一种可用于发动机体内的多轴承腔间通风结构及发动机制造技术

本发明专利技术涉及一种可用于发动机体内的多轴承腔间洁净通风结构，可应用于地面燃气轮机、航空发动机等领域内轴承腔内部油雾分离与轴间通风。定距环上设置有锥形甩油结构及凹形油槽结构，螺母结构沿轴向具有一列或者多列旋转孔，各列旋转孔沿周向分布，孔型可以是普通圆孔、肾型孔或者其它类型的孔。通过螺母上多列孔高速旋转情况下的离心分离效应，此螺母可以实现轴承腔内部油雾的分离，保证发动机内部多轴承腔件的洁净通风。此结构适用于需要轴间通风的轴承腔结构中，亦适用于普通轴承腔结构中，采用此类螺母结构的轴承腔，螺母下方的滑油堆积问题将会显著改善。

Ventilation structure and engine for multi bearing cavity used in engine body

The invention relates to a clean ventilation structure for multi bearing chambers in an engine body, which can be applied to the oil mist separation and the shaft ventilation in the bearing cavity of the ground gas turbine and the aero engine. The distance ring is arranged on the conical swing structure of oil structure and concave oil groove, a nut structure with one or more columns of the rotating hole along the axial direction, the rotating column holes along the circumferential distribution, the pass can be ordinary holes, kidney or other type of hole hole. The separation effect by centrifugal Duoliekong nut rotating in high speed under the condition of separating the nut can achieve the bearing cavity internal oil mist, ensure the engine inside the bearing cavity clean ventilation. The structure is suitable for the bearing cavity structure requiring inter axial ventilation, and is also suitable for the bearing cavity of the ordinary bearing cavity structure, and the oil accumulation problem under the nut will be significantly improved.

【技术实现步骤摘要】
一种可用于发动机体内的多轴承腔间通风结构及发动机
本专利技术涉及地面燃气轮机、航空发动机等领域的多轴承腔间通风领域，通过采用新型的结构设计与布局方案，可以满足多轴承腔结构设计中的轴承腔内部油雾分离与轴间洁净通风的的设计需要。
技术介绍
为了保证多轴承腔的滑油供-回油流量的平衡，地面燃气轮机、航空发动机内部多轴承腔需要实现均压的设计要求，多轴承腔间的通风设计是燃气轮机、航空发动机领域轴承腔结构设计方案中的关键技术问题。同时，由于轴承腔间的通风结构会影响整个燃气轮机、航空发动机的二次空气系统气路设计，因此，轴承腔间的通风设计往往在整机结构方案设计之初就需要完成。不难看出，轴承腔间的通风及腔内压力控制是一个在燃气轮机以及航空发动机领域均有重要实际意义的结构设计问题。在以往燃气轮机、航空发动机的结构设计中，轴承腔间的通风往往通过在发动机体外布置外部管路的设计方案，或者通过结构设计，实现发动机体内的轴间通风，但是传统的发动机体外通风结构使得发动机的重量增加，在增加结构的复杂性的同时，也存在工作不稳定性的潜在威胁。而现有的发动机体内通风结构，在发动机运行状态下，大量滑油与油雾进入轴间通风通道，影响通风效果，且导致其中积存大量滑油，对发动机不利。针对传统轴承腔设计所面临的多轴承腔腔间通风的问题，迫切需要提出一种工程上可行、性能更优的轴承腔通风结构设计策略。
技术实现思路
针对现有技术的缺点和不足，本专利技术旨在提供一种可用于发动机体内的多轴承腔间通风结构及包含该结构的发动机，可实现轴承腔内油雾分离以及轴间洁净通风，可在地面燃气轮机、航空发动机等叶轮机械领域中应用。本专利技术为解决上述轴承腔间轴间通风的结构设计技术问题所采用的技术方案为：一种可用于发动机体内的多轴承腔间洁净通风结构，可实现轴承腔内油雾分离以及轴间通风，所述发动机包括低压旋转轴和高压旋转轴，所述高压旋转轴套设在低压旋转轴外部并同轴布置，二者之间的间隙形成轴间通风通道，所述轴间通风通道一端连通发动机的前轴承腔，另一端连通发动机的后轴承腔；所述低压旋转轴的后端设置低压后轴承，所述高压旋转轴的后端设置高压后轴承，所述高压后轴承的轴承座和低压后轴承的轴承座之间设置有支撑环；在所述低压旋转轴上固定设置有定距环，且所述定距环位于所述低压后轴承的前端；在所述高压旋转轴的末端设置有轴承压紧螺母结构，且所述螺母结构位于所述高压后轴承的后端，其特征在于，所述发动机的后轴承腔为由所述高压后轴承、支撑环、低压后轴承、定距环、螺母结构围成的空间，所述定距环靠近轴间通风通道的一侧设置有锥形甩油结构Ⅰ，在所述低压旋转轴高速旋转离心力作用下，所述锥形甩油结构Ⅰ将所述定距环上的液态滑油甩离所述低压旋转轴，所述定距环的紧邻轴间通风通道的末端端面上设计有锥形凸起，与所述低压旋转轴上的锥形面共同配合形成锥形甩油结构Ⅱ，所述锥形甩油结构Ⅱ可以将泄漏进所述轴间通风通道的滑油甩离通道，所述锥形甩油结构Ⅱ与相邻的锥形甩油结构Ⅰ之间形成凹形油槽结构，通过所述凹形油槽结构可以将滑油进行收集，并在所述低压旋转轴的高度旋转离心力作用下甩离油槽，实现滑油的回油。进一步地，所述螺母结构包括位于其本体前部的螺纹连接部以及位于其本体后部的圆筒部，所述圆筒部至少延伸至所述锥形甩油结构Ⅱ的顶部，所述圆筒部上沿其轴向设置有两列旋转孔结构，其中第一列旋转孔结构位于所述轴间通风通道出风口的顶部，第二列旋转孔结构位于所述锥形甩油结构Ⅱ的顶部。优选地，所述圆筒部的外圈设置有凹形油槽结构，所述第二列旋转孔结构布置在该凹形油槽结构中。较优地，所述定距环通过过盈装配的方式固定在所述低压旋转轴上。较优地，所述锥形甩油结构Ⅰ，其锥度大小根据滑油流量以及旋转轴的旋转速度而定。可选择地，沿所述定距环的轴向布置有多道所述锥形甩油结构Ⅰ，相邻的各锥形甩油结构Ⅰ之间形成凹形油槽结构，所述锥形甩油结构Ⅰ可以将所述定距环上的滑油甩离旋转轴，成为轴间洁净通风的第一道清洁设置。较优地，所述定距环在更靠近轴间通风的部位，设计有凹形油槽结构，一方面可以暂时积存液态滑油，另一方面也可以通过油槽两端壁面，在高速离心力作用下甩离旋转轴，实现滑油的回油，成为轴间洁净通风的第二道清洁设置。可选择地，所述凹形油槽结构的宽度以及深度尺寸可以根据发动机的实际需要进行调整。较优地，所述低压旋转轴与定距环的端面，通过设计加工，形成所述锥形甩油结构Ⅱ，将进入轴间通风通道的滑油甩离该通道，成为轴间洁净通风的第三道清洁设置。较优地，所述螺母结构上的多列旋转孔，利用旋转孔的高速旋转离心效应初步实现发动机轴承腔内的初步油雾分离，避免滑油在轴间的堆积，实现更优的轴承腔间的通风、均压。较优地，所述螺母结构设置在较高速旋转轴上，旋转孔的转速相对较高，孔入口切线速度更高，旋转孔可以实现更好的油雾分离效果。较优地，所述旋转孔的进、出口半径可以不相同，沿孔轴心的孔径分布也可以根据需要进行改变。在形状过于复杂导致无法机械加工时，可以采用铸造的方式进行生产。较优地，沿孔轴心的旋转孔横截面尽量设计为圆形，经参数优化的肾型孔或者其它异型孔型也可以采用，但需要在使用前经过优化分析。较优地，沿旋转切向，所述旋转孔角度应当与旋转方向成90°或者锐角，增大滑油的分离量，提高油雾分离效果。较优地，所述旋转孔的长径比应当大于2，实现油雾在旋转孔内部的高效率分离。较优地，所述旋转孔入口应当避免倒圆或者倒角，从而降低孔的流量系数，进一步提高油雾分离的效果。较优地，每列旋转孔的周向数量不小于2个。根据滑油流量以及转速，存在最佳油雾分离效果的旋转孔数。较优地，所述旋转孔应当采用不少于2列，可以实现滑油的多次油雾分离，使得进入轴间的滑油量进一步降低。较优地，不同列的旋转孔之间采用交错分布，以提高油雾分离效果。较优地，当所述螺母结构在热端使用时，需在螺纹处镀银处理，避免螺纹与对象件的粘接。较优地，所述螺母结构应当采用喷涂的方式，做耐盐雾的处理。避免螺母在油雾环境下的腐蚀。较优地，所述旋转孔应当在轴间通风入口位置的上方，经分离的油雾可以实现优化的轴间通风效果，实现轴承腔间压力的均衡。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种包含本专利技术上述可用于发动机体内的多轴承腔间洁净通风结构的发动机，所述发动机为燃气轮机或航空发动机。通过采用本专利技术结构设计方案，与传统的设计方案相比，具有以下优势：1)不增加新的结构，在发动机传统设计结构的基础上进行改进，可以应用到现有的发动机设计中，具有非常大的推广潜力；2)多道清洁设置，可以最大限度的将滑油阻挡在轴间通风通道外，实现轴间清洁通风，从而可以提高发动机性能。附图说明图1为本专利技术的可用于发动机体内的多轴承腔间洁净通风结构示意图。图2为螺母结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，以下实施例是对本专利技术的解释而本专利技术并不局限于以下实施例。实际上，在未背离本专利技术的范围或精神的情况下，可以在本专利技术中进行各种修改和变化，这对本领域技术人员来说将是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用来产生又一个实施例。因此，意图是本专利技术将这样的修改和变化包括在所附的权利要求书本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可用于发动机体内的多轴承腔间洁净通风结构，可实现轴承腔内油雾分离以及轴间通风，所述发动机包括低压旋转轴和高压旋转轴，所述高压旋转轴套设在低压旋转轴外部并同轴布置，二者之间的间隙形成轴间通风通道，所述轴间通风通道一端连通发动机的前轴承腔，另一端连通发动机的后轴承腔；所述低压旋转轴的后端设置低压后轴承，所述高压旋转轴的后端设置高压后轴承，所述高压后轴承的轴承座和低压后轴承的轴承座之间设置有支撑环；在所述低压旋转轴上固定设置有定距环，且所述定距环位于所述低压后轴承的前端；在所述高压旋转轴的末端设置有轴承压紧螺母结构，且所述螺母结构位于所述高压后轴承的后端，其特征在于，所述发动机的后轴承腔为由所述高压后轴承、支撑环、低压后轴承、定距环、螺母结构围成的空间，所述定距环靠近轴间通风通道的一侧设置有锥形甩油结构Ⅰ，在所述低压旋转轴高速旋转离心力作用下，所述锥形甩油结构Ⅰ将所述定距环上的液态滑油甩离所述低压旋转轴，所述定距环的紧邻轴间通风通道的末端端面上设计有锥形凸起，与所述低压旋转轴上的锥形面共同配合形成锥形甩油结构Ⅱ，所述锥形甩油结构Ⅱ可以将泄漏进所述轴间通风通道的滑油甩离通道，所述锥形甩油结构Ⅱ与相邻的锥形甩油结构Ⅰ之间形成凹形油槽结构，通过所述凹形油槽结构可以将滑油进行收集，并在所述低压旋转轴的高度旋转离心力作用下甩离油槽，实现滑油的回油。...

【技术特征摘要】
1.一种可用于发动机体内的多轴承腔间洁净通风结构，可实现轴承腔内油雾分离以及轴间通风，所述发动机包括低压旋转轴和高压旋转轴，所述高压旋转轴套设在低压旋转轴外部并同轴布置，二者之间的间隙形成轴间通风通道，所述轴间通风通道一端连通发动机的前轴承腔，另一端连通发动机的后轴承腔；所述低压旋转轴的后端设置低压后轴承，所述高压旋转轴的后端设置高压后轴承，所述高压后轴承的轴承座和低压后轴承的轴承座之间设置有支撑环；在所述低压旋转轴上固定设置有定距环，且所述定距环位于所述低压后轴承的前端；在所述高压旋转轴的末端设置有轴承压紧螺母结构，且所述螺母结构位于所述高压后轴承的后端，其特征在于，所述发动机的后轴承腔为由所述高压后轴承、支撑环、低压后轴承、定距环、螺母结构围成的空间，所述定距环靠近轴间通风通道的一侧设置有锥形甩油结构Ⅰ，在所述低压旋转轴高速旋转离心力作用下，所述锥形甩油结构Ⅰ将所述定距环上的液态滑油甩离所述低压旋转轴，所述定距环的紧邻轴间通风通道的末端端面上设计有锥形凸起，与所述低压旋转轴上的锥形面共同配合形成锥形甩油结构Ⅱ，所述锥形甩油结构Ⅱ可以将泄漏进所述轴间通风通道的滑油甩离通道，所述锥形甩油结构Ⅱ与相邻的锥形甩油结构Ⅰ之间形成凹形油槽结构，通过所述凹形油槽结构可以将滑油进行收集，并在所述低压旋转轴的高度旋转离心力作用下甩离油槽，实现滑油的回油。2.根据权利要求1所述的结构，其特征在于，所述螺母结构包括位于其本体前部的螺纹连接部以及位于其本体后部的圆筒部，所述圆筒部至少延伸至所述锥形甩油结构Ⅱ的顶部，所述圆筒部上沿其轴向设置有两列旋转孔结构，其中第一列旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜强，刘军，高金海，王沛，柳光，杨晓洁，刘红蕊，胡嘉麟，徐庆宗，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11