CN106286390A - 用于涡轮发动机的耳轴保持件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于燃气涡轮发动机的风扇(38)。风扇(38)包括多个风扇叶片(40)、盘(42)、以及用于将风扇叶片(40)附接至盘(42)的耳轴机构(90)。盘(42)可由多个单独的盘节段(92)形成，其中耳轴机构(90)将多个风扇叶片(40)中的一个附接至相应的盘节段(92)。本发明还提供了一种保持部件(102)。保持部件(102)包括器件以用于万一耳轴机构(90)的主附接系统(96)出故障则挡住耳轴机构(90)的一部分。

Description

用于涡轮发动机的耳轴保持件
技术领域
本主题大体上涉及用于燃气涡轮发动机的风扇，或更具体地涉及用于燃气涡轮发动机的风扇的冗余的风扇叶片保持特征。
背景技术
燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心。燃气涡轮发动机的核心大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气流从风扇提供至压缩机区段的入口，在该处，一个或更多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其达到燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过燃烧区段的燃烧气流驱动燃烧区段，且然后发送穿过排气区段，例如，至大气。在特定构造中，涡轮区段通过沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的轴来机械地联接到压缩机区段上。
风扇包括具有大于燃气涡轮发动机的核心的半径的多个叶片。风扇和多个叶片典型地由轴驱动。多个叶片中的各个叶片可附接至耳轴机构，耳轴机构继而附接至盘。耳轴机构是相对于盘可旋转的，以允许改变多个叶片的桨距。因此，耳轴机构可使用各种轴承和其它伴随结构(accompanying structure)来附接至盘。
为了提高燃气涡轮发动机的安全性，风扇下游的构件考虑将耳轴附接至盘的附接系统可能故障的可能性而设计。然而，这样的构造可降低燃气涡轮发动机的效率。例如，添加至燃气涡轮发动机的机身的增重的装甲可降低燃气涡轮发动机的效率。
因此，具有一个或更多个特征以挡住耳轴和附接至其的叶片的用于燃气涡轮发动机的风扇在将耳轴附接至盘的附接系统的故障的事件中将是有益的。另外，具有不与风扇的运行或组件干涉的用于挡住耳轴和叶片的一个或更多个冗余的附接特征的用于燃气涡轮发动机的风扇将是特别有用的。
发明内容
本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本发明理解到。
在本公开内容的一个示例性实施例中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的风扇。风扇包括风扇叶片和包括耳轴及主附接系统的耳轴机构。风扇叶片附接至耳轴。风扇还包括具有大体上环形形状且包括盘节段的盘。盘节段具有轴环。耳轴至少部分地延伸穿过盘节段且使用主附接系统附接至盘节段。风扇还包括保持部件，其附接至盘节段的轴环，且包括器件(means)以用于万一主附接系统出故障则挡住耳轴。
在本公开内容的另一个示例性方面中，提供了一种用于燃气涡轮发动机的风扇。风扇包括风扇叶片和耳轴机构。耳轴机构包括耳轴和主附接系统。耳轴包括平台以用于至风扇叶片的附接，平台具有外表面。风扇还包括具有大体上环形形状且包括盘节段的盘。耳轴至少部分地延伸穿过盘节段且使用主附接系统附接至盘节段。风扇还包括保持环，其具有大体上环形形状且包括与相应的耳轴的平台的外表面一起限定辅助支承通道的保持部件。风扇还包括定位在辅助支承通道中的至少一个保持特征。
在本公开内容的又一个示例性实施例中，提供了一种燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括核心发动机和与核心发动机机械连通的可变桨距风扇。风扇包括风扇叶片和具有耳轴和主附接系统的耳轴机构。风扇叶片附接至耳轴。风扇还包括具有大体上环形形状且包括盘节段的盘。盘节段包括轴环，且耳轴至少部分地延伸穿过盘节段且使用主附接系统附接至盘节段。风扇还包括保持部件，其附接至盘节段的轴环，且包括器件以用于万一主附接系统出故障则挡住耳轴。
本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。
附图说明
包括针对本领域的技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开内容在参照附图的说明书中陈述，在附图中：
图1为根据本主题的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。
图2为按照本公开内容的示例性实施例的图1的示例性燃气涡轮发动机的可变桨距风扇的透视图。
图3为按照本公开内容的示例性实施例的盘节段、耳轴机构、以及保持部件的分解透视图。
图4为图3的示例性盘节段和耳轴机构的透视图。
图5为连同安装的图3的示例性保持部件的图3的示例性盘节段和耳轴机构的透视图。
图6为连同安装的图3的示例性保持部件的图3的示例性盘节段和耳轴机构的侧视截面视图。
图7为图3的示例性盘节段的附接部分和图3的示例性保持部件的顶视截面视图。
图8为按照本公开内容的另一个示例性实施例的盘节段和耳轴机构的透视图。
图9为安装有按照本公开内容的另一个示例性实施例的保持部件的图8的示例性盘节段和耳轴机构的透视图。
图10为连同安装的图9的示例性保持部件的图8的示例性盘节段和耳轴机构的侧视截面视图。
图11为按照本公开内容的示例性实施例的保持环的前视图。
图12为图11的示例性保持环的透视截面视图。
图13为按照本公开内容的又一个示例性实施例的盘节段和耳轴机构的透视图。
图14为连同安装的图11和12的示例性保持环的图13的示例性盘节段和耳轴机构的侧视截面视图。
图15为图11和12的示例性保持环的加载槽的示意性截面视图。
具体实施方式
现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。该详细描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中所使用的，用语“上游”、“下游”意指关于流体路径中流体流动的相对方向。例如，“上游”意指流体流自的方向，且“下游”意指流体流至的方向。
现在参看附图，其中相同的数字表示所有附图的相同元件，图1为按照本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为本文称为“涡扇发动机10”的高旁通涡扇喷气发动机。然而，应认识到的是，图1中描绘的和下面描述的涡扇发动机10仅通过举例，且本公开内容的实施例也可结合到其它的燃气涡轮发动机(诸如涵道涡扇发动机)中。
如图1中所示，示例性涡扇发动机10限定轴向方向A1(平行于用于参照而提供的纵向中心线12延伸)和径向方向R1。大体上，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。
绘出的示例性核心涡轮发动机16大体上包括基本管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围成串流关系的：包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接到HP压缩机24上。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接到LP压缩机22上。
此外，对于所示实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42上的多个风扇叶片40。如将在下面所讨论的，盘42可具有围绕轴向方向A1的大体上环形形状。风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向R1向外延伸。各个风扇叶片40还是依靠可操作地联接到适合的促动部件44上的风扇叶片40来关于盘42围绕桨距轴线P可旋转的，促动部件44构造成共同地一齐改变风扇叶片40的桨距。风扇叶片40、盘42、以及促动部件44是通过跨过动力变速箱46的LP轴36而一起围绕纵向轴线12可旋转的。动力变速箱46包括多个传动装置以用于将LP轴36的转速下降至更高效的旋转的风扇38速度。
另外，风扇叶片40跨过促动部件44可操作地联接至桨距校正装置48(例如，对重装置、或适合的桨距锁装置)，使得桨距校正装置48据称远离(即，未直接联接至)多个风扇叶片40。对重装置48可具有使对重装置48能够如本文中所描述地起作用(例如，以未直接联接至风扇叶片40)的任意适合的构造。然而，在其它的示例性实施例中，可使用任意其它的适合的桨距校正/对重装置48。
仍参看图1的示例性涡扇发动机10，其包括可变桨距风扇38，可变桨距风扇38的盘42由可旋转的前桨毂盖50覆盖，该前桨毂盖50空气动力地异型成促进空气流穿过多个风扇叶片40。示例性风扇区段14另外地包括环形风扇壳或外机舱52，其沿周向包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。应认识到的是，机舱52可构造成由多个沿周向间隔开的出口导叶54关于核心涡轮发动机16支承。此外，机舱52的下游区段56可在核心涡轮发动机16的外部上延伸，以便限定其间的旁通空气流通路58。
在涡扇发动机10的操作期间，一定量空气60经由机舱52和/或风扇区段14的相关联的入口62进入涡扇10中。当一定量空气60穿过风扇叶片40时，如由箭头64指出的空气的第一部分被引导或发送到旁通空气流通路58中，且如由箭头66指出的空气的第二部分被引导或发送到LP压缩机22中。空气的第一部分64与空气的第二部分66之间的比率通常称为旁通比。空气的第二部分66的压力然后在其发送穿过高压(HP)压缩机24且进入燃烧区段26中时增大，在燃烧区段26处空气的第二部分66与燃料混合且焚烧以提供燃烧气体68。
燃烧气体68被发送穿过HP涡轮28，在该处，来自燃烧气体68的热能和/或动能的一部分经由联接到外壳18上的HP涡轮定子导叶70和联接到HP轴或转轴34上的HP涡轮转子叶片72的连续级获得，因此促使HP轴或转轴34旋转，由此支持HP压缩机24的操作。燃烧气体68然后被发送穿过LP涡轮30，在该处，热能和动能的第二部分从燃烧气体68经由联接到外壳18上的LP涡轮定子导叶74和联接到LP轴或转轴36上的LP涡轮转子叶片72的连续级获得，因此促使LP轴或转轴36旋转，由此支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。
燃烧气体68随后被发送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32来提供推力。同时，空气的第一部分64的压力在空气的第一部分64在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段78排出(也提供了推力)之前发送穿过旁通空气流通路58时显著增大。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体通路80，以用于将燃烧气体68发送穿过核心涡轮发动机16。
现在参看图2，将更详细地描述风扇38。图2提供了图1的示例性涡扇发动机10的风扇38的透视图。对于所描绘的示例性实施例，风扇38包括十二(12)个风扇叶片40。然而，在其它的实施例中，风扇38可具有至少八(8)个风扇叶片40、至少十二(12)个风扇叶片40、或至少十八(18)个风扇叶片40。各个风扇叶片40使用耳轴机构90附接至盘42。更具体地，盘42包括多个盘节段92，其以大体上环形形状(例如，多边形形状)刚性地联接在一起或整体地模制在一起。各个风扇叶片40使用相应的耳轴机构90联接至相应的盘节段92。对于所描绘的实施例，各个耳轴机构90包括耳轴94和主附接系统96。另外，各个耳轴94包括用于附接至风扇叶片40的相应的一个的平台98和至少部分地延伸穿过盘节段92的相应的一个的轴100(见图3、6)。如将在下面参照图5和6更详细地描述的，耳轴94使用主附接系统96附接至盘节段92。
耳轴机构90有助于在风扇38的运行和盘42的旋转期间将它的相关的风扇叶片40保留在盘42或盘节段92上。更具体地，各个耳轴机构90有助于提供从相应的风扇叶片40至相应的盘节段92的加载路径(load path)，以用于在围绕发动机中心线轴线12的旋转期间由风扇叶片40生成的离心负载。另外，耳轴机构90，更确切地说其主附接系统96有助于相应的风扇叶片40关于盘42围绕桨距轴线P的旋转。
现在参看图3，按照本公开内容的示例性实施例连同保持部件102描绘了单独的盘节段92和耳轴机构90。更具体地，图3提供了按照本公开内容的示例性实施例的连同保持部件102的盘节段92和耳轴机构90的分解透视图。
各个耳轴机构90大体上限定轴向方向A2、径向方向R2、以及周向方向C2。耳轴机构90的轴向方向A2可基本平行于上面讨论的桨距轴线P，且因此可基本平行于由图1的示例性涡扇发动机10限定的径向方向R1。另外，如所示，耳轴机构90大体上包括耳轴94和主附接系统96，耳轴94大体上包括平台98和轴100。耳轴94的平台98限定燕尾槽104，其大体上沿耳轴机构90的径向方向R2延伸以用于燕尾106的接收。为了简明而将燕尾106描绘为独立的构件，然而在实践中，燕尾106可为风扇叶片40的内嵌的、整体的部分(即，风扇叶片40的根部)。更具体地，对于所描绘的实施例，槽104限定沿耳轴机构90的径向方向R2的外端105，使得燕尾106可滑入限定在平台98的槽104中。然而，应认识到的是，在其它的示例性实施例中，风扇叶片40可以以任何适合的方式附接至盘42、或盘节段92。例如，在其它的示例性实施例中，耳轴机构90可包括梁类型(spar-type)的耳轴，其中耳轴的轴基本上延伸到风扇叶片40中且形成风扇叶片40的框架。在这样的示例性实施例的情形中，耳轴的轴可与风扇叶片40的至少一部分整体地形成。另外或备选地，耳轴机构90可包括能够接收风扇叶片40的销固定的根部(pinned root)的耳轴。在这样的实施例的情形中，销可延伸穿过耳轴94中的开口，其与风扇叶片40的根部中的开口对准。
仍然参看图3的实施例，主附接系统96大体上包括：联接螺母108；下轴承支承件110；第一线接触轴承112(例如，具有内座圈114，外座圈116，以及多个滚子118)；卡环120；键箍保留件(key hoop retainer)122；分节段的键124；轴承支承件126；以及第二线接触轴承128(例如，具有内座圈130，外座圈132，以及多个滚子134)。如还可在图6中所见，在下面更详细地讨论的，在所描绘的示例性实施例中，第一线接触轴承112以与第二线接触轴承128不同的角度定向(如从滚子118的中心线轴线关于轴向方向A2，以及从从滚子134的中心线轴线关于轴向方向A2所测)。更具体地，线接触轴承112,128以面对面(或双向的)布置相对彼此预加载，其中中心线轴线基本垂直于彼此而定向。然而，应认识到的是，在其它的示例性实施例中，线接触轴承112,128可改为串联地布置，以便基本平行于彼此而定向。
另外，对于用作112,128，至少考虑以下类型的线接触类型的滚子元件轴承：圆柱滚子轴承；圆柱滚子推力轴承；锥形滚子轴承；球面滚子轴承；球面滚子推力轴承；滚针轴承；以及锥形滚针轴承。在组装时，联接螺母108与盘节段92可螺接地接合，以便将耳轴机构90的剩余构件、更确切地说主附接系统96夹在联接螺母108与盘节段92之间，由此保留附接至盘节段92的耳轴机构90。然而，应认识到的是，在其它的示例性实施例中，耳轴机构90的主附接系统96可另外地或备选地包括任何其它适合的类型的轴承。例如，在其它的示例性实施例中，耳轴机构90可包括滚珠轴承或任何其它适合的轴承。另外，在又其它的示例性实施例中，可提供任何其它适合的主附接系统96，以用于将耳轴94附接至盘节段92。
现在还参看图4至6，风扇38还可包括附接至盘节段92的轴环140的保持部件102(见图5和6)。图4提供了示例性盘节段92和耳轴机构90的透视图；图5提供了连同安装有按照本公开内容的示例性实施例的保持部件102的示例性盘节段92和耳轴机构90的透视图；以及图6提供了示例性盘节段92、耳轴机构90、以及保持部件102的侧视截面视图。
保持部件102构造成附接至盘节段92的轴环140，轴环140大体上沿轴向方向A2远离盘节段92的本体141而延伸。更具体地，对于所描绘的实施例，盘节段92的轴环140包括多个附接槽142，其大体上沿耳轴机构90的轴向方向A2且沿耳轴机构90的径向方向R2向内而延伸。另外，盘节段92的轴环140限定多个加载槽144，其也大体上沿耳轴机构90的轴向方向A2且沿耳轴机构90的径向方向R2向内而延伸。加载槽144基本上沿盘节段92的轴环140沿轴向方向A2的整个长度而延伸，而附接槽142延伸少于盘节段92的轴环140沿轴向方向A2的整个长度。而且，加载槽144和附接槽142围绕轴环140大体上沿周向方向C间隔开。
如可在例如图3中所见，示例性保持部件102包括多个齿146，其沿耳轴机构90的径向方向R2向内延伸。齿146中的每一个具有与附接槽142和加载槽144互补的几何形状，使得齿146中的每一个大体上沿轴向方向A2滑动穿过加载槽144并进入附接槽142中。因此，保持部件102可通过使保持部件102关于盘节段92的轴环140轴向地和周向地移动而附接至盘节段92的轴环140。更具体地，保持部件102可以以下面的方式附接至盘节段92的轴环140：首先，保持部件102的齿146可与盘节段92的轴环140的加载槽144对准。然后可使保持部件102沿轴向方向A2移动，使得保持部件102的齿146滑动穿过盘节段92的轴环140的加载槽144。然后可使保持部件102围绕周向方向C2旋转，使得齿146然后与盘节段92的轴环140中的附接槽142对准。然后可使保持部件102沿轴向方向A2的相反方向移动，使得齿146至少部分地定位在附接槽142内。一旦到位，锁定部件148可定位在盘节段92的轴环140的外表面的至少一部分周围以将保持部件102维持在适当的位置(见图6)。
现在简要地参看图7，其提供了盘节段92的轴环140和保持部件102的顶视截面视图，当安装保持部件102时，多个齿146中的每一个定位在多个附接槽142的相应的一个中，以将保持部件102附接至盘节段92的轴环140。然而，应当认识到的是，在其它的示例性实施例中，保持部件102可以以任何其它适合的方式附接至盘节段92的轴环140。例如，在某些示例性实施例中，各个加载槽144和相邻的附接槽142可连接以形成大体上“J形”槽。另外或备选地，保持部件102可以与盘节段92的轴环140可旋转地接合。例如，保持部件102和盘节段92的轴环140可各自限定相对应的有螺纹的部分。
图3至6中描绘的保持部件102还包括用于万一主附接系统96出故障或万一耳轴的轴100出故障时挡住耳轴94的器件。因此，图3至6中描绘的保持部件102构造为用于将耳轴机构90的耳轴94附接至盘42、或更具体地附接至盘节段92的轴环140的冗余附接特征。
对于图3至6的示例性实施例，被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的器件是在耳轴94的平台98之上沿径向方向R2向内延伸的唇缘150。更具体地，耳轴94的平台98限定沿径向方向R2的外边缘152。保持部件102的唇缘150围绕耳轴94的平台98的外边缘152且在耳轴94的平台98的外边缘152之上沿径向方向R2向内而延伸。对于所描绘的实施例，唇缘150为围绕耳轴94的平台98的外边缘152完整地延伸的单个连续的唇缘150，除了由保持部件102限定的开口154(下面参照图5来讨论)。然而，在其它的示例性实施例中，唇缘150可具有任意其它适合的构造。例如，在其它的示例性实施例中，唇缘150可改为围绕耳轴94的平台98的外边缘152且在耳轴94的平台98的外边缘152之上沿径向方向R2向内而延伸的多个单独的唇缘150。
对于所描绘的实施例，当主附接系统96适当地操作时，保持部件102的唇缘150不接触耳轴94部件的平台98。因此，除非主附接系统96或耳轴的轴100出故障，否则保持部件102基本不支承耳轴机构90的耳轴94。例如，万一在风扇38的操作期间主附接系统96或耳轴的轴100中的一个或更多个构件出故障，则耳轴94和附接的风扇叶片40将从盘节段92沿耳轴机构90的轴向方向A2向外地移动(至少部分地由于风扇叶片40上的离心力)。保持部件102的唇缘150然后将接触耳轴94的平台98的外边缘152，挡住耳轴94并防止耳轴94进一步移动远离盘节段92的轴环140。应认识到的是，如本文中所使用的，“基本不支承耳轴94”意指在风扇38的正常运行期间(例如，在主附接系统96或耳轴的轴100的任何故障之前)支承少于耳轴94上任何力的百分之十。
显著地，所描绘的示例性保持部件102可不与风扇38的运行或组件干涉。例如，所描绘的保持部件102包括允许风扇叶片40在保持部件102的安装之后附接至耳轴94的平台98的特征。更具体地，保持部件102是围绕耳轴机构90的轴向方向A2不对称的。例如，所描绘的保持部件102在耳轴94的平台98周围围绕耳轴机构90的轴向方向A2延伸少于三百六十度。因此，保持部件102限定开口154，其在限定在耳轴机构90的平台98中的槽104的外端105之上。图3至6中描绘的燕尾106(在某些示例性实施例中其可为风扇叶片40的根部)可在保持部件102已经安装之后穿过保持部件102中的开口154安装在限定在耳轴94的平台98中的槽104中。
然而，应认识到的是，上面参照图3至6描述的被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的示例性器件仅作为举例。例如，现在参看图8至10，提供被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的另一个示例性器件。
图8至10中描绘的示例性耳轴机构90、盘节段92、以及保持部件102可以以基本与图3至图6中描绘的和上面讨论的示例性耳轴机构90、盘节段92、以及保持部件102相同的方式构造。因此，相同或类似的编号可意指相同或类似的构件。例如，所描绘的示例性保持部件102是围绕耳轴机构90的轴向方向A2不对称的，限定允许燕尾106(诸如，风扇叶片40的根部)的安装的开口154。另外，对于所描绘的实施例，示例性保持部件102通过将保持部件102的多个齿146定位在限定于盘节段92的轴环140中的多个附接槽142中而附接至盘节段92的轴环140。另外，示例性耳轴94使用主附接系统96来附接至盘节段92。
然而，对于图8至10中所描绘的示例性实施例，耳轴94的平台98包括沿耳轴机构90的径向方向R2的外表面156。耳轴94的平台98的外表面156限定第一凹槽158，其大体上沿耳轴机构90的周向方向C2且沿耳轴机构90的径向方向R2向内而延伸。另外，对于所描述的实施例，被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的器件是由保持部件102的内表面162限定的第二凹槽160和至少部分地定位在第一凹槽158且至少部分地定位在第二凹槽160中的至少一个保持特征。第二凹槽160与第一凹槽158互补地延伸。更具体地，由保持部件102的内表面162限定的第二凹槽160大体上沿耳轴机构90的周向方向C2且沿耳轴机构90的径向方向R2向外而延伸。如可在例如图10中最清楚地看见，限定在平台98的外表面156中的第一凹槽158和限定在保持部件102的内表面162中的第二凹槽160沿径向方向R2邻近于彼此，且沿轴向方向A2与彼此对准。第一凹槽158和第二凹槽160一起限定辅助支承通道164。
此外，对于所描绘的实施例，至少一个保持特征包括多个球轴承166。定位在辅助支承通道164内的多个球轴承166可通过隔膜(诸如适合的弹性材料的或塑料的隔膜或隔圈)连接，以例如有助于球轴承166到辅助支承通道164中的安装，以及确保球轴承166保留在辅助支承通道164内的期望位置中。多个球轴承166可在安装保持部件102之后定位在辅助支承通道164内。更具体地，一旦保持部件102已经附接至盘节段92的轴环140，则多个球轴承166可插入穿过由保持部件102限定的开口154且到辅助支承通道164中。盖或其它类似的特征(未示出)可邻近于开口154定位在辅助支承通道164中，以确保多个球轴承166在风扇38的运行期间保留定位在辅助支承通道164内。
球轴承166可限定沿径向方向R2基本等于辅助支承通道164沿径向方向R2的宽度的直径。应认识到的是，如本文中所使用的，诸如“大约”或“基本”的近似用语是指在百分之十的误差裕度内。如同上面参照图3至6描述的示例性实施例，被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的示例性器件构造成使得除非耳轴机构90的主附接系统96或耳轴94的轴100出故障，否则保持部件102基本不支承耳轴94。
然而，应当认识到的是，在其它的示例性实施例中，任何其它适合的保持特征可定位在由保持部件102和耳轴94的平台98限定的辅助支承通道164中。例如，在其它的示例性实施例中，保持特征可为定位在辅助支承通道164中的半刚性的圆柱部件。另外，保持特征可由金属材料或非金属材料(诸如陶瓷或非金属复合材料)形成。在某些实施例中，由于某些机械特性(诸如相比于钢而减轻的重量)，陶瓷或非金属复合材料可以是期望的。另外，尽管对于所描绘的实施例，辅助支承通道164限定圆形的截面形状，但在其它的示例性实施例中，辅助支承通道164可另外地或备选地限定非圆形的截面形状，诸如正方形形状或其它的多边形形状。
此外，应认识到的是，在其它的示例性实施例中，可以提供被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的其它器件。例如，在其它的示例性实施例中，平台98的外表面156可限定沿基本线性的方向(诸如基本垂直于径向方向R2 (与周向地围绕外表面156相反))延伸的第一凹槽。在这样的实施例中，被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的器件可以是穿过保持部件的至少一部分限定的第二凹槽和至少部分地定位在第一凹槽和第二凹槽中的基本圆柱的销。更具体地，在这样的实施例中，第一凹槽可与第二凹槽一起限定基本圆柱的沟槽，且销可定位在沟槽内。
另外或备选地，在又其它的示例性实施例中，被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的器件可以是上面描述的实施例中的一个或更多个的组合。例如，被包括在保持部件102中的用于挡住耳轴94的器件可以是上面参照图3至6描述的实施例和上面参照图8至10描述的实施例的组合。例如，保持部件102可包括唇缘150，且还包括定位在其与耳轴94的平台98一起限定的辅助支承通道164中的一个或更多个保持特征。
现在将大体上参看图11至14，其描绘了按照本公开内容的另一个示例性实施例的保持部件102或更具体地包括多个保持部件102的保持环168。图11提供了示例性保持环168的前视图；图12提供了示例性保持环168的透视截面视图；图13提供了按照本公开内容的示例性实施例的耳轴机构90和盘节段92的透视图；以及图14提供了连同安装有图11和12中描绘的示例性保持环168的图13的示例性耳轴机构90和盘节段92的侧视截面视图。
图13和14中描绘的示例性耳轴机构90和盘节段92可以以基本与图8至图10中描绘的和上面讨论的示例性耳轴机构90、盘节段92、以及保持部件102相同的方式构造。因此，相同或类似的编号可意指相同或类似的构件。例如，示例性耳轴机构90大体上包括耳轴94和主附接系统96，主附接系统96将耳轴94附接至盘节段92。另外，所描绘的示例性耳轴机构90的耳轴94包括平台98，其限定用于至燕尾106的附接的大体上沿耳轴机构90的径向方向R2延伸槽104，燕尾106在某些示例性实施例中可为风扇叶片(诸如风扇叶片40)的根部。
然而，对于所描绘的实施例，示例性保持部件102构造为具有多个保持部件102的保持环168的一部分。所描绘的示例性保持环168具有互补于盘42的形状。更具体地，如图11中所示，保持环168具有例如围绕涡扇发动机10的轴向方向A1 (见图1)的大体上环形形状。另外，如可在图14中所见，保持环168的保持部件102中的每一个例如沿涡扇发动机10的径向方向R1 (见图1)、或沿耳轴机构90的轴向方向A2而定位在相应的盘节段92的外面。
保持环168的保持部件102中的每一个构造成万一这样的耳轴机构90的主附接系统96或耳轴94的轴100出故障时挡住耳轴机构90的相应的耳轴94。更具体地，对于所描绘的实施例，各个保持部件102与相应的耳轴94的平台98的外表面156一起限定辅助支承通道164。更具体地，耳轴94的平台98的外表面156限定第一凹槽158，且保持部件102的内表面162限定第二凹槽160。第一凹槽158和第二凹槽160一起限定辅助支承通道164。此外，至少一个保持特征定位于限定在保持环168的保持部件102和相应的耳轴94的平台98之间的辅助支承通道164。在某些示例性实施例中，至少一个保持特征和辅助支承通道164可以以与上面参照图8至10描述的至少一个保持特征和辅助支承通道164基本相同的方式构造。例如，在所描绘的实施例中，至少一个保持特征构造为由隔膜(诸如塑料的或弹性材料的隔膜)连接的多个球轴承166。然而，在其它的实施例中，至少一个保持特征和辅助支承通道164可备选地具有任何其它适合的构造。
对于所描绘的示例性实施例，保持环168的各个保持部件102整体地形成为单个单元，即，未螺栓连接或以其它的方式可移除地连接。另外，对于所描绘的实施例，整个保持环168整体地形成为单个单元，即，未螺栓连接或以其它的方式可移除地连接。例如，包括保持部件102中的每一个的保持环168可通过铸造、铣削等而整体地形成为单个单元。在这样的构造下，保持环168可形成使得没有限定在其中的接缝或结合线。备选地，保持环168的部分中的一个或更多个可通过焊接来整体地形成。上面的构造有利于更耐久且更坚固的保持环168。
按照本公开内容的保持环168可在耳轴机构90的耳轴94附接至盘节段92之前或之后而安装。例如，按照本公开内容的保持环168可从盘42的前侧完全地安装。这样的构造可允许保持环168在盘42安装之后再安装，或可允许保持环安装或修理而不需要盘42的移除。更具体地，在某些实施例中，保持环168可首先定位在盘42周围，使得各个保持部件102定位在相应的盘节段92的外面。各个耳轴机构90的耳轴94然后可使用相应的主附接系统96而附接至相应的盘节段92。相应的风扇叶片40的根部(例如，燕尾106)然后可定位在相应的耳轴94的平台98的槽104中。显著地，由于此时一个或更多个保持特征没有定位在辅助支承通道164中，因而各个相应的保持部件102可沿相应的耳轴机构90的轴向方向A2移动，以暴露耳轴94的平台98中的槽104，且允许燕尾106插入。
一旦插入燕尾106，则一个或更多个保持特征可安装在辅助支承通道164中。现在简要地参考图15，各个保持部件102包括加载槽170，以用于将至少一个保持特征插入到示例性支承通道中。例如，加载槽170可从保持部件102的内表面162中的第一凹槽158沿耳轴机构90的径向方向R2向外地延伸至保持环168的相应保持部件102的外表面172。盖或其它类似的结构(未示出)可在一个或更多个保持特征已经安装之后定位在加载槽170中。
另外，在一个或更多个保持特征安装在相应的辅助支承通道164中之前或之后，保持环168可附接至盘42。例如，所描绘的示例性保持环168包括大体上沿耳轴机构90的轴向方向A2延伸的支承臂174(见图14)，以用于至盘42、特别地至各个盘节段92的附接。例如，所描绘的保持环168的示例性支承臂174包括多个开口176，以用于接收将支承臂174附接至盘节段92的螺栓或其它的机械附接机构。在某些实施例中，保持环168可每个盘42的盘节段92包括至少一个开口176。
然而，应认识到的是，在其它的示例性实施例中，保持环168可未直接地附接至盘42。例如，在其它的示例性实施例中，多个保持部件102可构造成在相应的主附接系统96的故障的事件中支承单独的保持部件102(以及带有附接至其风扇叶片40的耳轴94)。
按照本公开内容的保持环可在耳轴机构的主附接系统的故障的事件中挡住耳轴机构的耳轴。此外，按照本公开内容的保持环可另外地在本公开内容的盘的盘节段的一部分的故障的事件中挡住耳轴机构的耳轴。
本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它实例意图在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于燃气涡轮发动机的风扇(38)，所述风扇(38)包括：
风扇叶片(40)；
包括耳轴(94)和主附接系统(96)的耳轴机构(90)，所述风扇叶片(40)附接至所述耳轴(94)；
具有大体上环形形状且包括盘节段(92)的盘(42)，所述盘节段(92)具有轴环(140)，所述耳轴(94)至少部分地延伸穿过所述盘节段(92)且使用所述主附接系统(96)附接至所述盘节段(92)；以及
保持部件(102)，其附接至所述盘节段(92)的所述轴环(140)，且包括器件以用于万一所述主附接系统(96)出故障则挡住所述耳轴(94)。
2.根据权利要求1所述的风扇(38)，其特征在于，所述耳轴机构(90)限定轴向方向(A)，其中所述耳轴(94)包括平台(98)以用于至所述风扇叶片(40)的附接，并且其中所述保持部件(102)在所述耳轴(94)的所述平台(98)周围围绕所述轴向方向(A)延伸少于三百六十度。
3.根据权利要求1所述的风扇(38)，其特征在于，所述耳轴机构(90)限定径向方向(R)，其中所述耳轴(94)包括平台(98)以用于至所述风扇叶片(40)的附接，其中所述耳轴(94)的所述平台(98)沿所述径向方向(R)限定外边缘(152)，并且其中被包括在所述保持部件(102)中的用于挡住所述耳轴(94)的所述器件是在所述耳轴(94)的所述平台(98)的所述外边缘(152)周围且沿所述径向方向(R)从所述耳轴(94)的所述平台(98)的所述外边缘(152)向内而延伸的唇缘(150)。
4.根据权利要求3所述的风扇(38)，其特征在于，当所述主附接系统(96)适当地操作时，所述唇缘不接触所述耳轴(94)部件的所述平台(98)。
5.根据权利要求1所述的风扇(38)，其特征在于，所述耳轴机构(90)限定径向方向(R)和周向方向(C)，其中所述耳轴(94)包括平台(98)以用于至所述风扇叶片(40)的附接，其中所述耳轴(94)的所述平台(98)包括限定大体上沿所述周向方向(C)延伸的第一凹槽(158)的外表面，并且其中被包括在所述保持部件(102)中的用于挡住所述耳轴(94)的所述器件是沿所述周向方向(C)延伸的由所述保持部件(102)的内表面(162)限定的第二凹槽(160)，以及至少部分地定位在所述第一凹槽(158)和所述第二凹槽(160)中的至少一个保持特征。
6.根据权利要求5所述的风扇(38)，其特征在于，所述耳轴机构(90)进一步限定轴向方向(A)，其中所述第一凹槽(158)和所述第二凹槽(160)邻近于彼此且沿所述轴向方向(A)对准，并且其中所述第一凹槽(158)和所述第二凹槽(160)一起限定辅助支承通道(164)。
7.根据权利要求1所述的风扇(38)，其特征在于，除非所述主附接系统(96)出故障，否则所述保持部件(102)基本不支承所述耳轴(94)。
8.一种用于燃气涡轮发动机的风扇(38)，其包括：
风扇叶片(40)；
包括耳轴(94)和主附接系统(96)的耳轴机构(90)，所述耳轴(94)包括平台(98)以用于至所述风扇叶片(40)的附接，所述平台(98)具有外表面(156)；
具有大体上环形形状且包括盘节段(92)的盘(42)，所述耳轴(94)至少部分地延伸穿过所述盘节段(92)且使用所述主附接系统(96)附接至所述盘节段(92)；
保持环(168)，其具有大体上环形形状且包括与相应的耳轴(94)的所述平台(98)的所述外表面(156)一起限定辅助支承通道(164)的保持部件(102)；以及
定位在所述辅助支承通道(164)中的至少一个保持特征。
9.根据权利要求12所述的风扇(38)，其特征在于，所述耳轴(94)的所述平台(98)的所述外表面(156)限定第一凹槽(158)，其中所述保持部件(102)包括限定第二凹槽(160)的内表面(162)，其中所述第一凹槽(158)和所述第二凹槽(160)邻近于彼此且与彼此对准，并且其中所述第一凹槽(158)和所述第二凹槽(160)一起限定所述辅助支承通道(164)。
10.根据权利要求12所述的风扇(38)，其特征在于，所述风扇(38)限定径向方向(R)，其中所述盘(42)还包括多个盘节段(92)，其中所述保持环(168)还包括多个保持部件(102)，并且其中所述保持部件(102)中的每一个沿所述径向方向(R)定位在相应的盘节段(92)的外面。
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