一种分段式发动机细长柔性轴结构制造技术

本发明专利技术公开了一种分段式发动机细长柔性轴结构，涉及燃气涡轮发动机技术领域，包括前段轴和后段轴，前段轴和后段轴通过前段轴安装边和后段轴安装边的固定连接来形成一个整体，使得前段轴传递转子扭矩、承受轴向力；后段轴不传递扭矩和承受轴向力，安装有两个滚棒轴承，两个滚棒轴承均通过轴承座承载，轴承座分别与两个发动机机匣固定连接。本发明专利技术通过一种分段式的细长柔性轴结构，将弹性支承和两个轴承内环集成到一段柔性轴上，并在轴承外环上施加油膜阻尼，继而组成完整的转子弹性支承和挤压油膜系统；后段轴上的轴承内环结构，可以简化生产、装配，提升轴功能集成度；鼠笼式柔性轴结构可以代替弹性支承调整转子的临界转速，控制转子径向变形。制转子径向变形。制转子径向变形。

【技术实现步骤摘要】
一种分段式发动机细长柔性轴结构


[0001]本专利技术属于燃气涡轮发动机
，具体是一种分段式发动机细长柔性轴结构。

技术介绍

[0002]现有的燃气涡轮发动机，一般通过一根细长柔性轴输出轴功率，继而驱动旋翼，螺旋桨，风扇或压气机运转。因转轴及轴上旋转件存在偏心质量，高速旋转时必然产生离心惯性力而发生弓形回转，在相应的临界转速下，动挠度达到最大继而发生破坏。因此，发动机转子系统一般采用弹性支承和挤压油膜结构，一方面，通过弹性支承调整控制转子的临界转速，使发动机工作转速区间避开临界转速；另一方面，通过油膜阻尼作用吸收转子振动的能量，减小振动带来的影响。
[0003]在现有的燃气涡轮发动机转子支承系统中，合理配置其临界转速，是保证发动机正常运转的重要前提，因此，通常需要设立单独的弹性支承和油膜阻尼结构。经典的转子支承系统，一般包括一根完整的轴，轴上嵌套完整的轴承(包括内环和外环，相应的轴向限位件及锁紧件如螺母等)，在轴承外环上，继续嵌套弹性支承，最后在弹性支承的外环上，施加油膜阻尼系统。
[0004]因此，本专利技术提供了一种分段式发动机细长柔性轴结构，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种分段式发动机细长柔性轴结构，以解决如下技术问题：
[0006]1)现有的转子支承系统，通过设立单独的弹性支承，完整的轴承和油膜阻尼结构来保证转子正常工作运转，使得零件加工，组件装配较为复杂，也不利于减少零件数量和发动机质量；
[0007]2)现有轴整体偏刚性，使得支承系统要降低刚度以适应低临界转速的需要，继而增加了转子变形量，不利于控制转静子径向间隙，降低发动机的效率，并造成转静子径向碰磨的风险。
[0008]根据本专利技术的一个方面，提供一种分段式发动机细长柔性轴结构，包括前段轴和后段轴，所述前段轴和后段轴通过前段轴安装边和后段轴安装边的固定连接来形成一个整体，使得前段轴传递转子扭矩、承受轴向力；
[0009]所述后段轴不传递扭矩和承受轴向力，所述后段轴上安装有第一滚棒轴承和第二滚棒轴承，所述第一滚棒轴承和第二滚棒轴承均通过轴承座承载，所述轴承座分别与第一发动机机匣和第二发动机机匣固定连接。
[0010]根据本专利技术的一个实例性的实施例，所述后段轴上设有与第一滚棒轴承和第二滚棒轴适配的第一轴承内环和第二轴承内环。
[0011]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述后段轴位于第一轴承内环和第二轴承内环之间的结构为鼠笼式结构，所述鼠笼式结构为弹性结构。
[0012]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述第一滚棒轴承和第二滚棒轴承分别包括第一轴承外环和第二轴承外环，所述轴承座包括第一轴承座支架和第二轴承座支架，所述第一轴承外环和第二轴承外环分别套设在第一轴承座支架和第二轴承座支架内。
[0013]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述第一轴承外环和第二轴承外环与轴承座之间采用间隙配合或过盈配合，所述第一轴承外环和第二轴承外环与第一轴承座支架和第二轴承座支架对应形成两组配合。
[0014]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，所述第一轴承外环和第一轴承座支架之间以及第二轴承外环和第二轴承座支架之间至少有一组为间隙配合，其中为间隙配合的一组之间装配有两条封严涨圈。
[0015]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，间隙配合的单侧间距为0.1
‑
0.4mm。
[0016]根据本专利技术的另一个实例性的实施例，两条所述封严涨圈与对应装配的轴承外环和轴承座支架之间形成一个环形空腔，环形空腔内注入润滑油形成油膜阻尼。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]1、本专利技术通过一种分段式的细长柔性轴结构，将弹性支承和两个轴承内环集成到一段柔性轴上，并在轴承外环上施加油膜阻尼，继而组成完整的转子弹性支承和挤压油膜系统；其前段轴在发动机前端输出功率，驱动旋翼，螺旋桨，风扇等，前段轴的尾端与涡轮转子连接，传递扭矩和气动轴向力；后段轴通过连接结构与前段轴连接，不承担传扭和轴向力，仅承担径向力，用于安装轴承等支承组件，后段轴本身为弹性支承形式，采用鼠笼式结构，降低轴的刚性，基本代替独立的弹性支承的功用，调整转子的临界转速和应变能。
[0019]2、本专利技术相较一般的转子支承系统，将两个轴承的内环集成到后段轴上，省去了繁杂的轴向限位件及锁紧件等，进一步简化结构，提升轴的功能集成度，同时，简化了独立弹性支承，轴承内环等结构，继而减轻了重量，优化了装配。
[0020]3、本专利技术设置的鼠笼式结构为弹性结构，可以降低轴的局部刚性，通过适当地调整鼠笼枝条的长度、横截面积等，可以改变轴的刚度数值，降低转子的临界转速，调整应变能的分布，采用本专利技术的鼠笼式轴、刚性轴承座静子结构，能够尽量保证支承的刚度，使得发动机转子高速转动回弯或受到机动陀螺力矩时，转子的径向变形得到一定地控制，防止径向转静子刮磨，有利于减小转静子设计间隙，满足发动机的正常运转的同时，降低间隙损失，提高热效率。
[0021]4、本专利技术在两个轴承的外环和轴承座之间，直接集成油膜阻尼结构，在转子工作时形成油膜消耗振动能量，并具有更宽广的转速裕度，更强的承受振动载荷能力。
附图说明
[0022]为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0023]图1为含有独立弹性支承和完整轴承结构的典型支承系统的结构示意图；
[0024]图2为一种分段式发动机细长柔性轴结构剖视图；
[0025]图3为鼠笼式结构示意图；
[0026]图4为图3的A
‑
A剖视图。
[0027]图中：1、前段轴；11、前段轴安装边；
[0028]2、后段轴；21、后段轴安装边；22、第一轴承内环；23、第二轴承内环；24、鼠笼式结构；
[0029]3、第一滚棒轴承；31、第一封严涨圈；32、第二封严涨圈；33、第一轴承外环；
[0030]4、第二滚棒轴承；41、第三封严涨圈；42、第四封严涨圈；43、第二轴承外环；
[0031]5、轴承座；51、第一轴承座支架；52、第二轴承座支架；53、第一轴承座安装边；54、第二轴承座安装边；55、轴承座薄外壁；
[0032]6、第一发动机机匣；7、第二发动机机匣；8、弹性支承；9、锁紧件；10、轴向限位件。
具体实施方式
[0033]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面通过实施例，并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种分段式发动机细长柔性轴结构限制。
[0034]另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分段式发动机细长柔性轴结构，其特征在于，包括：前段轴(1)和后段轴(2)，所述前段轴(1)和后段轴(2)通过前段轴安装边(11)和后段轴安装边(21)的固定连接来形成一个整体，使得前段轴(1)传递转子扭矩、承受轴向力；所述后段轴(2)上安装有第一滚棒轴承(3)和第二滚棒轴承(4)，所述第一滚棒轴承(3)和第二滚棒轴承(4)均通过轴承座(5)承载，所述轴承座(5)分别与第一发动机机匣(6)和第二发动机机匣(7)固定连接。2.根据权利要求1所述的一种分段式发动机细长柔性轴结构，其特征在于，所述后段轴(2)上设有与第一滚棒轴承(3)和第二滚棒轴承(4)适配的第一轴承内环(22)和第二轴承内环(23)。3.根据权利要求2所述的一种分段式发动机细长柔性轴结构，其特征在于，所述后段轴(2)位于第一轴承内环(22)和第二轴承内环(23)之间的结构为鼠笼式结构(24)，所述鼠笼式结构(24)为弹性结构。4.根据权利要求1所述的一种分段式发动机细长柔性轴结构，其特征在于，所述第一滚棒轴承(3)和第二滚棒轴承(4)分别包括第一轴承外环(33)和第二轴承外环(43)，所述轴承座(5)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：何康，陈竞炜，赵勇铭，贺宜红，聂建豪，
申请(专利权)人：中国航发湖南动力机械研究所，
类型：发明
国别省市：