[实用新型]低压涡轮轴

说明书

本实用新型的目的在于提供一种低压涡轮轴，其结构可以降低加工、制造难度。为实现所述目的的低压涡轮轴，用于航空发动机涡轮转子，包括与风扇轴连接的花键，其还包括至少两段轴零件，其中的一个轴零件具有所述花键；所述至少两段轴零件首尾分别焊接，所述花键距离所述一个轴零件的用于焊接的端面的最小距离为20mm。

技术领域

本实用新型涉及低压涡轮轴。

背景技术

低压涡轮轴是航空发动机涡轮转子中的关键轴类零件，低压涡轮轴与风扇轴之间采用花键连接，低压涡轮转子的扭矩通过低压涡轮轴上的花键齿传递给风扇转子，带动风扇和增压级旋转。低压涡轮轴一般选用钢类材料和高温合金材料等，如C250、GH4169等。

低压涡轮轴为典型的空心长轴类零件，结构复杂，其头部有与轴承座等配合的轴颈、内外螺纹，杆部有花键、键槽等。内部非工作表面的形状也较为复杂，包括具有斜度和用于转接的台阶孔，孔内还有安装轴间轴承的配合表面。

该类零件尺寸较大，尤其是大型民用航空发动机的低压涡轮轴，其长度一般会达到2.6m～3m，零件壁厚差要求不大于0.1mm。一种低压涡轮轴是采用整体机加，由于零件较长，加工过程中容易弯曲变形，再加上深孔加工、花键加工、形位公差精度高，表面质量的要求严格，加工的难度很大。

目前，该零件的主要加工工序为：毛坯钻孔、扩孔、固溶+时效或淬火+回火、粗加工各型面、稳定处理、精加工各型面(包括花键加工)。这样安排的原因有：1)由于低压涡轮轴长度较长，为了减少其在长度方向上的变形，在进行热处理时，需将该零件竖直置于井式炉中，而不是平躺方式，由于竖直放置的真空热处理炉价格昂贵且资源很少，因此，最后一道工序的热处理需在空气井式炉中进行，并且在热处理之后再进行精加工。2)低压涡轮轴的小端有花键，且均为关键特性，对于花键的齿形、齿向、周节累计公差要求严格，所以为了保证精度，花键加工应在稳定化热处理之后进行。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种低压涡轮轴，其结构可以降低加工、制造难度。

为实现所述目的的低压涡轮轴，用于航空发动机涡轮转子，包括与风扇轴连接的花键，其还包括至少两段轴零件，其中的一个轴零件具有所述花键；所述至少两段轴零件首尾分别焊接，所述花键距离所述一个轴零件的用于焊接的端面的最小距离为20mm。

所述的低压涡轮轴的一个实施方式中，所述低压涡轮轴的长度大于2.6m。

所述的低压涡轮轴的一个实施方式中，所述焊接是惯性摩擦焊连接或者电子束焊连接。

所述的低压涡轮轴的一个实施方式中，所述轴零件的材料为马氏体时效钢C250。

所述的低压涡轮轴的一个实施方式中，所述低压涡轮轴被分成两段轴零件。

所述的低压涡轮轴的一个实施方式中，所述轴零件的材料为GH4169。

所述的低压涡轮轴的一个实施方式中，所述低压涡轮轴被分成3段轴零件。

低压涡轮轴分为至少两段轴零件，其中的一个轴零件具有所述花键；所述至少两段轴零件首尾分别焊接。按照分段后的尺寸制备毛坯，不但可以减少加工难度，也可以降低毛坯的制备难度，保证毛坯的质量，并且所述花键距离所述一个轴零件的用于焊接的端面的最小距离为20mm，即便多段轴零件之间焊接并对焊接处进行局部热处理，也能保证焊接和热处理工序不影响花键的精度。因此前述的低压涡轮轴，即便在缺乏真空井式炉和特种花键加工设备的情况下，也能通过局部热处理和普通花键加工设备被制造，降低了加工、制造难度。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1是根据一个或多个实施方式的低压涡轮轴的半剖视图。