專利名稱：動力機械的制作方法
技術領域：
本發明涉及動カエ程領域，更具體地，涉及ー種動カ機械。
背景技術：
燃氣渦輪發動機或汽輪機等動カ機械含有高速旋轉的轉動體，轉動體在工作過程中有可能因各種原因失效，產生高能碎塊，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。現有的燃氣渦輪發動機或汽輪機等動カ機械出于安全性方面的考慮，一般均在高速轉動的轉動體外部設置包容環結構，包容環主要作用是在轉動體失效破壞，出現高能碎塊飛出吋，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。現有的包容環結構一般用焊接、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上時，包容環主要依靠本身材料的厚度吸收 高能碎塊的能量，因此包容環需要設計得足夠厚實，以確保高能碎塊不會飛出。
發明內容
本發明提供一種動カ機械，g在實現動力機械的包容環結構輕巧可靠，可有效包容高能碎塊的目的。本發明提供了ー種動カ機械，包括機匣、轉動體和設置于轉動體外側的包容環，包容環與機匣連接，其中，包容環的徑向運動和軸向運動受機匣約束并且包容環相對于機匣可自由轉動地設置。進ー步地，機匣和包容環中的ー個包括環形凹槽；機匣和包容環中的另ー個包括與環形凹槽間隙配合的環形凸起。進ー步地，機匣包括徑向設置的環形凹槽；包容環包括徑向設置的環形凸起。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，環形凹槽內部至少一部分的槽寬度大于環形凹槽的開ロ寬度。進ー步地，環形凹槽的截面為T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合。進ー步地，包容環為整體結構。進ー步地，包容環設置于機匣的內部或外部。進ー步地，動カ機械為燃氣渦輪發動機或汽輪機。根據本發明的動カ機械，由于包容環的徑向運動和軸向運動受機匣約束并且包容環相對于機匣可自由轉動，當高能碎塊擊中包容環時，高能碎塊擊中包容環的カ可分解為兩個方向，分別為徑向力和切向力，切向力使包容環克服徑向摩擦和周向摩擦后轉動，因此，高能碎片的能量中徑向カ產生的一部分能量被包容環吸收，切向カ產生的另一部分能量轉化為包容環的動能和包容環轉動摩擦產生的熱能，在包容環進行厚度設計時，僅需要考慮被包容環吸收的部分能量，從而，與現有技術相比，在保證結構可靠的基礎上包容環可以設計得更薄更輕巧。
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進ー步理解，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中圖I是根據本發明的動カ機械的結構示意圖；圖2是根據本發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合實施例來詳細說明本發明。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、轉動體3和設置于轉動體3外側的包容環I。包容環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形凹槽21。上述包容環I通過一體設置的徑向的環形凸起11與環形凹槽21間隙配合，使得包容環I的徑向運動和軸向運動受機匣2約束。一方面，環形凸起11的內圓柱面與環形凹槽21的底圓柱面之間有一個很小的間隙(未圖示)，即便于裝配，又實現包容環I的徑向約束，另ー方面，環形凹槽21的寬度略大于包容環I的環形凸起11的厚度，使得包容環I的環形凸起11與機匣2的環形凹槽21間有很小的間隙δ，從而保證包容環I受カ時既可以轉動，又不至于使包容環I產生較大的徑向和軸向串動量。如圖2所示，當轉動體3的破碎的能量塊擊中包容環I時，高能碎塊擊中包容環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I克服徑向摩擦和周向摩擦后轉動。因此，高能碎片的能量中由徑向カFl產生的部分能量El被包容環I吸收，由切向力F2產生的另一部分能量Ε2轉化為包容環I的動能和包容環I轉動摩擦產生的熱能。因此，在包容環進行厚度設計時，僅需要考慮被包容環吸收的部分能量Ε1，從而，與現有技術相比，在保證結構可靠的基礎上包容環可以設計得更薄更輕巧。本實施例中，環形凹槽21和環形凸起11的截面形狀均為矩形。但是，環形凹槽和環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，環形凸起11設置在了包容環I的端面處，環形凹槽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I的徑向運動和軸向運動受機匣2約束并且包容環I相對于機匣2可自由轉動地設置，環形凸起11和環形凹槽21的位置和數量均不限于以上具體實施例給出的結構。根據本實施例的動カ機械，上述的包容環I采用整體結構。但是本發明的動カ機械中，包容環和機匣都可以根據設計、安裝等需要采用分體結構再進行組合的方式。本實施例的動カ機械中，包容環I設置于機匣2的外部。但是，包容環也可以設置在機匣的內部，同樣可以實現包容高能碎塊的作用。本實施例中，包容環的環形凹槽21的開ロ與凹槽內部具有相同的寬度。在ー個未示出的實施例中，環形凹槽內部至少有一部分的槽寬度大于上述環形凹槽的開ロ寬度，以保證環形凸起11在徑向更好地受機匣2的約束，更好地防止包容環徑向串動。以上動カ機械可以是燃氣渦輪發動機或汽輪機。從以上的描述中可以看出，本發明上述的實施例實現了如下技術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，形成與包容環的環形突起配合的環形凹槽，使包容環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動。當高能碎塊擊中包容環時，高能碎塊擊中包容環的カ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使包容環克服徑向摩擦和周向摩擦后轉動。因此，高能碎片的能量中徑向カFl產生的一部分能量El被包容環吸收，切向力F2產生的另一部分能量E2轉化為包容環的動能和包容環轉動摩擦產生的熱能。設計包容環厚度時，僅需要考慮吸收El這部分能量，因此包容環壁厚可以設計得更薄更輕巧。 以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種動力機械，包括機匣(2)、轉動體(3)和設置于所述轉動體(3)外側的包容環(I)，其特征在于，所述包容環(I)與所述機匣(2)連接，其中，所述包容環(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(I)相對于所述機匣(2)可自由轉動地設置。
2.根據權利要求I所述的動力機械，其特征在于， 所述機匣(2)和所述包容環(I)中的一個包括環形凹槽(21)；所述機匣(2)和所述包容環(I)中的另一個包括與所述環形凹槽間隙配合的環形凸起(II)。
3.根據權利要求2所述的動力機械，其特征在于， 所述機匣(2)包括徑向設置的所述環形凹槽(21)； 所述包容環(I)包括徑向設置的所述環形凸起(11)。
4.根據權利要求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.根據權利要求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.根據權利要求2至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述環形凹槽(21)的內部至少一部分的槽寬度大于所述環形凹槽的開口寬度。
7.根據權利要求6所述的動力機械，其特征在于，所述環形凹槽的截面為T形、L形、梯形、曲線形或曲線與直線的組合。
8.根據權利要求I至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述包容環(I)為整體結構。
9.根據權利要求I至4中任一項所述的動力機械，其特征在于，所述包容環(I)設置于所述機匣(2)的內部或外部。
10.根據權利要求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動機或汽輪機。
全文摘要
本發明提供了一種動力機械，包括機匣、轉動體和設置于轉動體外側的包容環，包容環與機匣連接，其中，包容環的徑向運動和軸向運動受機匣約束并且包容環相對于機匣可自由轉動地設置。根據本發明的動力機械，當高能碎塊擊中包容環時，高能碎塊擊中包容環的力可分解為兩個方向，分別為徑向力和切向力，切向力使包容環克服徑向摩擦和周向摩擦后轉動，因此，高能碎片的能量中徑向力產生的一部分能量被包容環吸收，切向力產生的另一部分能量轉化為包容環的動能和包容環轉動摩擦產生的熱能，在包容環進行厚度設計時，僅需要考慮被包容環吸收的部分能量，從而，在保證結構可靠的基礎上包容環可以設計得更薄更輕巧。
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 優先權日2012年7月6日
發明者潘少杰, 蔣曉煒, 陳競煒 申請人:中國航空動力機械研究所