具有阻尼系统的旋转机械技术方案

本发明专利技术的一个实施例为用于例如燃气涡轮发动机的旋转机械的阻尼系统。其他实施例包括用于阻尼系统的设备、系统、装置、硬件、方法、及其组合。本申请的又一实施例、形式、特征、方面、益处、以及优势将从此处提供的说明和附图中变得易于理解。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及例如燃气涡轮发动机的旋转机械，并且尤其涉及在旋转机械中使用的阻尼系统。
技术介绍
有效阻尼例如燃气涡轮发动机或其他旋转机械中的转子系统的旋转结构中的振动的阻尼系统始终为人所关注。一些现有的系统相对于某些应用具有各种短处、缺点、以及不足。因此，仍然有需要在该
进一步作出贡献
技术实现思路
本专利技术的一个实施例为用于例如燃气涡轮发动机的旋转机械的阻尼系统。其他实施例包括用于阻尼系统的设备、系统、装置、硬件、方法、以及其组合。本申请的其它的实施例、形式、特征、方面、益处、以及优势应该从此处提供的说明与附图中变得易于理解。附图说明此处的说明参考附图，其中，在所有视图中，相同的参考数字表示相同的零件，并且其中 图I示意性地描绘了根据本专利技术的实施例的燃气涡轮发动机。图2为根据本专利技术的实施例的阻尼系统的横截面。图3为图2的阻尼系统的放大的横截面。图4为在图2的阻尼系统实施例中使用的隔振弹簧的横截面视图。具体实施例方式为了促进对本专利技术原理的理解，现将对图中示例的实施例进行参考，并且将使用具体语言描述这些实施例。尽管如此，应该理解的是，并非意在通过对本专利技术的某些实施例的图示与描述来限制本专利技术范围。此外，示例的和/或描述的实施例的任意改变和/或修改都被认为处于本专利技术的范围之内。进一步，如此处示例的和/或描述的本专利技术原理的对本领域技术人员来说容易想到的任意其他应用，都被认为落入本专利技术的范围内。现参照附图，并且尤其在图I中，示出了燃气涡轮发动机10形式的旋转机械。尽管在此处相对于燃气涡轮发动机描述了本专利技术的实施例，但应该理解的是，本专利技术还可应用于其他类型的旋转机械。燃气涡轮发动机10包括压缩机12、燃烧器14与涡轮机16。压缩机12经由轴18机械地联接至涡轮机16，其构成转子系统20的一部分。燃烧器14流体地设置于压缩机12与涡轮机16之间。压缩机12、燃烧器14与涡轮机16容纳于发动机外壳系统22之中，并且由发动机外壳系统22支撑，其通常包括用于将燃气涡轮发动机10安装于飞行器中的安装特征，例如飞机或导弹系统。联接至发动机外壳系统22的是静态结构，包括前轴承支座24与后轴承支座26。容纳于前轴承支座24中的是滚动元件轴承28，其支撑转子系统20的前部分，例如，包括轴18的前部和压缩机12。滚动元件轴承28为止推滚珠轴承。在本专利技术的其他实施例中，可替换地认为滚动元件轴承28可以是滚柱轴承和/或其他类型的滚动元件轴承中的一个或多个。作为止推轴承，滚动元件轴承28同时将推力载荷与径向载荷经由前轴承支座24从转子系统20传递至发动机外壳系统22中。容纳于后轴承支座26中的是滚动元件轴承30，其支撑转子系统20的后部，例如，包括轴18的后部和涡轮机16。滚动元件轴承30为滚柱轴承。可替换地认为在其他实施例中，滚动元件轴承30可以是滚珠轴承和/或其他类型的滚动元件轴承中的一个或多个。滚动元件轴承30将径向载荷经由后轴承支座26从转子系统20传递至发动机外壳系统22中。在图I的描述中，每个滚动元件轴承28与滚动元件轴承30描述为直接安装在轴18上。然而，应该理解的是，图I的描述本质上为示意，并且不表示用于安装滚动元件轴承 28与滚动元件轴承30的任何特定方案。更确切地说，本专利技术的实施例可以包含许多不同可型的安装方案中的一个或多个。在燃气涡轮发动机10的稳定状态操作过程中，环境空气被吸入并且由压缩机12压缩。将压缩空气从压缩机12排放入燃烧器14。在燃烧器中，将燃料增加入压缩空气，并且点燃混合物。将生成的热气供给至涡轮机16，其提取机械能以驱动压缩机12，并且例如以喷射推力的形式排放热气。燃气涡轮发动机10的操作导致转子系统20上的稳定状态与动态载荷，包括空气动力学载荷、陀螺载荷、转子质量载荷与不平衡载荷。通过滚动元件轴承28与30将转子系统20上的载荷传递至发动机外壳系统20。转子系统20的空气动力学载荷包括轴向推力载荷。可以结合预期的在发动机操作过程中的径向载荷调整在空气动力学方面施加的推力载荷，以优化止推轴承，即，滚动元件轴承28的寿命。例如，可以使用平衡活塞(未示出)，以实现所需的稳定状态推力载荷。当转子系统20旋转，同时发动机10沿具有从转子系统20的旋转轴线倾斜90°的部件旋转轴线的方向旋转时，产生陀螺载荷。陀螺载荷导致转子系统20中的弯曲载荷与径向载荷，这些载荷同时受到滚动元件轴承28与滚动元件轴承30的反作用。转子质量载荷由转子系统20的质量以及重力和沿垂直于转子系统20的旋转轴线的方向的飞行器加速度产生。根据飞行器经历的沿垂直于转子系统20的旋转轴线的方向的加速度，转子质量载荷可以大于或小于转子系统20的重量。转子质量载荷为径向载荷，并且同时受到滚动元件轴承28与滚动元件轴承30的反作用。动态载荷同时包括不平衡载荷与临界转子模式响应，其两者同时受到滚动元件轴承28与滚动元件轴承30的反作用。不平衡载荷主要由制造公差与转子系统20部件的磨损造成。当转子系统20加速超过临界速度时，S卩，对应于转子系统20的共振频率的转子速度，那么在燃气涡轮发动机10的启动过程中可能发生临界转子模式响应。临界转子模式响应可能导致大量动态径向载荷。为了在转子系统20经过共振频率时阻尼临界转子模式响应，燃气涡轮发动机10包括阻尼系统。现参照图2，燃气涡轮发动机10包括构造成阻尼通过滚动元件轴承28从转子系统20传入静态结构的振动的压膜阻尼系统32。在一种形式中，静态结构为前轴承支座24。在其他实施例中，可以使用其他静态结构，例如，包括固定或联接至轴承支座24的部件，动态载荷在达到轴承支座24之前或之后穿过该部件。相似的阻尼系统可以构造成阻尼通过滚动元件轴承30从转子系统20传入后轴承支座26的振动。如图2中所描绘的，前轴承支座24包括轴承罩34。滚动元件轴承28包括拼合式内座圈36与拼合式外座圈38。滚动元件轴承28的拼合式外座圈38在燃气涡轮发动机10的操作过程中受到径向位移。径向位移可以在燃气发动机10的启动过程中，由临界转子模式响应造成。径向位移还可以由转子系统20的不平衡载荷以及由陀螺仪感生的载荷造成。阻尼系统32包括阻尼环40、布置于阻尼环40 —侧上的密封件42、布置于阻尼环40另一侧上的密封件44、布置于阻尼环40 —侧上的隔振弹簧46以及布置于阻尼环40另一侧上的隔振弹簧48。在一种形式中，阻尼系统32为压膜阻尼系统。阻尼系统32与拼合式外座圈38轴向保持在轴承罩34的后壁50与固定至前轴承支座24的前结构52之间。 现结合图2，参照图3进一步描述阻尼系统32。拼合式外座圈38包括由外座圈引导直径限定的外座圈引导表面54。作为引导特征，夕卜座圈引导表面54为径向定位表面,其在本实施例中径向定位拼合式外座圈38。拼合式内座圈36包括由内座圈引导直径限定的内座圈引导表面56。轴承罩34包括由内侧引导直径限定的静态内引导表面58。限定于外座圈引导表面54与静态内引导表面58之间的为空腔60。阻尼环40、密封件42、密封件44、隔振弹簧46与隔振弹簧48设置于空腔60中。空腔60填充有流体，例如粘性阻尼流体，例如发动机润滑油或润滑脂，其与阻尼环40相结合使用，以提供阻尼。空腔60可以通过燃气涡轮发动机10的加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：DK维特斯，T霍夫曼，SA克卢斯曼，
申请(专利权)人：劳斯莱斯公司，劳斯莱斯北美科技公司，
类型：发明
国别省市：