用于涡轮发动机的柔性联接轴制造技术

本公开针对一种用于涡轮发动机(10)的轴组件(95)，其中涡轮发动机包括风扇或螺旋桨组件(14)和发动机核心(20)，并且进一步地，其中风扇或螺旋桨组件包括齿轮箱(45)，并且其中发动机核心包括一个或多个转子(32)。轴组件(95)包括沿轴向方向限定第一端(101)和第二端(102)的柔性轴(100)，其中第一端连接到发动机核心(20)，以及第二端连接到齿轮箱(45)，其中多个花键(110)被限定在第二端(102)处并且在齿轮箱(45)处联接到花键接口(46)；以及联接器(120)，联接器至少部分地在径向方向上延伸并且联接到发动机核心和柔性轴。

Flexible Coupling Shaft for Turbine Engine

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于涡轮发动机的柔性联接轴政府资助的研究根据授权协议No.CS2-ENG-GAM-2014-2015-01，导致本申请的项目已获得由欧盟的地平线2020研究和创新计划下的清洁天空2联合企业提供的资助。
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机。更具体地，本主题涉及燃气涡轮发动机的风扇或螺旋桨齿轮箱组件。
技术介绍
涡轮发动机不断受到挑战，以提高与性能、燃料消耗和噪声输出相关的效率，同时大体上保持或减少涡轮发动机封装(例如，轴向或径向尺寸)。一种提高涡轮发动机效率的已知解决方案是在发动机核心与风扇或螺旋桨之间引入减速或动力齿轮箱，例如涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和涡轮风扇涡轮发动机配置中的一些减速或动力齿轮箱。然而，发动机核心与风扇或螺旋桨之间的齿轮箱可增加涡轮发动机封装。发动机核心还可以释放对风扇或螺旋桨的扭矩或动力输出的间歇性变化，这可能引起会导致故障的变形。另外，已知的涡轮发动机配置可以产生扭矩路径，该扭矩路径减少系统和/或操作员对超速状况的响应时间。因此，需要一种轴组件的系统和方法，其改进了对由于扭矩或功率输出的间歇变化引起的变形的响应，改进了扭矩路径，和/或减少涡轮发动机封装。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中被部分地阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本专利技术来学习。本公开针对一种用于涡轮发动机的轴组件，其中涡轮发动机包括风扇或螺旋桨组件和发动机核心，并且进一步地，其中风扇或螺旋桨组件包括齿轮箱，并且其中发动机核心包括一个或多个转子。轴组件包括柔性轴，该柔性轴沿轴向方向限定第一端和第二端，其中第一端连接到发动机核心以及第二端连接到齿轮箱，并且其中多个花键被限定在第二端处且在齿轮箱处联接到花键接口；以及联接器，该联接器至少部分地在径向方向上延伸并且联接到发动机核心和柔性轴。在一个实例中，联接器限定一个或多个紧固位置，在该一个或多个紧固位置处，发动机核心的一个或多个转子与联接器以轴向相邻布置附接。在另一个实例中，联接器进一步限定了多个孔口，一个或多个紧固件可以通过多个孔口延伸到发动机核心的一个或多个转子中。在又一个实例中，联接器进一步至少部分地在周向方向上延伸。在又一个实例中，联接器在多个分离的周向位置处径向延伸，并且其中每个分离的周向位置限定紧固位置或孔口。在各种实例中，联接器进一步限定朝向转子延伸的轴向部分和与转子轴向相邻的径向部分。在其他各种实例中，轴向部分在轴向方向上朝向柔性轴的第二端延伸。在一个实例中，多个花键限定多个径向向外延伸的花键，多个径向向外延伸的花键联接到齿轮箱的花键接口。在一个实例中，柔性轴的联接器以轴向相邻布置被附接到发动机核心的转子，并且其中转子限定在压缩机区段中的转子。在另一个实例中，柔性轴的联接器以轴向相邻布置被附接到发动机核心的转子，并且其中转子限定在涡轮机区段中的转子。在各种实例中，柔性轴的多个花键限定星形齿轮，并且其中星形齿轮在齿轮箱处联接到花键接口。在其他各种实例中，柔性轴限定在第一端处的多个第二花键，并且其中多个第二花键在发动机核心处与第二花键接口联接。在其他各种实例中，轴组件进一步包括星形齿轮，其中星形齿轮限定在径向方向上向外延伸的多个花键。在一个实例中，柔性轴进一步限定一个或多个平台，一个或多个平台至少部分地沿轴向方向延伸，其中柔性轴的平台在柔性轴的第一端和第二端之间接触转子的毂。在各种实例中，一个或多个平台限定平台与转子的毂的内径之间的过盈配合。本公开的另一方面针对一种涡轮发动机，该涡轮发动机限定轴向方向和径向方向。涡轮发动机包括风扇或螺旋桨组件，该风扇或螺旋桨组件包括齿轮箱；发动机核心，该发动机核心包括一个或多个转子；和轴组件。轴组件包括柔性轴，该柔性轴沿轴向方向限定第一端和第二端，其中第一端连接到发动机核心以及第二端连接到齿轮箱，并且其中多个花键被限定在第二端处且在齿轮箱处联接到花键接口；以及联接器，该联接器在径向方向上延伸并且联接到发动机核心和柔性轴。在涡轮发动机的一个实例中，联接器进一步限定朝向转子延伸的轴向部分和与转子轴向相邻的径向部分。在另一个实例中，轴向部分在轴向方向上朝向柔性轴的第二端延伸。在各种实例中，联接器限定一个或多个紧固位置，在该一个或多个紧固位置处，发动机核心的径向延伸的转子和联接器以轴向相邻布置附接。在其他各种实例中，涡轮发动机进一步包括星形齿轮，其中星形齿轮限定在径向方向上向外延伸的多个花键，并且其中星形齿轮与齿轮箱啮合或接合。参考以下描述和所附权利要求书，将更好地理解本专利技术的这些和其他特征、方面和优点。结合在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了本专利技术的各方面，并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在说明书中，参考附图，针对本领域普通技术人员，阐述了本专利技术的完整且可实现的公开，包括其最佳模式，其中：图1是根据本公开的一方面的涡轮发动机布置的示例性实施例的示意性截面图；图2是根据本公开的一方面的涡轮发动机布置的另一示例性实施例的示意性截面图；图3是连接示例性齿轮箱和发动机核心的柔性轴的示例性实施例的示意性截面图；图4是连接示例性齿轮箱和发动机核心的柔性轴的另一示例性实施例的示意性截面图；和图5是概述布置发动机核心和齿轮箱之间的连接的方法的示例性步骤的流程图。参考字符在本说明书和附图中的重复使用旨在表示本专利技术的相同或类似的特征或元件。具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，本专利技术的一个或多个实例在附图中示出。提供每个实例是为了解释本专利技术，而不是限制本专利技术。实际上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围的情况下，可以在本专利技术中进行各种修改和变化。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，以产生又一个实施例。因此，本专利技术旨在覆盖落入所附权利要求书及其等同物的范围内的这些修改和变化。如本文中所用，术语“第一”，“第二”和“第三”可互换使用，以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。术语“上游”和“下游”是指相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，“下游”是指流体流动到其的方向。大体上提供一种连接涡轮发动机齿轮箱和发动机核心的系统和方法。本文中大体上公开的系统和方法可以改进对由于扭矩或动力输出的间歇变化所引起的变形的响应，改进系统和/或操作员对超速状况的响应，和/或改进发动机封装。该系统包括将风扇或螺旋桨组件的减速或动力齿轮箱连接到发动机核心的柔性轴。柔性轴大体上包括对发动机核心的转子的紧固布置和联接到齿轮箱的花键布置。柔性轴大体上提供轴的轴向和径向变形，同时保持与发动机核心和齿轮箱的连接以及发动机核心和齿轮箱的必要运动。另外，布置涡轮发动机并连接齿轮箱和发动机核心的方法包括将扭矩路径与发动机核心速度感测路径分离。该方法可以进一步包括将扭矩感测路径与发动机核心速度感测路径分离。连接涡轮发动机的方法包括将柔性轴的第一端连接到齿轮箱，在发动机核心的转子的毂内延伸该轴，以及将该轴的第二端连接到转子。现在参考附图，图1和图2分别是示例性燃气涡轮发动机10(本文中称为“发动机10”)的示意性截面图。在图1中，发动机10被显示为高旁通涡轮风扇发动机，其结合了根据本公开的一方面的轴组件95的示例性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于涡轮发动机的轴组件，其中所述涡轮发动机包括风扇或螺旋桨组件和发动机核心，并且进一步地，其中所述风扇或螺旋桨组件包括齿轮箱，并且其中所述发动机核心包括一个或多个转子，其特征在于，所述轴组件包括：柔性轴，所述柔性轴沿轴向方向限定第一端和第二端，其中所述第一端连接到所述发动机核心，并且所述第二端连接到所述齿轮箱，并且其中多个花键限定在所述第二端处并且联接到所述齿轮箱的花键接口；和联接器，所述联接器至少部分地在所述径向方向上延伸并且联接到所述发动机核心和所述柔性轴。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.30 EP 17425010.01.一种用于涡轮发动机的轴组件，其中所述涡轮发动机包括风扇或螺旋桨组件和发动机核心，并且进一步地，其中所述风扇或螺旋桨组件包括齿轮箱，并且其中所述发动机核心包括一个或多个转子，其特征在于，所述轴组件包括：柔性轴，所述柔性轴沿轴向方向限定第一端和第二端，其中所述第一端连接到所述发动机核心，并且所述第二端连接到所述齿轮箱，并且其中多个花键限定在所述第二端处并且联接到所述齿轮箱的花键接口；和联接器，所述联接器至少部分地在所述径向方向上延伸并且联接到所述发动机核心和所述柔性轴。2.根据权利要求1所述的轴组件，其特征在于，其中所述联接器限定一个或多个紧固位置，在所述一个或多个紧固位置处，所述发动机核心的一个或多个转子与所述联接器以轴向相邻布置附接。3.根据权利要求1或2所述的轴组件，其特征在于，其中所述联接器限定多个孔口，一个或多个紧固件能够通过所述多个孔口延伸到所述发动机核心的一个或多个转子中。4.根据前述权利要求中任一项所述的轴组件，其特征在于，其中所述联接器至少部分地在周向方向上延伸。5.根据前述权利要求中任一项所述的轴组件，其特征在于，其中所述联接器在多个分离的周向位置处径向延伸，并且其中每个分离的周向位置限定紧固位置或孔口。6.根据前述权利要求中任一项所述的轴组件，其特征在于，其中所述联接器进一步限定朝向所述转子延伸的轴向部分和与所述转子轴向相邻的径向部分。7.根据权利要求6所述的轴组件，其特征在于，其中所述轴向部分在所述轴向方向上朝向所述柔性轴的所述第二端延伸。8.根据前述权利要求中任一项所述的轴组件，其特征在于，其中所述多个花键限定多个径向向外延伸的花键，所述多个径向向外延伸的花键联接到所述齿轮箱的所述花键接口。9.根据前述权利要求中任一项所述的轴组件，其特征在于，其中所述柔性轴的所述联接器以轴向相邻布置附接到所述发动机核心的所述转子，并且其中所述转子限定所述压缩机区段中的转子。10.根据前述权利要求中任一项所述的轴组件，其特征在于，其中所述柔性轴的所述联接器以轴向相邻布置附接到所述发动机核心的所述转子，并且其中所述转子限定所述涡轮区段中的转子。11.根据前述权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：马可·加拉贝洛，简·比斯库普斯基，保罗·阿尔塔穆拉，吉安·马里奥·布拉加里尼，阿莱西奥·加乔利，
申请(专利权)人：通用电气阿维奥有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT