用于弹性轴承支撑件的方法和系统技术方案

本发明专利技术提供一种减少不平衡状况期间的转子组件中的负载的方法、一种形状记忆合金重连接器装置和一种混合式轴承支撑系统。所述混合式轴承支撑系统包括：轴延伸部，其在所述轴延伸部的径向内端处固定地连接到可旋转部件，所述轴延伸部的径向外端固定地连接到支撑所述可旋转部件的轴承的可旋转座圈；以及由形状记忆合金(SMA)材料形成的重连接器装置，其与所述轴延伸部的在所述径向内端与所述径向外端之间的至少一部分并联连接。

Method and system for elastic bearing support

The present invention provides a method for reducing the load in the rotor assembly during unbalance conditions, a shape memory alloy heavy connector device and a hybrid bearing support system. The hybrid bearing support system includes a shaft extension which is fixedly connected to a rotatable part at the radial end of the shaft extension, and the radial outer end of the shaft extension is fixedly connected to a rotatable ring supporting the bearing of the rotatable part, and a heavy connection formed by a shape memory alloy (SMA) material. The device is in parallel connection with at least part of the radial inner end of the shaft extension part and the radial outer end.

【技术实现步骤摘要】
用于弹性轴承支撑件的方法和系统
本专利技术的领域大体上涉及燃气涡轮发动机，并且更特定来说涉及用于燃气涡轮发动机的负载减少组件。
技术介绍
燃气涡轮发动机通常包括转子组件、压缩机和涡轮。转子组件包括风扇，风扇包括从连接到转子轴的风扇轮毂径向向外延伸的风扇叶片阵列。转子轴将电力和旋转运动从涡轮传送到压缩机和风扇，并且使用沿着转子轴轴向地间隔的多个轴承组件而支撑。另外，转子组件具有穿过转子组件重心的旋线轴线。已知轴承组件包括滚动元件和成对座圈，其中滚动元件支撑在成对座圈内。转子组件通常支撑在三个轴承组件上，所述三个轴承组件中的一个是推力轴承组件且另两个是滚柱轴承组件。推力轴承组件支撑转子轴，并且支撑转子轴组件的轴向和径向移动。其余滚柱轴承组件支撑转子轴的径向移动。在发动机的操作期间，风扇叶片的片段可能变得与叶片的剩余部分和转子组件分离。这通常被称为风扇叶片断裂或叶片脱离(afanbladeoutorablade-off)(FBO)事件。因此，可能在转子组件内引发(induce)大体上由风扇轴轴承、风扇轴承支撑件和风扇支撑框架承载的相当大的旋转不平衡负载。为减少不平衡负载的影响，至少一些已知发动机包括用于风扇转子支撑系统的支撑部件，所述部件经大小设定以为风扇支撑系统提供额外强度。然而，增加支撑部件的强度也会增加发动机的整体重量，并且当发动机在未发生相当大的转子不平衡的情况下操作时也会降低发动机的整体效率。其它已知发动机包括轴承支撑件，所述轴承支撑件包括将风扇转子与风扇支撑系统脱离的机械削弱区段或主熔断器(primaryfuse)。在这类事件期间，风扇轴寻找接近其不平衡重心的新的旋转中心。这个熔断器区段与转子间隙余量的组合被称作负载减少装置(LRD)。LRD减少到风扇支撑系统的旋转动态负载。在主熔断器失效之后，俯仰(pitching)风扇转子常常将较大力矩引发到下一最接近轴承。下一最接近轴承被称为二号轴承位置。引发到二号轴承的力矩会将高弯曲和应力负载局部地引发到风扇转子。为减轻高弯曲应力，常常在FBO期间软化或释放二号轴承位置的径向和俯仰旋转刚度。在FBO之后，通常允许风扇在称为自旋(windmilling)的过程中旋转，使得减少由发动机引发的阻力。然而，在自旋期间，由转子组件引发且由风扇轴承承载的负载低于FBO期间的负载。因而，LRD增加自旋期间发动机内的振动，这是因为释放了二号轴承位置的刚度。
技术实现思路
在一个方面中，一种形状记忆合金重连接器装置包括：径向内部凸缘，其包括圆形剖面；径向外部凸缘，其包括圆形剖面；以及腹板(web)部件，其包括在所述径向内部凸缘与所述径向外部凸缘之间轴向地延伸的轴向部分，所述腹板部件由形状记忆合金(SMA)材料形成。在另一方面中，一种混合式轴承支撑系统包括：轴延伸部，其在所述轴延伸部的径向内端处固定地连接到可旋转部件，所述轴延伸部的径向外端固定地连接到支撑所述可旋转部件的轴承的可旋转座圈；以及由形状记忆合金(SMA)材料形成的重连接器装置，其与所述轴延伸部的在所述径向内端与所述径向外端之间的至少一部分并联连接。在又一方面中，一种减少不平衡状况期间的转子组件中的负载的方法包括：使用负载减少装置支撑所述转子组件，所述负载减少装置包括：(i)轴延伸部，其延伸于轴承组件与所述转子组件的轴之间，从而在其间形成负载路径，和(ii)环形重连接器部件，其延伸于所述轴承组件与所述轴之间，从而形成平行于所述第一负载路径的第二负载路径。所述方法还包括当通过所述负载减少装置的转子组件负载超出预定范围时，使所述轴延伸部失效；以及仅仅通过所述环形重连接器部件承载通过所述负载减少装置的所述转子组件负载。技术方案1.一种形状记忆合金重连接器装置，包括：径向内部凸缘，其包括圆形剖面；径向外部凸缘，其包括圆形剖面；以及腹板部件，其包括在所述径向内部凸缘与所述径向外部凸缘之间轴向地延伸的轴向部分，所述腹板部件由形状记忆合金(SMA)材料形成。技术方案2.根据技术方案1所述的重连接器装置，其中：所述径向内部凸缘和所述径向外部凸缘中的至少一个由SMA材料形成。技术方案3.根据技术方案1所述的重连接器装置，其中：所述腹板部件整体地形成。技术方案4.根据技术方案1所述的重连接器装置，其中：所述腹板部件包括周向地延伸大约360°的单个裙状件。技术方案5.根据技术方案1所述的重连接器装置，其中：所述腹板部件包括多个辐条，所述多个辐条中的每一辐条延伸所述重连接器装置的圆周的预定弧。技术方案6.根据技术方案1所述的重连接器装置，其中：所述径向内部凸缘和所述径向外部凸缘是轴对称的。技术方案7.根据技术方案1所述的重连接器装置，其中：所述腹板部件包括通过从第一相相变到第二相而对高于预定阈值的应力作出响应的晶体结构。技术方案8.一种用于可旋转部件的混合式轴承支撑系统，所述系统包括：轴延伸部，其在所述轴延伸部的径向内端处固定地连接到所述可旋转部件，所述轴延伸部的径向外端固定地连接到支撑所述可旋转部件的轴承的可旋转座圈；以及由形状记忆合金(SMA)材料形成的重连接器装置，其与所述轴延伸部的在所述径向内端与所述径向外端之间的至少一部分并联连接。技术方案9.根据技术方案8所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述轴延伸部包括锥形剖面。技术方案10.根据技术方案8所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述重连接器装置包括锥形剖面。技术方案11.根据技术方案8所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述重连接器装置包括当经受第一应力时具有第一刚度的第一晶体结构，所述重连接器装置包括当经受第二应力时具有第二刚度的第二晶体结构。技术方案12.根据技术方案8所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述重连接器装置包括径向内部凸缘、径向外部凸缘和在其间延伸的锥形腹板部件。技术方案13.根据技术方案12所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述锥形腹板部件包括单个SMA材料的裙状件。技术方案14.根据技术方案12所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述锥形腹板部件包括多个SMA材料的辐条。技术方案15.根据技术方案12所述的混合式轴承支撑系统，其中：所述径向内部凸缘和所述径向外部凸缘中的至少一个包括SMA材料和钢材料中的至少一个。技术方案16.一种减少不平衡状况期间的转子组件中的负载的方法，所述方法包括：使用负载减少装置支撑所述转子组件，所述负载减少装置包括：(i)轴延伸部，其延伸于轴承组件与所述转子组件的轴之间，从而在其间形成负载路径，和(2环形重连接器部件，其延伸于所述轴承组件与所述轴之间，从而形成平行于所述第一负载路径的第二负载路径；当通过所述负载减少装置的转子组件负载超出预定范围时，使所述轴延伸部失效；以及仅仅通过所述环形重连接器部件承载通过所述负载减少装置的所述转子组件负载。技术方案17.根据技术方案16所述的方法，其中：所述重连接器部件由形状记忆合金形成，使得所述重连接器部件对所述负载减少装置的应力状况改变作出响应，并且被配置成改变其刚度，从而调节所述转子组件的所述轴的不平衡状况。技术方案18.根据技术方案16所述的方法，其中：仅仅通过所述环形重连接器部件承载通过所述负载减少装置的所述转子组件负载包括：在风扇叶片断裂事件后自旋操作模式期间仅仅通过所述环形重连接器部件承载通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形状记忆合金重连接器装置，包括：径向内部凸缘，其包括圆形剖面；径向外部凸缘，其包括圆形剖面；以及腹板部件，其包括在所述径向内部凸缘与所述径向外部凸缘之间轴向地延伸的轴向部分，所述腹板部件由形状记忆合金(SMA)材料形成。

【技术特征摘要】
2016.10.21 US 15/3311211.一种形状记忆合金重连接器装置，包括：径向内部凸缘，其包括圆形剖面；径向外部凸缘，其包括圆形剖面；以及腹板部件，其包括在所述径向内部凸缘与所述径向外部凸缘之间轴向地延伸的轴向部分，所述腹板部件由形状记忆合金(SMA)材料形成。2.根据权利要求1所述的重连接器装置，其特征在于：所述径向内部凸缘和所述径向外部凸缘中的至少一个由SMA材料形成。3.根据权利要求1所述的重连接器装置，其特征在于：所述腹板部件整体地形成。4.根据权利要求1所述的重连接器装置，其特征在于：所述腹板部件包括周向地延伸大约360°的单个裙状件。5.根据权利要求1所述的重连接器装置，其特征在于：所述腹板部件包括多个辐条，所述多个辐条中的每一辐条延伸所述重连接器装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：RS贾尼格尔，S高希，S阿克，A乔希，VL什瓦尚卡，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US