飞行器涡轮机的模块化制造技术

公开了一种飞行器涡轮机(10)，该飞行器涡轮机具有纵向轴线(A)并且包括：称为HP主体的高压主体、称为BP主体的低压主体、风扇(48)以及具有游星齿轮系的减速装置(36)；涡轮机的特征在于，BP主体包括三个模块：第一模块(22)，该第一模块包括BP涡轮(24)和BP轴(26)；第二模块(28)，该第二模块包括BP压缩机(30)和轴颈(68)，该轴颈固定到BP压缩机的转子；以及第三模块(32)，该第三模块包括减速装置(36)的输入轴(34)，该输入轴包括上游端部和下游端部，该上游端部用于联接到减速装置的太阳齿轮(38)，该下游端部包括第一花键(74)，该第一花键平行于所述轴线定向并且被构造成接合在所述第二模块(28)的第二互补的花键(76)中。模块(28)的第二互补的花键(76)中。模块(28)的第二互补的花键(76)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞行器涡轮机的模块化


[0001]本专利技术涉及便于飞行器涡轮机的模块化的解决方案。

技术介绍

[0002]现有技术特别地包括文献WO
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A1
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2015/075345、US
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A1
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3,631,688、FR
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A1
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2,975,149、US
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A
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3,958,887以及US
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A
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3,469,868。
[0003]飞行器涡轮机通常被构造为模块的组件，模块中的每一个模块可具有固定部分和移动部分。模块被限定为发动机的子组，该子组在其与相邻模块的接口处具有几何特征，这些几何特征足够精确，以使该子组能够单独地运送，并且当该子组包括旋转部分时，该子组已经单独地平衡。模块的组件使得能够构建完整的发动机，该完整的发动机将接口部件的平衡和匹配操作减少到最低限度。
[0004]涡轮机的模块化是涡轮机的维护的关键因素。实际上，在介入过程中，部件必须易于接近，而无需拆卸发动机的大量部分。在实践中，我们试图实现分解成多个主模块。例如，对于具有上游风扇的涡轮机(术语“上游”和“下游”应理解为与涡轮机中气体的流动相关)，我们正在寻求分成三个模块：第一主模块，用于包括风扇和BP压缩机的前部；第二主模块，用于包括HP主体的部分；以及第三主模块，用于包括BP涡轮和BP轴的发动机的后部。因此，应当理解，BP主体被分成两个模块。
[0005]BP主体的两个模块通过螺母彼此固定，螺母围绕涡轮机的轴线延伸并用于将风扇轴轴向地夹紧到BP轴。
[0006]在维护操作过程中，必须通过工具旋松该螺母，该工具沿涡轮机的纵向轴线插入到涡轮机中，从而插入BP轴和/或风扇轴的内部。
[0007]这种维护对于在前部或上游部分中具有减速装置的涡轮机尤其困难。这种情况下的问题在于螺母的可接近性。减速装置位于螺母的上游，必须被部分地移除才能接近螺母。此外，必须使用复杂的工具来接近螺母，这些工具存在操作不当和损坏发动机的风险。
[0008]在这种情况下，失去了第一主模块的模块化。此外，第二主模块和第三主模块必须独立地拆卸。
[0009]然而，当第一模块包括减速装置时，第一模块的模块化是重要的。减速装置容纳在润滑围封件中，该润滑围封件优选地应在维护过程中保持关闭，以防止机油泄漏。为了避免拆卸该围封件，有增加减速装置的内直径的趋势，使得减速装置的内直径大于螺母的直径，从而使得螺母能够从减速装置的内部被移除。然而，该解决方案不利于减速装置的尺寸和涡轮机的整体性能。
[0010]为了提高涡轮机的推进效率，涡轮机倾向于增加旁通比，这通常转化为风扇尺寸(直径和轴向尺寸)的增加。这使得接近BP轴的螺母变得甚至更加复杂，因为接近螺母所需的工具变长了。
[0011]此外，一些涡轮机(诸如具有无涵道单风扇(Unducted Single Fan，USF)的涡轮机)特别长，并且HP主体和BP主体的模块具有非常小的内直径，这使得工具难以接近或不可
能接近螺母。
[0012]本专利技术提供了对上面问题中的至少一些问题的解决方案，该解决方案简化了飞行器涡轮机的模块化。

技术实现思路

[0013]根据第一方面，本专利技术涉及用于飞行器涡轮机的轴组，该轴组包括：
[0014]‑
第一轴，该第一轴包括外花键，该外花键平行于轴的旋转轴线定向，
[0015]‑
第二轴，该第二轴包括内花键，该内花键与所述外花键互补，该第二轴与第一轴轴向地接合，并且这些轴通过这些轴的花键的接合而作为一个整体旋转，以及
[0016]‑
用于相对于彼此轴向地锁紧轴的系统，
[0017]其特征在于，所述系统包括螺钉，螺钉相对于所述轴线径向地定向，这些螺钉中的每一个螺钉被旋紧到这些轴中的一个轴的第一孔中，并且包括自由端部，该自由端部能够接合在这些轴中的另一个轴的第二孔中，这些螺钉中的每一个螺钉可通过旋拧在第一径向位置和第二径向位置之间移动，在该第一径向位置，螺钉的自由端部接合在所述第二孔中并确保轴的轴向锁紧，在该第二径向位置，螺钉的自由端部从所述第二孔脱离接合并确保轴的轴向解锁。
[0018]根据本专利技术的轴组特别适合于便于飞行器涡轮机的模块化，并且可以例如用在飞行器的两个模块之间的接口中，更具体地，用在这些模块的两个轴之间的接口中。
[0019]两个轴之间的联接通过花键来实现。花键彼此平行地延伸，并且通过第一轴的简单轴向平移接合到第二轴中。
[0020]有两种类型的花键联轴器，在第一种联轴器中，花键在彼此内自由地轴向滑动。该联轴器的第一个缺点是花键需要润滑，因此有必要在附近设置机油喷头。在具有减速装置的涡轮机中，花键可以被容纳在减速装置的围封件中以用于润滑，但在维护操作过程中花键的脱离接合将导致打开围封件。
[0021]第二种类型的花键联轴器是在其中花键轴向地锁紧在一起的联轴器，并且本专利技术中使用的正是这种技术。优点是花键不需要润滑。然而，必须为轴提供轴向锁紧系统，从而花键轴向锁紧到彼此内。
[0022]根据本专利技术，这种锁紧由径向螺钉提供。换言之，轴的锁紧螺钉不平行于轴线延伸，而是相对于该轴线径向地延伸。螺钉可以围绕轴线均匀地分布，并且螺钉的数量特别地根据轴的直径和在这些轴之间要传递的最大扭矩来调整。
[0023]根据本专利技术的组可包括以下被彼此单独采用或被彼此结合采用的特征中的一个或多个：
[0024]‑
第一位置是径向外位置，第二位置是径向内位置；
[0025]‑
螺钉中的每一个螺钉包括径向内端部和径向外自由端部，该径向内端部载带支承头部，该径向外自由端部包括凹进的腔体，该凹进的腔体被构造成接纳用于旋紧/旋松螺钉的工具；
[0026]‑
环固定在所述第二孔中的每一个第二孔中，并且包括内孔口，该内孔口具有截头圆锥形部段，该截头圆锥形部段被构造成与螺钉的所述自由端部配合以将螺钉定心在所述第二孔中；在每个第二孔中提供定心环的优点在于，该环通过限制对轴的冲击可以在磨损
的情况下被替换；
[0027]‑
每个环被压接到对应的第二孔中；
[0028]‑
套管安装在所述第一孔中的每一个第一孔中，并且包括内螺纹，该内螺纹用于旋紧对应的螺钉；在每个第一孔中提供带螺纹的套管的优点在于，该套管可以在磨损的情况下被替换且限制对轴的冲击；
[0029]‑
每个套管包括外环形套环，该外环形套环用于支承在对应的轴上；
[0030]‑
保持壳安装在第一轴的内部，并且包括第一圆柱形边沿，该第一圆柱形边沿至少部分地与所述第一孔和所述第二孔相对地延伸，并且被构造成当螺钉处于螺钉的相应的第二位置时径向地保持螺钉；
[0031]‑
每个套管的套环径向地介于轴和壳的第二圆柱形边沿之间；以及
[0032]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞行器涡轮机(10)，所述涡轮机具有纵向轴线(A)，并且所述飞行器涡轮机包括：
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高压主体，高压被称为HP，所述高压主体包括HP轴(16)，所述HP轴用于将HP压缩机转子(14)连接到HP涡轮转子(18)，所述HP轴沿所述轴线延伸，
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低压主体，低压被称为BP，所述低压主体包括BP轴(26)，所述BP轴用于将BP压缩机转子(30)连接到BP涡轮转子(24)，所述BP轴沿所述轴线延伸并在所述HP轴的内部，
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风扇(48)，所述风扇连接到风扇轴(46)，以及
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游星减速装置(36)，所述游星减速装置将所述BP轴(26)连接到所述风扇轴(46)，其特征在于，所述低压主体包括三个模块：
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第一模块(22)，所述第一模块包括BP涡轮(24)和所述BP轴(26)，所述BP轴包括下游端部，所述下游端部联接到所述BP涡轮的转子，
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第二模块(28)，所述第二模块包括BP压缩机(30)和轴颈(68)，所述轴颈固定到所述BP压缩机的转子，所述轴颈被构造成旋转地联接到所述BP轴(26)的上游端部，并且通过将螺母(70)旋紧到所述轴上的螺纹上而轴向地固定在该端部上，以及
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第三模块(32)，所述第三模块包括所述减速装置(36)的输入轴(34)，所述输入轴包括上游端部和下游端部，所述输入轴的上游端部用于联接到所述减速装置的太阳齿轮(38)，所述输入轴的下游端部包括第一花键(74)，所述第一花键平行于所述轴线定向，并且所述第一花键被构造成接合在所述第二模块(28)的互补的第二花键(76)中，径向定向的螺钉(78)由所述第二模块和所述第三模块中的一个模块承载，并且旨在接合在所述第二模块和所述第三模块中的另一个模块中，以将所述第一花键和所述第二花键轴向地锁紧到彼此中。2.根据权利要求1所述的涡轮机(10)，其中，所述风扇(48)是无涵道式的。3.根据权利要求1或2所述的涡轮机(10)，其中，所述减速装置(36)位于润滑围封件(50)中，所述第一花键和所述第二花键(74、76)位于所述围封件的外部。4.根据权利要求3所述的涡轮机(10)，其中，所述第一花键和所述第二花键(74、76)轴向地介于所述围封件(50)的两个环形密封件(98、100)之间，所述两个环形密封件安装在所述输入轴(34)和所述围封件的环形盖(58)之间，所述环形盖围绕所述输入轴安装。...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗，
申请(专利权)人：赛峰飞机发动机公司，
类型：发明
国别省市：