整流葉柵一體化結構。在后承力機匣的強度計算中，主要計算后承力機匣在渦輪后高溫燃氣熱負荷下的強度和變形。原始的后承力機匣強度計算顯示，由于承力支板處的溫度明顯高于內(nèi)外環(huán)，熱膨脹量不同導致熱變形不協(xié)調是主要的應力產(chǎn)生原因。在本結構中，對整流葉柵采用懸臂的設計，可最大限度地減小由于葉柵材料的熱膨脹系數(shù)不同于同溫度下后承力機匣材料的熱膨脹系數(shù)而導致進一步的熱變形不協(xié)調問題，故而不會引起應力進一步增大。強度計算顯示，采用這種一體化連接定位方式，一體化結構的最大徑向應力相對于后承力機匣反而有所減小。而在后承力機匣的支承剛度計算中，采用本發(fā)明的一體化結構，由于只在承力機匣外環(huán)和葉片上緣板處采用徑向固連，而在承力機匣內(nèi)環(huán)和葉片下緣板處只限制軸向和周向位移，所以在加入整流葉柵后，整體結構的支承徑向剛度基本不變。所述結構具有以下優(yōu)點：(1)將流道板做成整環(huán)形式，減少零件數(shù)量；(2)整流葉柵葉片葉型部分和非葉型部分焊接到一起而不是和流道板焊接到一起，避免流道板的變形；(3)流道板固定在支板葉片非葉型部分上，固定方式簡單可靠；(3)添加整流葉柵結構不需要大幅修改原始后承力機匣結構；(4)降低了渦輪部件的重量，縮短了渦輪轉子的軸向長度，提高了推重比，改善了整臺航空發(fā)動機的性能。