陶瓷基火焰筒与金属头部的热补偿连接结构的制作方法

本发明涉及航空发动机及燃气轮机的，尤其涉及一种陶瓷基火焰筒与金属头部的热补偿连接结构。

背景技术：

1、陶瓷基复合材料耐温能力高、密度低、线膨胀系数小、热导率较低，并且克服了一般陶瓷易碎的缺点，在承载过程中，纤维用于阻止裂纹扩展，提高了韧性，不会发生灾难性破坏。可替代镍基高温合金，获得良好的减重效果；随着主燃烧室火焰筒对耐温能力及轻质化需求越发强烈，陶瓷基复合材料火焰筒筒体被越来越广泛的应用。

2、由于制造工艺受限构型复杂的火焰筒头部无法采用陶瓷基材料制备，仍采用传统的金属材料，但两者的线膨胀系数相差较大，在热态工作环境下热变形不协调，容易导致陶瓷基火焰筒发生损坏，因此，金属材料的火焰筒头部与陶瓷基复合材料的火焰筒筒体之间就需要采用一种特殊的热补偿连接结构，既保证两者可靠连接又能吸收两者在热态下的热变形差，保障陶瓷基火焰筒的工作安全。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供的陶瓷基火焰筒与金属头部的热补偿连接结构，保证陶瓷基火焰筒与金属材质的火焰筒头部连接可靠性、且能吸收两者在热态下的热变形差，保障陶瓷基火焰筒的工作安全。

2、一种陶瓷基火焰筒与金属头部的热补偿连接结构，支撑臂和弹性连接环，支撑臂置于弹性连接环外或上方，所述支撑臂一端与金属火焰筒头部固定连接，另一端与陶瓷基火焰筒筒体以可移动的方式连接，用以对不同材质火焰筒工作时的热补偿；

3、所述弹性连接环以多段回转弧的结构设置，且两端分别与金属火焰筒头部、陶瓷基火焰筒筒体固定连接，通过多段回转弧产生的弹性形变补偿金属火焰筒头部与陶瓷基火焰筒筒体因膨胀系数差异带来的热变形差；

4、发动机工作时，在支撑臂和弹性连接环共同作用下确保所述陶瓷基火焰筒筒体和金属火焰筒头部轴线同轴度满足预设值。

5、有益效果

6、通过支撑臂加支撑销的刚性连接结构保证了连接的可靠性，使得火焰筒筒体与头部保持同轴且周向固定；弹性连接环的柔性连接保证了热态下火焰筒筒体与头部之间径向变形差得以吸收；这样通过分别实现刚性及柔性的连接，既保证了陶瓷基火焰筒筒体在不同工作环境下的可靠连接又避免了因热变形差异导致的损坏。

技术特征：

1.一种陶瓷基火焰筒与金属头部的热补偿连接结构，其特征在于，包括支撑臂(1)和弹性连接环(3)，支撑臂(1)置于弹性连接环(3)外或上方，所述支撑臂(1)一端与金属火焰筒头部(5)固定连接，另一端与陶瓷基火焰筒筒体(6)以可移动的方式连接，用以对不同材质火焰筒工作时的热补偿；

2.根据权利要求1所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述支撑臂(1)包括一体式结构设置的第一支撑部(11)、弧形部(12)和第二支撑部(13)，其中，

3.根据权利要求2所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述支撑销(2)的一端以喇叭口扩口的方式将弹性连接环(3)和陶瓷基火焰筒筒体(6)进行紧固。

4.根据权利要求2所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述弹性连接环(3)包括依次连接的第一回转弧(31)、第二回转弧(32)和第三回转弧(33)，所述第一回转弧(31)被所述支撑销(2)所穿过，且所述第三回转弧(33)被所述螺栓(4)所穿过，其中，

5.根据权利要求4所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述第二回转弧(32)和第三回转弧(33)的回转角度均大于第一回转弧(31)的回转角度。

6.根据权利要求5所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述第一回转弧(31)与第二回转弧(32)分别设置平滑过渡段(34)，用以确保金属火焰筒头部(5)沿支撑销(2)径向移动平稳性。

7.根据权利要求5所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述第一回转弧(31)上间隔设置有止裂槽(9)，相邻止裂槽(9)之间设置有圆铆钉孔(14)，以圆铆钉孔(14)为中心对称设置长圆铆钉孔(15)。

8.根据权利要求7所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述止裂槽的数量与圆铆钉孔(14)及长圆铆钉孔(15)数量总和的比例为1：3。

9.根据权利要求8所述的热补偿连接结构，其特征在于，所述止裂槽(9)的开槽长度大于弹性连接环(3)与陶瓷基火焰筒筒体(6)的贴合段长度。

技术总结本发明的陶瓷基火焰筒与金属头部的热补偿连接结构，支撑臂和弹性连接环，支撑臂置于弹性连接环外或上方，所述支撑臂一端与金属火焰筒头部固定连接，另一端与陶瓷基火焰筒筒体以可移动的方式连接，用以对不同材质火焰筒工作时的热补偿；所述弹性连接环以多段回转弧的结构设置，且两端分别与金属火焰筒头部、陶瓷基火焰筒筒体固定连接，通过多段回转弧产生的弹性形变补偿金属火焰筒头部与陶瓷基火焰筒筒体因膨胀系数差异带来的热变形差。实现了在发动机工作时，在支撑臂和弹性连接环共同作用下确保所述陶瓷基火焰筒筒体和金属火焰筒头部轴线同轴度满足预设值。技术研发人员：陈浩,袁昌波,魏豪,钟世林受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院技术研发日：技术公布日：2024/5/8