高负载事件期间的轴承外座圈固位制造技术

一种用于燃气涡轮发动机的轴承的外座圈的固位壳体包括弹簧夹壳体，该弹簧夹壳体连接至轴承壳体且上覆轴承壳体，该轴承壳体连接至轴承的外座圈。弹簧夹壳体包括弹簧夹布置，其产生能够承受与很高的扭转卷绕和轴向推力负载组合的很高的径向负载的轻质壳体。沿径向从轴承壳体延伸且延伸穿过发动机的接口壳体的定位销限制偏转且自动防止壳体的扭转。燃气涡轮发动机包括上述的固位壳体。

Bearing outer seat retainer during high load event

For a gas turbine engine bearing outer ring the retention shell comprises a spring clip shell, the spring clip housing is connected to the bearing housing and overlying bearing shell, outer race of the bearing shell is connected to the bearing. The spring clamp housing includes a spring clip arranged to produce a light housing capable of withstanding a very high radial load associated with a high torsional winding and axial thrust load. A positioning pin that extends radially through the bearing housing and extends through the engine interface housing deflects deflection and automatically prevents torsion of the housing. The gas turbine engine includes the retaining housing described above.

【技术实现步骤摘要】

本主题大体上涉及燃气涡轮发动机中的轴承，或更具体地涉及用于轴承的外座圈的固位(retention)的设备及方法。
技术介绍
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心，其中核心沿穿过燃气轮机的流动方向设置在风扇下游。燃气涡轮发动机的核心大体上包括成串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段，并且，受限于外壳内。就多轴燃气涡轮发动机而言，压缩机区段可包括设置在低压压缩机(LP压缩机)下游的高压压缩机(HP压缩机)，且涡轮区段可类似地包括设置在高压涡轮(HP涡轮)下游的低压涡轮(LP涡轮)。就此构造而言，HP压缩机经由也称为高压转轴(HP转轴)的高压轴(HP轴)与HP涡轮联接。类似地，LP压缩机经由也称为低压转轴(LP转轴)的低压轴(LP轴)与LP涡轮联接。在操作中，风扇上的空气的至少一部分提供至核心的入口。空气的此部分由LP压缩机然后由HP压缩机逐渐地压缩，直到压缩的空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送穿过HP涡轮且然后穿过LP涡轮。穿过涡轮区段的燃烧气流驱动HP涡轮和LP涡轮，其各自继而又经由HP轴(亦称HP转轴)和LP轴(亦称LP转轴)驱动HP压缩机和LP压缩机中的相应一个。燃烧气体然后被发送穿过排气区段，例如，至大气。在正常发动机操作期间，滚珠轴承组件可提供成与接口壳体(interfaceshell)一起用作使HP轴(亦称HP转轴)的轴向位置维持，其中，接口壳体非可旋转地联接至发动机的外壳，且滚柱轴承组件可提供成提供风扇/转子系统的径向阻尼。由与径向挤压膜油阻尼器组合的轴向弹簧夹(springfinger)壳体构成的传统设计途径可提供成在相对小的失衡负载情形期间保护轴承免受破坏。在这些正常操作状态期间，挤压膜阻尼轴承需要沿围绕轴承的所有方向(径向、切向和轴向)的空隙来用于动态操作。然而，此轴向弹簧夹壳体包含相对长的轴向弹簧夹，以用于滚珠轴承壳体的固位，且长的弹簧夹占据发动机壳体中的空间，增加了发动机的重量，具有有限的扭力负载能力，且制造复杂。此外，在由于无约束的风扇叶片、无约束的压缩机叶片或无约束的涡轮叶片引起的故障模式中，与很高的扭转卷绕组合的很高的径向负载向轴承和向用于滚珠轴承的弹簧夹壳体提供了显著的设计挑战。径向负载闭合阻尼器间隙和径向缓冲器间隙，且产生以扭转加载弹簧夹的谐波驱动效果。轴承和其固位壳体结构上的该扭转负载导致相对的正弦负载分布，其充分扭转弹簧夹，使得弹簧夹形成裂纹，这是很不期望的。
技术实现思路
本专利技术的各方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本专利技术理解到。在本公开内容的一个示例性实施例中，一种用于用作维持HP轴的轴向位置的滚珠轴承的外座圈的固位的壳体结构具有平而短的弹簧夹。固位壳体包括弹簧夹壳体，其连接到滚珠轴承壳体上，滚珠轴承壳体设置在弹簧夹壳体的径向内侧。弹簧夹壳体的前端经由连接腹板而连接至滚珠轴承壳体的前端，且弹簧夹壳体包括多个弹簧夹。滚珠轴承壳体的后端包括多个封闭孔，这些封闭孔径向地延伸到滚珠轴承壳体中，具有面向弹簧夹壳体的开口端。多个径向地延伸的定位销中的每一个收纳于封闭孔中的相应的一个中，以将滚珠轴承壳体的后端连接至接口壳体，并且，限定相应的多个通孔，其中，接口壳体非可旋转地联接至发动机的外壳。通孔中的相应的一个限定为径向地穿过接口壳体，并且，与滚珠轴承壳体的封闭孔中的相应的一个对准，以限定对准的一对孔，这对孔收纳定位销中的相应的一个，且由此限制弹簧夹的周向偏转且自动防止弹簧夹结构的扭转。各定位销的一端非可旋转地固定于通孔中的相应的一个内，且从相应的通孔径向地伸出，且限定延伸至相应的封闭孔中的自由端，且与封闭孔的封闭端间隔开，并且，从而限制固位壳体的径向偏转。在与滚珠轴承壳体的后端的外直径面相对的接口壳体的内直径面之间，限定用作沿径向方向维持弹簧夹壳体的径向间隙。定位销和前面提到的径向间隙的数量、放置和尺寸根据预期负载，考虑固位壳体结构的尺寸和材料成分来控制。固位壳体的所得设计整体结合结构构件，使得它们变得能够经得起扭转卷绕和高径向负载，径向负载在伴随叶片(不论风扇叶片、压缩机叶片或是涡轮叶片)故障的负载的突然增大出现。此外，由于独特的锥形和短弹簧夹设计，固位壳体所需的轴向和径向空间的量连同固位壳体结构的重量的伴随减少而减小，同时向固位壳体结构给予了很高的扭转负载能力。在本公开内容的另一个示例性实施例中，一种燃气涡轮发动机包括具有至少一个压缩机的压缩机区段，以及位于压缩机区段下游且包括至少一个涡轮的涡轮区段。压缩机区段可包括低压压缩机和在低压压缩机下游的高压压缩机。涡轮区段包括高压(HP)涡轮和HP涡轮下游的低压(LP)涡轮。如上文概括描述和在下文中更详细描述那样，燃气涡轮发动机还包括将高压压缩机经由滚珠轴承机械地联接到高压涡轮上且包括用于滚珠轴承的外座圈的固位壳体的高压轴。此外，如上文概括描述和下文结合各种备选实施例更详细描述那样的固位壳体的实施例也可应用于需要解决与滚珠轴承构件类似的挑战的具有低压轴的系统。实施方案1.一种用于燃气涡轮发动机的高压转轴的滚珠轴承的外座圈的固位壳体，所述固位壳体包括：滚珠轴承壳体，其限定与沿轴向方向延伸的旋转轴线等距地设置的圆柱内表面，径向方向沿正交于所述轴向方向的方向限定，所述滚珠轴承壳体限定沿轴向与后端间隔开设置的前端；弹簧夹壳体，其沿径向与所述滚珠轴承壳体分开，且沿径向从所述滚珠轴承壳体向外而设置，且围绕所述滚珠轴承壳体同中心地设置，所述弹簧夹壳体限定沿轴向与后端间隔开设置的前端，所述弹簧夹壳体的所述前端连接至所述滚珠轴承壳体的所述前端；所述弹簧夹壳体限定多个沿轴向延伸的夹指，各个夹指均限定前端和设置成沿轴向与各个相应的夹指的所述前端间隔开且相对的后端，各个夹指与各个最近的相邻的夹指沿周向间隔开，多个所述夹指的前端与所述弹簧夹壳体一起形成整体结构，且多个所述夹指的后端与所述弹簧夹壳体一起形成整体结构；以及所述滚珠轴承壳体的所述后端限定多个封闭孔，各个孔沿所述径向方向延伸且限定开口端。实施方案2.根据实施方案1所述的固位壳体，其特征在于，各个孔限定沿所述径向方向与所述开口端间隔开的封闭端。实施方案3.根据实施方案1所述的固位壳体，其特征在于，各个孔限定沿所述径向方向与各个相应的孔的所述开口端间隔开，且设置成与各个孔的所述开口端的设置相比更远离所述弹簧夹壳体的封闭端。实施方案4.根据实施方案1所述的固位壳体，其特征在于，各个孔的所述开口端限定面向所述弹簧夹壳体的入口。实施方案5.根据实施方案1所述的固位壳体，其特征在于，各个孔限定沿所述径向方向与所述开口端间隔开的封闭端，且其中，各个孔的所述开口端限定设置成与各个孔的所述封闭端的设置相比更接近于所述弹簧夹壳体的入口。实施方案6.根据实施方案1所述的固位壳体，其特征在于，各个夹指包括设置于各个夹指的所述前端与所述后端之间的中间部分，并且，各个夹指的所述中间部分相对于各个夹指的所述前端和所述后端而渐缩。实施方案7.根据实施方案6所述的固位壳体，其特征在于，各个夹指的所述中间部分比各个夹指的所述前端和所述后端更薄。实施方案8.根据实施方案1所述的固位壳体，其特征在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃气涡轮发动机的高压转轴的滚珠轴承的外座圈的固位壳体，所述固位壳体包括：滚珠轴承壳体，其限定与沿轴向方向延伸的旋转轴线等距地设置的圆柱内表面，径向方向沿正交于所述轴向方向的方向限定，所述滚珠轴承壳体限定沿轴向与后端间隔开设置的前端；弹簧夹壳体，其沿径向与所述滚珠轴承壳体分开，且沿径向从所述滚珠轴承壳体向外而设置，且围绕所述滚珠轴承壳体同中心地设置，所述弹簧夹壳体限定沿轴向与后端间隔开设置的前端，所述弹簧夹壳体的所述前端连接至所述滚珠轴承壳体的所述前端；所述弹簧夹壳体限定多个沿轴向延伸的夹指，各个夹指均限定前端和设置成沿轴向与各个相应的夹指的所述前端间隔开且相对的后端，各个夹指与各个最近的相邻的夹指沿周向间隔开，多个所述夹指的前端与所述弹簧夹壳体一起形成整体结构，且多个所述夹指的后端与所述弹簧夹壳体一起形成整体结构；以及所述滚珠轴承壳体的所述后端限定多个封闭孔，各个孔沿所述径向方向延伸且限定开口端。

【技术特征摘要】
2016.02.08 US 15/0177911.一种用于燃气涡轮发动机的高压转轴的滚珠轴承的外座圈的固位壳体，所述固位壳体包括：滚珠轴承壳体，其限定与沿轴向方向延伸的旋转轴线等距地设置的圆柱内表面，径向方向沿正交于所述轴向方向的方向限定，所述滚珠轴承壳体限定沿轴向与后端间隔开设置的前端；弹簧夹壳体，其沿径向与所述滚珠轴承壳体分开，且沿径向从所述滚珠轴承壳体向外而设置，且围绕所述滚珠轴承壳体同中心地设置，所述弹簧夹壳体限定沿轴向与后端间隔开设置的前端，所述弹簧夹壳体的所述前端连接至所述滚珠轴承壳体的所述前端；所述弹簧夹壳体限定多个沿轴向延伸的夹指，各个夹指均限定前端和设置成沿轴向与各个相应的夹指的所述前端间隔开且相对的后端，各个夹指与各个最近的相邻的夹指沿周向间隔开，多个所述夹指的前端与所述弹簧夹壳体一起形成整体结构，且多个所述夹指的后端与所述弹簧夹壳体一起形成整体结构；以及所述滚珠轴承壳体的所述后端限定多个封闭孔，各个孔沿所述径向方向延伸且限定开口端。2.根据权利要求1所述的固位壳体，其特征在于，各个孔限定沿所述径向方向与所述开口端间隔开的封闭端。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：RS加尼格，BA卡特，CA科曼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US