CN115559817B - 一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，包括悬挂支架、第一支撑架组件和第二支撑架组件；所述第一支撑架组件连接于悬挂支架的边沿与压气机机匣之间；所述第二支撑架组件沿液压起动装置的轴向布置并提供轴向液压起动装置的支撑力，并使悬挂支架固定于压气机机匣的外侧。本方案使用的双支撑安装架结构，在实现对液压起动装置的稳定安装的同时，还能够有效的减小液压起动装置的悬臂距离；第一支撑架组件能够将力传递到压气机机匣上，从而有效的显著减少了离合器、传动组件等必要部件的受力，极大的改善了扭矩传递路线上的载荷环境，降低了离合器、传动组件等部件的设计和选材难度。

Description

一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构。

背景技术

燃气轮机即燃气涡轮发动机，是一种将燃气的能量转变为有用功的内燃式动力机械，在多个领域中被广泛应用，比如：应用于民用发电领域中或作为动力装置应用于飞机或大型船舶中。燃气轮机的工作过程是：压气机连续地从大气中吸入空气并对空气进行压缩；压缩后的空气进入燃烧室，与燃烧室中喷入的燃气混合后燃烧，进而成为高温燃气，随即高温燃气流入到燃气涡轮处膨胀做功，并利用高温燃气推动涡轮带着压气机一起旋转；燃气轮机是一种清洁性好、效率高的装置，具有体积小、重量低等优点。

航空发动机及燃气轮机中的起动装置（或称起动机）通常是采用直接安装在附件传动机匣上的方式来固定，这种方式能很好的适用于使用电动机、燃气涡轮起动机等无外力输入的起动装置安装。

目前，燃气轮机的压气机转子在起动过程中，往往需要使用到起动装置进行初步驱动，而液压驱动的起动装置在燃气轮机起动领域的应用尚未成熟，若使用液压油驱动起动装置时，由于供回油压差极大（往往能够达到35MPa左右），如此高的油压差将会在起动装置上产生数吨的作用力，如此就要求起动装置与传动机构具有极高的同轴度和空间匹配性要求；目前传统中的附件传动机匣的安装方式无法适应液压起动装置的安装和使用需求，而如果将液压起动装置安装在地面，则由于燃气轮机运行过程中产生较大的热变形，造成地面上的液压起动装置无法匹配于燃气轮机的热变形的问题。

因此，有必要设计一种能够将液压起动装置固定于压气机机匣上的安装架结构。

发明内容

为了解决现有安装支架无法满足于液压起动装置在燃气轮机起动技术上应用的问题，本方案提供了一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构。

本发明所采用的技术方案为：

一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，包括悬挂支架、第一支撑架组件和第二支撑架组件；

所述悬挂支架呈板状，液压起动装置的外壳固定连接于悬挂支架上，且液压起动装置的轴向平行于该燃气轮机的轴向；

所述第一支撑架组件连接于悬挂支架的边沿与压气机机匣之间，并对悬挂支架的边沿进行固定和刚性支撑；

所述第二支撑架组件沿液压起动装置的轴向布置并提供轴向液压起动装置的支撑力，该第二支撑架组件连接于悬挂支架与压气机机匣之间，以使悬挂支架固定于压气机机匣的外侧；在第二支撑架组件内设置有传动组件；液压起动装置输出的扭矩由传动组件传递至燃气轮机的压气机转子上。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：所述第一支撑架组件包括支撑支架和转接支架；所述支撑支架和转接支架均呈L形，该转接支架的立向面与悬挂支架的边沿通过螺栓固定连接，所述转接支架的横向面与支撑支架的横向面通过螺栓固定连接，所述支撑支架的立向面与压气机机匣上的法兰部通过螺栓固定连接。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：所述转接支架的立向面上设置有径向腰形孔，所述径向腰形孔的长度方向径向于燃气轮机；所述转接支架的横向面上设置有切向腰形孔，所述切向腰形孔的长度方向平行于燃气轮机的切线方向；所述支撑支架的横向面上设置有轴向腰形孔，轴向腰形孔的长度方向平行于燃气轮机的轴向方向。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：所述支撑支架的横向面与立向面之间连接有中间加强筋板和加强翼板，在中间加强筋板的两侧分别设置有加强翼板；支撑支架的立向面的边沿具有匹配于压气机机匣的圆弧形结构，该圆弧形结构沿燃气轮机的轴向方向贴合在压气机机匣上并通过螺栓固定。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：所述转接支架的横向面与立向面之间设置有加强板。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：所述第二支撑架组件包括同轴线依次连接的定位环套、离合器外壳和传动器外壳；离合器外壳内设置有离合器；所述定位环套内设置有柔性联轴器，柔性联轴器连接于离合器与液压起动装置的输出轴之间；在传动器外壳内设置有传动齿轮组，传动齿轮组用于将离合器输出的扭矩传递至燃气轮机压气机转子；定位环套采用可变形并复原的弹性材料制成，用以补偿液压起动装置与离合器之间的错动。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：所述传动器外壳包括同轴线连接的前传动壳体和后传动壳体。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：在离合器外壳的外壁上设置有第一转动连接部，在压气机机匣的外壁上固定有第一转动连接架，第一转动连接部与第一转动连接架之间连接有第一连接片；所述第一连接片的两端分别与第一转动连接部和第一转动连接架可转动的连接；所述第一连接片的转动平面平行于液压起动装置的轴向。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：在前传动壳体的外壁上设置有第二转动连接部，在第二支撑架组件上固定有第二转动连接架，第二转动连接部与第二转动连接架之间连接有第二连接片；所述第二连接片的两端分别与第二转动连接部和第二转动连接架可转动的连接；所述第二连接片的转动平面垂直于液压起动装置的轴向。

作为上述燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构的备选结构或补充设计：在后传动壳体的外壁上设置有第三转动连接部，在压气机机匣的外壁上固定有第三转动连接架，第三转动连接部与第三转动连接架之间连接有第三连接片；所述第三连接片的两端分别与第三转动连接部和第三转动连接架可转动的连接；所述第三连接片的转动平面垂直于液压起动装置的轴向；所述第二转动连接部和第三转动连接部分别位于传动器外壳周向和轴向上的不同位置。

本发明的有益效果为：

1.本方案使用的双支撑安装架结构，在实现对液压起动装置的稳定安装的同时，还能够有效的减小液压起动装置的悬臂距离；第一支撑架组件能够将液压起动装置所产生的振动力以及其他外力传递到压气机机匣上，从而有效的显著减少了离合器、传动齿轮组等传动组件的受力，极大的改善了扭矩传递路线上的载荷环境，降低了离合器、传动组件等部件的设计和选材难度。

2.本方案中的结构能够将起动装置与燃气轮机的压气机机匣连接固定到一起，能够有效的保证起动装置的输出轴与传动组件的同轴度，减少压气机机匣热膨胀过程中的变形对起动装置扭矩传递的影响，有实现起装置与压气机机匣在轴向上和径向上的同步变形和协调；

3.本方案中的第一支撑架组件采用了三向调节结构，具体的是在转接支架的横向面和立向面上以及在支撑支架的横向面上分别设置腰形孔，腰形孔的长度方向分别平行于不同方向的腰形孔，使得第一支撑架组件在使用过程中，可以根据需要进行局部调节，保证液压起动装置的安装稳固性；这种三向调节结构在起动装置安装过程中显著降低了安装应力、提高了传动结构装配同轴性，降低了安装难度；

4.本发明采用了柔性联轴器加定位环套的结构，能够有效的保证液压起动装置的扭矩传递，定位机匣采用高弹性材料，即有效保证了联轴器安装的同轴度，同时也不会将起动装置受到的力过多的传递到传动器外壳上，保障了离合器和传动齿轮组等传动组件的安全和内部零件运转的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本方案实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是双支撑安装架结构的使用状态的立体结构图；

图2是双支撑安装架结构的使用状态的剖面结构图；

图3是支撑支架、转接支架和悬挂支架配合的径向侧视角结构图；

图4是转接支架和悬挂支架配合的径向侧视角结构图；

图5是转接支架和悬挂支架的轴向侧视角结构图；

图6是离合器外壳和传动器外壳的连接状态结构图。

图中：1-压气机机匣；2-支撑支架；21-轴向腰形孔；22-中间加强筋板；23-加强翼板；3-转接支架；31-切向腰形孔；32-径向腰形孔；4-悬挂支架；5-液压起动装置；6-柔性联轴器；7-定位环套；8-离合器外壳；81-第一转动连接部；82-第一转动连接架；9-前传动壳体；91-第二转动连接部；92-第二转动连接架；93-第二连接片；10-后传动壳体；101-第三转动连接部；102-第三转动连接架；103-第三连接片。

具体实施方式

下面将结合附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是一部分实施例，而非是全部，基于本方案中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本方案的保护范围。

实施例1

如图1至图6所示，本实施例设计了一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，包括悬挂支架4、第一支撑架组件和第二支撑架组件等部件。

悬挂支架4呈板状，该悬挂支架4的板面垂直于燃气轮机的轴向，液压起动装置5在安装时，其外壳固定连接于悬挂支架4上，使得液压起动装置5的轴向能够平行于该燃气轮机的轴向。

第一支撑架组件连接于悬挂支架4的边沿与压气机机匣1之间，并对悬挂支架4的边沿进行固定和刚性支撑。第一支撑架组件的结构应当为大刚性的结构，并具备屈服强度高、弹性弱的特性，比如：利用第一支撑架组件进行固定后并在使用时，总变形量应当小于0.4mm，使得柔性联轴器6的可变形量在0.5mm之内。

第一支撑架组件包括支撑支架2和转接支架3；所述支撑支架2和转接支架3均呈L形，该转接支架3的立向面与悬挂支架4的边沿通过螺栓固定连接，所述转接支架3的横向面与支撑支架2的横向面通过螺栓固定连接，所述支撑支架2的立向面与压气机机匣1上的法兰部通过螺栓固定连接。

所述转接支架3的立向面上设置有径向腰形孔32，所述径向腰形孔32的长度方向径向于燃气轮机；所述转接支架3的横向面上设置有切向腰形孔31，所述切向腰形孔31的长度方向平行于燃气轮机的切线方向；所述支撑支架2的横向面上设置有轴向腰形孔21，轴向腰形孔21的长度方向平行于燃气轮机的轴向方向。通过径向腰形孔32、切向腰形孔31、轴向腰形孔21等孔结构，能够实现液压起动装置5在三个方向上的调节，具体的，通过径向腰形孔32使得液压起动装置5的安装位置能够靠近或远离压气机机匣1；而切向腰形孔31使得液压起动装置5的安装位置能够沿压气机机匣1的周向作小幅度调整；轴向腰形孔21则使得液压起动装置5的安装位置能够沿压气机机匣1的轴向进行微调，这种三向调节结构在液压起动装置5安装过程中，能够显著降低了安装应力和安装难度，同时提高了传动结构装配同轴性。

所述支撑支架2的横向面与立向面之间连接有中间加强筋板22和加强翼板23，在中间加强筋板22的两侧分别设置有加强翼板23；支撑支架2的立向面的边沿具有匹配于压气机机匣1的圆弧形结构，该圆弧形结构沿燃气轮机的轴向方向贴合在压气机机匣1上并通过螺栓固定。中间加强筋板22和加强翼板23可以是与支撑支架2一体铸造而成的结构，也可以是焊接连接的结构，中间加强筋板22和加强翼板23的作用是实现支撑支架2的横向面与立向面的相互支撑，保证两者之间的角度和结构本身的稳定性。在所述转接支架3的横向面与立向面之间设置有加强板。加强板则能够实现转接支架3的横向面与立向面的相互支撑。

第二支撑架组件沿液压起动装置5的轴向布置并提供轴向液压起动装置5的支撑力，该第二支撑架组件连接于悬挂支架4与压气机机匣1之间，以使悬挂支架4固定于压气机机匣1的外侧；在第二支撑架组件内设置有传动组件；液压起动装置5输出的扭矩由传动组件传递至燃气轮机的压气机转子上。

所述第二支撑架组件包括同轴线依次连接的定位环套7、离合器外壳8和传动器外壳；离合器外壳8内设置有离合器；所述定位环套7内设置有柔性联轴器6，柔性联轴器6连接于离合器与液压起动装置5的输出轴之间；在传动器外壳内设置有传动齿轮组，传动齿轮组用于将离合器输出的扭矩传递至燃气轮机压气机转子；定位环套7采用可变形并复原的弹性材料制成，用以补偿液压起动装置5与离合器之间的错动。

燃气轮机起动时，液压起动装置5带动柔性联轴器6和离合器转动，并将扭矩传递到传动齿轮组上，并由传动齿轮组带动燃气轮机内的涡轮等流体机械运转，实现燃气轮机起动。而在燃气轮机完成起动后，根据转速信号和设定的转速阈值，将离合器脱开，并控制液压起动装置5停止运转。柔性联轴器6采用具有一定柔性的材料制成，使得该柔性联轴器6具有一定的角向补偿能力，从而当起动过程中或者起动后，离合器与液压起动装置5之间发生震动或空间变形时，能有效补偿其变形量并保证有效传递扭矩。此外，定位环套7也应当采用高弹性材料制成，在安装时能有效提供空间定位，利用其高弹性的特性，在运行过程中能有效减少液压起动装置5的受力传递到传动组件上，具体的，定位环套7和传动器外壳可以采用铸造铝或不锈钢等高弹性材料制成，在降低成本和重量的同时，也能够实现轻微变形，从而较少离合器与液压起动装置5之间的变形所产生传递的应力。

所述传动器外壳包括同轴线连接的前传动壳体9和后传动壳体10。在离合器外壳8的外壁上设置有第一转动连接部81，在压气机机匣1的外壁上固定有第一转动连接架82，第一转动连接部81与第一转动连接架82之间连接有第一连接片；所述第一连接片的两端分别与第一转动连接部81和第一转动连接架82可转动的连接；所述第一连接片的转动平面平行于液压起动装置5的轴向。在前传动壳体9的外壁上设置有第二转动连接部91，在第二支撑架组件上固定有第二转动连接架92，第二转动连接部91与第二转动连接架92之间连接有第二连接片93；所述第二连接片93的两端分别与第二转动连接部91和第二转动连接架92可转动的连接；所述第二连接片93的转动平面垂直于液压起动装置5的轴向。在后传动壳体10的外壁上设置有第三转动连接部101，在压气机机匣1的外壁上固定有第三转动连接架102，第三转动连接部101与第三转动连接架102之间连接有第三连接片103；所述第三连接片103的两端分别与第三转动连接部101和第三转动连接架102可转动的连接；所述第三连接片103的转动平面垂直于液压起动装置5的轴向；所述第二转动连接部91和第三转动连接部101分别位于传动器外壳周向和轴向上的不同位置。通过多个连接片可转动的连接方式，从而可以根据传动器外壳与压气机机匣1外壳之间的距离制造匹配尺寸的连接片，有效的降低安装难度；并且，由于不同连接片的转动平面的方向各不相同，能够有效的避免传动器外壳与离合器外壳8本身发生转动而影响扭矩的传递。

实施例2

如图1至图5所述，本实施例设计了一种可用于对燃气轮机的起动装置的安装架进行补强的结构，具体为第一支撑架组件，该第一支撑架组件包括支撑支架2和转接支架3。

所述支撑支架2和转接支架3均呈L形，该转接支架3的立向面与悬挂支架4的边沿通过螺栓固定连接，所述转接支架3的横向面与支撑支架2的横向面通过螺栓固定连接，所述支撑支架2的立向面与压气机机匣1上的法兰部通过螺栓固定连接。

所述转接支架3的立向面上设置有径向腰形孔32，所述径向腰形孔32的长度方向径向于燃气轮机；所述转接支架3的横向面上设置有切向腰形孔31，所述切向腰形孔31的长度方向平行于燃气轮机的切线方向；所述支撑支架2的横向面上设置有轴向腰形孔21，轴向腰形孔21的长度方向平行于燃气轮机的轴向方向。

所述支撑支架2的横向面与立向面之间连接有中间加强筋板22和加强翼板23，在中间加强筋板22的两侧分别设置有加强翼板23；支撑支架2的立向面的边沿具有匹配于压气机机匣1的圆弧形结构，该圆弧形结构沿燃气轮机的轴向方向贴合在压气机机匣1上并通过螺栓固定。所述转接支架3的横向面与立向面之间设置有加强板。

本实施例中的第一支撑架组件不仅仅可以配合实施例1中的第二支撑架组件对液压起动装置5进行支撑，还可以应用于其他型号的燃气轮机与起动装置之间的安装架的补强，从而减少原有的安装架的应力，保证起动装置使用过程中的稳定。

上述实施例仅仅是为了清楚地说明所做的举例，而并非对实施方式的限定；这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本技术的保护范围内。

Claims (8)

1.一种燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：包括悬挂支架（4）、第一支撑架组件和第二支撑架组件；

所述悬挂支架（4）呈板状，液压起动装置（5）的外壳固定连接于悬挂支架（4）上，且液压起动装置（5）的轴向平行于该燃气轮机的轴向；

所述第一支撑架组件连接于悬挂支架（4）的边沿与压气机机匣（1）之间，并对悬挂支架（4）的边沿进行固定和刚性支撑；

所述第二支撑架组件沿液压起动装置（5）的轴向布置并提供轴向液压起动装置（5）的支撑力，该第二支撑架组件连接于悬挂支架（4）与压气机机匣（1）之间，以使悬挂支架（4）固定于压气机机匣（1）的外侧；在第二支撑架组件内设置有传动组件；液压起动装置（5）输出的扭矩由传动组件传递至燃气轮机的压气机转子上；

所述第一支撑架组件包括支撑支架（2）和转接支架（3）；所述支撑支架（2）和转接支架（3）均呈L形，该转接支架（3）的立向面与悬挂支架（4）的边沿通过螺栓固定连接，所述转接支架（3）的横向面与支撑支架（2）的横向面通过螺栓固定连接，所述支撑支架（2）的立向面与压气机机匣（1）上的法兰部通过螺栓固定连接；

所述转接支架（3）的立向面上设置有径向腰形孔（32），所述径向腰形孔（32）的长度方向径向于燃气轮机；所述转接支架（3）的横向面上设置有切向腰形孔（31），所述切向腰形孔（31）的长度方向平行于燃气轮机的切线方向；所述支撑支架（2）的横向面上设置有轴向腰形孔（21），轴向腰形孔（21）的长度方向平行于燃气轮机的轴向方向。

2.根据权利要求1所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：所述支撑支架（2）的横向面与立向面之间连接有中间加强筋板（22）和加强翼板（23），在中间加强筋板（22）的两侧分别设置有加强翼板（23）；支撑支架（2）的立向面的边沿具有匹配于压气机机匣（1）的圆弧形结构，该圆弧形结构沿燃气轮机的轴向方向贴合在压气机机匣（1）上并通过螺栓固定。

3.根据权利要求2所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：所述转接支架（3）的横向面与立向面之间设置有加强板。

4.根据权利要求1所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：所述第二支撑架组件包括同轴线依次连接的定位环套（7）、离合器外壳（8）和传动器外壳；离合器外壳（8）内设置有离合器；所述定位环套（7）内设置有柔性联轴器（6），柔性联轴器（6）连接于离合器与液压起动装置（5）的输出轴之间；在传动器外壳内设置有传动齿轮组，传动齿轮组用于将离合器输出的扭矩传递至燃气轮机压气机转子；定位环套（7）采用可变形并复原的弹性材料制成，用以补偿液压起动装置（5）与离合器之间的错动。

5.根据权利要求4所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：所述传动器外壳包括同轴线连接的前传动壳体（9）和后传动壳体（10）。

6.根据权利要求5所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：在离合器外壳（8）的外壁上设置有第一转动连接部（81），在压气机机匣（1）的外壁上固定有第一转动连接架（82），第一转动连接部（81）与第一转动连接架（82）之间连接有第一连接片；所述第一连接片的两端分别与第一转动连接部（81）和第一转动连接架（82）可转动的连接；所述第一连接片的转动平面平行于液压起动装置（5）的轴向。

7.根据权利要求6所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：在前传动壳体（9）的外壁上设置有第二转动连接部（91），在第二支撑架组件上固定有第二转动连接架（92），第二转动连接部（91）与第二转动连接架（92）之间连接有第二连接片（93）；所述第二连接片（93）的两端分别与第二转动连接部（91）和第二转动连接架（92）可转动的连接；所述第二连接片（93）的转动平面垂直于液压起动装置（5）的轴向。

8.根据权利要求7所述的燃气轮机的液压起动装置的双支撑安装架结构，其特征在于：在后传动壳体（10）的外壁上设置有第三转动连接部（101），在压气机机匣（1）的外壁上固定有第三转动连接架（102），第三转动连接部（101）与第三转动连接架（102）之间连接有第三连接片（103）；所述第三连接片（103）的两端分别与第三转动连接部（101）和第三转动连接架（102）可转动的连接；所述第三连接片（103）的转动平面垂直于液压起动装置（5）的轴向；所述第二转动连接部（91）和第三转动连接部（101）分别位于传动器外壳周向和轴向上的不同位置。

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