CN109630213B - 由涡轮机中的轴承支座和转子轴的轴承组成的组件 - Google Patents

由涡轮机中的轴承支座和转子轴的轴承组成的组件 Download PDF

Info

Publication number
CN109630213B
CN109630213B CN201811135595.6A CN201811135595A CN109630213B CN 109630213 B CN109630213 B CN 109630213B CN 201811135595 A CN201811135595 A CN 201811135595A CN 109630213 B CN109630213 B CN 109630213B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bearing
bearings
pressure
shaft
low
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811135595.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109630213A (zh
Inventor
伊曼纽尔·皮埃尔·迪米特里·帕特苏里斯
阿诺·尼古拉斯·内格里
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Safran Aircraft Engines SAS
Original Assignee
SNECMA SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SNECMA SAS filed Critical SNECMA SAS
Publication of CN109630213A publication Critical patent/CN109630213A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109630213B publication Critical patent/CN109630213B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F01D25/162—Bearing supports
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/18—Lubricating arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
    • F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
    • F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00—Application
    • F05D2220/30—Application in turbines
    • F05D2220/36—Application in turbines specially adapted for the fan of turbofan engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/10—Stators
    • F05D2240/14—Casings or housings protecting or supporting assemblies within
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/50—Bearings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/60—Shafts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2250/00—Geometry
    • F05D2250/30—Arrangement of components
    • F05D2250/36—Arrangement of components in inner-outer relationship, e.g. shaft-bearing arrangements
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2260/00—Function
    • F05D2260/98—Lubrication

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于涡轮机的组件(2)，该组件包括：涡轮机(1)的转子(3)的轴(4)，以及至少两个轴承(10a，10b)，其允许支撑轴的至少一部分，其特征在于，组件包括轴承支座(22)以及轴承连接器(14)，轴承支座被配置为连接到涡轮机的外壳(30)，轴承支座在轴承(10a，10b)的内环(11)之间延伸，同时安装在内环上，轴承连接器连接到转子(3)的轴(4)并且安装在轴承(10a，10b)的外环(12)上，同时在外环之间延伸，轴承支座(22)和轴承连接器(14)为两个轴承(10a，10b)所共用，并且一起至少部分地界定两个轴承(10a，10b)所共用的油循环壳体(35)。

Description

由涡轮机中的轴承支座和转子轴的轴承组成的组件
技术领域
本发明涉及一种组件，该组件包括涡轮机内、并且最特别地是涡轮风扇发动机内的转子轴的轴承和轴承支座。
背景技术
在涡轮风扇发动机类型的涡轮机的情况下，后者通常在气流方向上从上游到下游包括容纳在风扇外壳中的管道风扇、初级环形流动空间以及次级环形流动空间。因此，由风扇吸入的空气质量被分成在初级流动空间中循环的初级流动和与初级流动同心并且在次级流动空间中循环的次级流动。
初级流动空间穿过包括一个或多个压缩机级(例如低压压缩机和高压压缩机)的初级主体、燃烧室、一个或多个涡轮级(例如高压涡轮机和低压涡轮)，以及排气喷嘴。
通常，高压涡轮通过称为高压轴的第一轴驱动高压压缩机旋转，而低压涡轮通过称为低压轴的第二轴驱动低压压缩机和风扇旋转。低压轴通常容纳在高压轴中，所述轴由附接到涡轮喷气发动机的结构部分的轴承支撑和引导旋转。
为了提高涡轮喷气发动机的推进效率并降低其特定的消耗以及风扇发出的噪音，已经提出了具有高旁通比的涡轮喷气发动机，这些高旁通比对应于次级(冷)流动的流量与穿过初级主体的初级(热)流动的流量之间的比率。
为了获得这种旁通比，风扇与低压涡轮分离，因此允许它们相应的转速被独立地优化。例如，可以通过诸如行星齿轮减速机构或星形齿轮减速机构等减速器来实现分离，该减速器放置在低压轴的上游端(相对于涡轮喷气发动机中的气流方向)与风扇之间。然后，风扇由低压轴通过减速机构和称为风扇轴的辅助轴驱动，该辅助轴附接在减速机构与风扇盘之间。
因此，该分离允许降低转速和风扇压力比，并且增加低压涡轮的速度。较高的低压涡轮速度允许提高每级的低压涡轮的有效性，因此减少低压涡轮的级数。由于减速机构，低压涡轮可以在比常规涡轮喷气发动机更高的转速下转动。
高压轴和低压轴通过轴承连接到涡轮喷气发动机的结构部分，这些轴承本身由它们相应的轴承支座支撑。
涡轮喷气发动机常规上进一步包括齿轮传动装置，该齿轮装置被配置为从高压轴收集动力。
必须对这些不同的轴承以及减速机构和齿轮传动装置进行润滑和冷却。为此，涡轮喷气发动机通常包括：润滑单元，其供应闭合油路；壳体，油在其中循环，从而允许轴承的滚子元件、减速机构以及齿轮传动装置起作用；以及特别包括喷嘴和回收泵的设备，这些喷嘴被配置为将油注入壳体中，这些回收泵被配置为回收注入壳体中的油。
在实践中，每件设备(各自为轴承和减速机构)容纳在润滑壳体中，一组设备(即，特别是喷嘴和油回收泵)与该润滑壳体相关联。
特别是在轴承被轴颈分离的情况下必须为每件设备提供一个壳体，轴颈具有不能容纳在壳体中的结构。文献FR2896827特别描述了一种具有压缩机轴轴颈的涡轮轴的组件。
轴承被配备有与涡轮喷气发动机的轴线X同轴的内环和外环。滚子元件交错在轴承的外环和内环之间，并且允许由轴承支撑的轴的旋转。轴承设置在润滑壳体中，该润滑壳体的形状大致上为环形。高压轴和低压轴位于涡轮机的中心并且被涡轮机的结构元件包围。轴承的外环安装在涡轮喷气发动机的结构元件上，特别是在不同的外壳上，并且相对于所述结构元件固定，而轴承的内环附接到涡轮喷气发动机的旋转零件，特别是轴，并且因此可围绕该轴的轴线旋转移动。
容纳在壳体中的多件设备被油润滑和冷却，油通过喷嘴喷射到壳体中以便在悬浮液中形成雾滴。润滑壳体限制油围绕待润滑设备以便避免油涌入涡轮机的其它部分，在这些其它部分中，油可能会着火或有无用污染的风险；并且以便能够回收最多的油用于重复使用。润滑壳体在其整个周边上由外壳壁、轴壁或设置在这些壁之间的密封装置界定。这些密封装置是限制气体和流体通过并且从壳体外部加压的横截面限制装置。这种加压引起气流从壳体外部流向壳体内部，这将油通过密封装置朝向壳体内部驱动，因此允许最多的油保留在壳体内部。
每个壳体被设置一个油回收泵以用于排出相当于经由喷嘴喷射到壳体中的油量。
图1A的示意图说明了先前描述的元件的现有技术的常规布置。
参考图1A，该组件包括转子轴4以及轴颈41，该转子轴的轴线X平行于其被设计安装于其中的涡轮喷气发动机的轴线，该轴颈安装在轴上，确保转子轴4与转子3本身联接。轴承10a、10b沿着轴线X安装在轴颈41的任一侧，允许轴4的支撑和引导。
轴承10a、10b被设置有同轴内环11和外环12，并且在它们之间安装有滚子元件13。优选地，上游轴承10a是滚子轴承，而下游轴承10b是滚珠轴承。
在下文的描述中，术语“内部”和“外部”将用于限定它们所属的元件相对于转子轴的轴线X的位置或距离。因此，“内部”元件比进一步远离它的“外部”元件更靠近轴线X。
关于轴承10a、10b，它们通过它们的内环11安装在转子轴4上，并且通过它们的外环12安装在它们相应的轴承支座22a、22b上，这些轴承支座将所述轴承连接到涡轮喷气发动机的外壳30a、30b以便确保轴承与外壳的附接。
两个轴承10a、10b中的每一个容纳在相应的壳体35a、35b中，这两个壳体彼此不同。壳体35a、35b的内部空间由图1A中的含点图案表示。壳体中的每一个形成围绕轴4轴向分离的环形空间。
在这种配置中，壳体35a、35b位于轴颈41的任一侧上(沿着轴线X)并且由轴颈分离。
两个外壳30a、30b彼此不同，并且在转子3的外部彼此附接。
由于在操作期间必要的制造公差、组装间隙以及胀差，这两个外壳30a、30b因此存在彼此错位的风险。
此外，连接到同一转子3上的轴承10a、10b连接到两个不同的外壳30a、30b的事实不可避免地导致这两个轴承之间的同心度故障。两个轴承10a、10b之间的这种同心度故障导致转子3中的强预应力和轴承中的非常强的负载。这种同心度故障也可能使转子3与轴承10a、10b不可能组装在一起。
此外，每个轴承都容纳在属于它的壳体中的事实意味着由于存在多件设备而提供与喷嘴、油回收泵、甚至密封件一样多的设备，这会导致体积、质量以及涡轮喷气发动机的操作成本的大量增加。
因此，在图1A的特定情况下，需要提供两组设备，或者特别是两个供油装置、两个油回收装置以及至少两个密封件。
发明内容
因此，本发明的目的是通过提出一种用于涡轮机的组件来修正现有技术的缺点，该组件的组成元件的布置允许避免连接到同一转子的两个轴承之间出现同心度故障。
本发明的目的还在于提出一种如前所述的涡轮机的组件，其中轴颈、特别是低压压缩机的轴颈和低压涡轮机的轴颈安装在涡轮机的轴的两个轴承之间，以便最大化转子的径向位移或倾斜，同时提高涡轮机内的振动动力学。
本发明的另一个目的是减少通常为支撑涡轮机的高压轴和低压轴的轴承供油所需要的油壳体的数量。
本发明特别旨在允许若干轴承通过同一油循环壳体供油。
本发明的另一个目的是与现有设备相比减少壳体中油循环所需的设备数量。
本发明的另一个目的是提出一种包括这种组件的涡轮机，其中与现有涡轮机相比，用于油循环的设备的数量、涡轮机内部的体积以及涡轮机的操作成本大大降低。
为此，根据第一方面，本发明提出一种组件，该组件包括：
-涡轮机转子轴，以及
-至少两个轴承，其允许支撑所述轴的至少一部分，
其特征在于，该组件包括轴承支座以及轴承连接器，该轴承支座被配置为连接到该涡轮机的外壳并且在该轴承的内环之间延伸，同时安装在该内环上，该轴承连接器连接到该转子轴并且安装在该轴承的外环上，同时在该外环之间延伸，该轴承支座和该轴承连接器为这两个轴承所共用，并且一起至少部分地界定这两个轴承所共用的油循环壳体。
以此方式，与现有技术相比，使轴和轴承支座的位置反向允许在同一转子轴的轴承之间避免同心度故障，因为所述轴承连接到同一壳体。
此外，用于涡轮机的前述组件允许轴承集成到同一单个壳体中，因此显著减少了容纳轴承的壳体的数量，因此减少了确保壳体中的油循环的设备的数量，这使得可以减少涡轮喷气发动机的内部体积以及相关地减少涡轮喷气发动机的质量和操作成本。
很明显，该组件可以包括两个以上的轴承。轴承也可以是滚珠轴承、滚子轴承或适于组件操作的任何其它类型的轴承，而没有偏好。
根据其它方面，所提出的组件具有单独或根据其技术上可能的组合采用的以下不同的特征：
-该轴承连接器以凸缘的形式出现，该凸缘沿着并围绕转子轴延伸并同时扩宽，使得公共的轴承支座位于轴承连接器与转子轴之间；
-轴承连接器被设计成通过安装在壳体周围的轴颈联接到转子上，该轴颈从轴承连接器的位于两个轴承之间的的一部分延伸；因此，轴颈安装在两个轴承之间，这允许最大化转子的径向位移或倾斜，同时提高涡轮机的振动动力学；
-公共的轴承支座被配置为连接到涡轮机的外壳，该外壳是轴承所共用的；
-该轴承连接器是涡轮机的低压压缩机的低压轴的轴承连接器，并且轴承是低压轴承，所述低压轴承能够支撑涡轮机的低压压缩机的所述低压轴的所述轴承连接器；
-该轴承支座被配置为连接到外壳，该外壳是涡轮机的入口外壳或中间压缩机外壳；
-该轴承连接器是涡轮机的低压涡轮的低压轴的轴承连接器，并且轴承是低压轴承，所述低压轴承能够支撑涡轮机的低压涡轮的所述低压轴的所述轴承连接器；
-该轴承支座被配置为连接到外壳，该外壳是涡轮机的排气外壳或中间涡轮外壳；
-该组件进一步包括减速机构，该减速机构被配置为将低压压缩机的低压轴与风扇轴联接，该公共的壳体容纳：支撑低压压缩机的低压轴的低压轴承、支撑风扇的风扇轴承以及减速机构；
-该组件进一步包括由至少一个高压轴承支撑的高压涡轮的高压轴，该公共的壳体容纳：支撑低压涡轮的低压轴的低压轴承以及支撑高压涡轮的高压轴的高压轴承；
本发明还提出了一种包括至少一个先前组件的涡轮机。涡轮机优选地是涡轮风扇发动机。
附图说明
本发明的其它优点和缺点将在参考附图阅读下面通过说明性和非限制性的实例给出的描述后出现，在附图中：
-图1A示出了根据现有技术的包括支撑转子轴的两个轴承的组件的示意图；
-图1B示出了根据本发明的支撑与转子轴连接的轴承连接器的两个轴承的组件的示意图；
-图2示出了根据本发明的支撑连接到转子轴上的轴承连接器的两个轴承的组件的详细示意图，其中该组件集成到涡轮喷气发动机的结构中并且形成油循环壳体；
-图3示出了根据本发明的包括若干组件的涡轮机的一部分。
具体实施方式
图1A和1B所共用的元件具有相同的附图标记。
参考图1B，组件2包括轴4，该轴包括轴承连接器14。轴承连接器有利地以凸缘的形式出现，该凸缘沿着并围绕轴4延伸，同时从该轴扩宽。轴的轴承连接器14有利地形成销19，该销朝向轴的外部径向延伸并且继续延伸到自由端20处同时扩宽。
应当理解，轴的轴承连接器14的结构不限于图1B中所示的结构。例如可以规定，轴承连接器在至少一个部分上平行于轴4延伸。
轴承连接器14可以与轴4成一体，或者以能够连接到轴4上的零件的形式出现。
两个轴承安装在轴承连接器14上，上游轴承10a紧邻自由端20，而下游轴承10b紧靠轴承连接器14的销19。
轴承10a、10b通过它们的外环12安装到轴承连接器14上，并且通过它们的内环11安装到两个轴承所共用的轴承支座22。轴承支座22在两个轴承10a、10b之间延伸以便连接所述轴承，并且通过凸缘8连续，确保轴承支座22与涡轮机的外壳30联接。
因此，两个轴承10a、10b通过公共轴承支座22安装到两个轴承所共用的单个外壳30上。
轴承连接器14和轴承支座22限定了包括密封件E3和E6的油循环壳体35，该壳体中容纳有两个轴承10a、10b。换句话说，壳体35在这里为两个轴承所共用，因此所述轴承位于轴的轴承连接器14与轴承支座22之间。壳体35的内部空间由图1B中的含点图案示出。
在这种配置中，轴颈41位于壳体35周围并且从位于两个轴承10a、10b之间的轴承连接器14的一部分径向延伸。
这种布置允许将两个轴承10a、10b容纳在壳体35中，并且通过轴承支座22将两个轴承连接到外壳30，该壳体35、外壳30以及轴承支座22各自是唯一的并且对于两个轴承是共用的。
如果希望壳体35仅容纳两个轴承10a、10b，则必须在轴承连接器14与凸缘8之间提供第一密封件E3(也在图2中示出)，以及在轴承支座22与轴4之间提供另一个密封件E6。
因此，对于壳体的所有轴承，需要单组设备，或者特别是单个供油装置、单个油回收装置以及单个密封件。
图2说明了组件2的示例性实施方案，该组件包括由低压轴承BP#1和BP#4支撑的低压压缩机的低压轴5。将理解的是，低压轴由低压涡轮驱动，并且可以驱动低压压缩机或者驱动低压压缩机和例如风扇的减速齿轮这两者。
轴承连接器15由销部分19和自由端部20组成。
参考图2，低压轴5的轴承连接器15与轴承支座24限定了分别被设置有滚珠13和滚子33的两个低压轴承BP#1和BP#4所共用的油循环壳体A。在容纳低压轴承BP#1和BP#4的壳体的情况下，壳体A对应于图1B的示意图中标记为35的壳体，并且也在图3中示出。壳体A的内部空间在图2中标记为38。
因此，低压轴承BP#1和BP#4浸泡在油雾滴中。
有利地，低压轴承BP#1通过其外环12安装在轴承连接器15的自由端20上，而低压轴承BP#4通过其外环12安装到轴承连接器15的销19上。
另一方面，低压轴承BP#1和BP#4通过它们相应的内环12安装在公共轴承支座24上，所述公共轴承支座大致上从轴承BP#4延伸到该公共轴承支座所附接的涡轮喷气发动机的入口壳体31。
轴的轴承连接器15的销19和自由端20连接到低压压缩机47的轴颈42，在该轴颈中，它们优选地通过为此目的而设置的螺栓凸缘44而接合，该轴颈完成低压压缩机47的轴5的轴承连接器15与低压压缩机47本身之间的联接。
公共轴承支座24完成低压轴承BP#1与低压轴承BP#4之间的连结，并且与凸缘26接续，该凸缘从入口外壳31径向延伸到低压轴承BP#1。
此外，低压轴承BP#1和BP#4的滚珠13和滚子33的操作需要使油在壳体内部循环。为此，轴承支座24包括与通道28接续的油入口，允许油从入口外壳31载送到壳体内部。优选地，通道28设置在轴承支座24与凸缘26的连结处。经由为此目的在通道28的出口处设置的喷嘴27将油注入到低压轴承BP#1和BP#4的滚珠13和滚子33中。供油装置由图2中的箭头29示出。
轴承连接器15的自由端20被设置有通孔，该通孔形成油循环通道，允许回收在低压轴承BP#1和BP#2的滚珠13和滚子33中循环的油。油回收装置由图2中的箭头40所示。
壳体包括密封件E3，该密封件以分支36的形式出现，该分支设置在连接到轴承连接器的自由端20上的密封装置37的端部之一处。密封装置37有利地位于轴承连接器的自由端20的油循环通道21与低压压缩机47的轴颈42之间。密封件E3的分支36的另一端附接到入口壳体31。
密封装置37是壳体的油在其中循环的内部空间38与壳体的主要空气在其中循环的外部空间39之间的横截面限制装置。该密封装置37限制气体和流体通过并且由壳体的外部空间39加压。通过使由涡轮机压缩的空气围绕油壳体、在外部空间39中以及通过回收比经由喷嘴27带到壳体的空气体积更多的流体(油、油雾、空气)来实现加压。
该加压引起气流从外部空间39流向壳体的内部空间38，从而使油通过密封装置37朝向壳体的内部空间38驱动，因此允许油在所述内部空间38中有最大保持量。
油沿着壳体的密封件的分支36流动并且通过开口离开壳体以被载送朝向油回收和/或处理装置，该开口形成设置在轴承支座24的第一分支26中、紧靠该轴承支座与入口外壳31的附接处的通道52。
根据本发明的优选实施方案，轴5的连接部15的自由端20和销19、公共轴承支座24和凸缘26，以及壳体密封件的分支36以被设计成以简单快速方式组装在一起以便形成组件1的模块的形式出现。
根据前面所述，首先将滚子轴承BP#1的内环11组装到轴承支座24的凸缘26上。然后将喷嘴27安装在轴承支座24的通道28中。如果密封分支36不与轴承支座24成一体，则该轴承支座24的组件与密封分支一起安装在入口外壳31上。然后将轴承BP#1的滚珠13和外环12安装到轴承连接器15的自由端20上。另一方面，轴承BP#4的外环12和滚子33组装到轴承连接器15的销19上。然后将轴颈42安装到自由端20上，然后将配备有轴承BP#4的销19组装到轴颈42上。
图3示出了集成了先前描述的几个组件的涡轮风扇发动机1。这些组件的存在允许减少容纳涡轮喷气发动机的不同轴承所需的壳体数量。标记为A、B、C、D、E和F的不同壳体在图3中由框架示意地示出并且由对应的肩部界定。它们将在本文中在下文更详细地描述。
涡轮喷气发动机1包括由低压涡轮49驱动并且驱动低压压缩机47的低压轴5、由高压涡轮50驱动并且驱动高压压缩机48的高压轴6，以及驱动风扇51的风扇轴7。
关于涡轮喷气发动机1的上游部分，风扇轴7由上游风扇轴承S#1和下游风扇轴承S#2支撑，低压压缩机47的低压轴5由上游低压轴承BP#1和下游低压轴承BP#4支撑，而高压压缩机48的高压轴6由上游高压轴承HP#1和下游高压轴承HP#2支撑(下游高压轴承将用涡轮喷气发动机的下游部分描述)。
术语“低压压缩机(以及低压涡轮)的低压轴”意味着该位置是驱动低压压缩机(以及由低压涡轮驱动)的低压轴的一部分，并且低压轴包括单个轴，或两个轴，这两个轴之一驱动低压压缩机而另一个驱动低压涡轮。高压主体的情况也是如此。
一方面风扇轴承S#1和S#2以及另一方面低压压缩机轴承BP#1和BP#4由减速机构45分离，该减速机构也称为“减速齿轮”，允许降低风扇51的转速。风扇轴承S#1和S#2位于减速机构45的上游，而低压压缩机轴承BP#1和BP#2位于减速机构45的下游。
风扇的轴承S#1和S#2中的每一个通过其外环12安装到连接到入口外壳31上的轴承支撑23a、23b，并且通过其内环11安装到风扇51的轴7上。
根据图1B的示意图，低压轴承BP#1和BP#4安装到低压压缩机47的轴5的轴承连接器15上，并且安装到公共轴承支座24上。
低压压缩机47的轴颈42连接到轴的轴承连接器15，径向朝向轴承连接器的外部延伸，并且确保所述轴承连接器15与低压压缩机47之间的联接。
轴承BP#1和BP#4的共同轴承支座24的一部分连接到入口外壳31。另选地，它可以连接到中间压缩机外壳32。
低压轴承BP#1和BP#4与低压压缩机47的轴5的轴承连接器15和公共轴承支座24的组装允许低压压缩机47的轴颈42定位在轴承周围，因此限定公共壳体C，在该壳体中容纳所述低压轴承BP#1和BP#4以及风扇轴承S#1和S#2以及减速齿轮45，该轴颈42设置在壳体C周围。
低压轴承BP#1和BP#4的组装对应于图2的组装，并且与图1b中所示的组装的不同之处在于没有密封件E6。因此，油在壳体的整个内部容积中、在低压轴承BP#1和BP#4、风扇轴承S#1和S#2以及减速齿轮45处循环。
根据一个变型实施方案，壳体C可分成两个壳体A和B，其中壳体A包括低压轴承BP#1和BP#4，而壳体B包括风扇轴承S#1和S#2以及减速齿轮45。壳体A和B分别从虚线的示意分离起向下游和上游延伸。
壳体C被设置有三个密封件E1、E2、E3，它们标记壳体C的内部空间与相邻的空气循环区之间的分离。它们允许防止存在于壳体中的油渗透到邻接的空气区中，反之亦然。
-密封件E1对应于风扇51的轴7与入口外壳31之间的分离。
-密封件E2对应于风扇51的轴7与低压压缩机47的低压轴5之间的分离。
-密封件E3对应于低压压缩机47的低压轴5与入口外壳31之间的分离，并且对应于图2中所示的密封件37。
关于涡轮喷气发动机1的下游部分，低压涡轮49的低压轴5由上游低压轴承BP#2和下游低压轴承BP#3支撑，而高压涡轮50的压力轴6由上游高压轴承HP#1和下游高压轴承HP#2支撑。
高压轴承HP#1定位成紧靠低压轴承BP#4和齿轮传动装置46，该齿轮传动装置被配置为从高压轴6收集动力。常规上，高压轴承HP#1和齿轮传动装置46容纳在公共壳体F中。
本发明当然不限于涡轮喷气发动机的上游部分，特别是如前所述的低压压缩机的组件，而且还限于涡轮机的其它旋转组件，诸如本文在下文描述的低压涡轮机的组件。然后，作为低压压缩机BP#1和BP#4、轴承支座24、轴承连接器15、轴颈42以及入口外壳31的组装的不同元件与分别作为低压轴承BP#2和BP#3、轴承支座25、轴承连接器16、轴颈43以及中间涡轮壳体33的低压涡轮的组装元件发生换位。
此外，本发明可以应用于涡轮机的多个旋转组件。
因此，本发明可以应用于例如低压压缩机，或低压涡轮，或者甚至应用于涡轮机的低压压缩机和低压涡轮这两者。
根据图1B的示意图，低压轴承BP#2和BP#3安装到低压涡轮49的轴5的轴承连接器16上，并且安装到公共轴承支座25上。
低压涡轮49的轴颈43连接到轴的轴承连接器16，朝向轴承连接器的外部延伸，并且确保所述轴承连接器16与低压涡轮49之间的联接。
轴承BP#2和BP#3所共用的轴承支座25本身连接到涡轮外壳33。另选地，它可以连接到排气外壳34。
低压轴承BP#2和BP#3与轴承连接器16和公共轴承支座25的组装允许低压涡轮的轴颈43朝向轴承外部定位，因此限定公共壳体F，在该公共壳体中容纳所述低压轴承BP#2和BP#3以及高压涡轮的高压轴承HP#2，该轴颈43位于壳体F的外部。
考虑到如前所述低压压缩机的组装元件针对用于低压涡轮的组装元件的换位，低压轴承BP#2和BP#3的组装对应于图2的低压轴承BP#1和BP#4的组装。壳体F不包括类似于轴承支座25与低压轴5之间的E6的任何密封件，因此油在壳体的整个内部容积中、在低压轴承BP#1和BP#4以及高压轴承HP#2处循环。
根据一个变型实施方案，壳体F可分成两个壳体D和E，其中壳体D包括高压轴承BP#2和BP#3，而壳体E包括高压涡轮的高压轴承HP#2。壳体D和E分别从虚线的示意分离起向下游和上游延伸。
根据一个变型实施方案，低压轴承BP#2和BP#3以及高压涡轮的高压轴承HP#2容纳在公共壳体E中。
如图3所说明，壳体F有利地被设置有以下密封件E4、E5和E7中的一个或多个：
-密封件E4对应于低压涡轮49的低压轴5与涡轮外壳33之间的分离。
-密封件E5对应于高压涡轮50的高压轴6与中间涡轮外壳33之间的分离。
-密封件E7对应于低压轴5与高压轴6之间的分离。
壳体A、B、C、D、E和F可以是通气的或不通气的。
这里的非通气壳体是指不与开敞空间连通并且不包括脱气管的壳体。为此，与回收端口连接的油回收泵可以放置在发动机的最低点，以便回收非通气壳体的油和空气，因此通过壳体的密封件产生空气吸入。泵有利地具有大于进入壳体的油的泵送流速，允许润滑轴承和必要时润滑减速齿轮。
这里的通风壳体是指能够与敞开空间连通同时保持在接近但大于大气压的压力下以迫使空气排出的壳体。这种壳体内部的轴承被油雾浸泡，该油雾通过脱气管从壳体中连续抽出，空气和油在油分离器中分离。在这种壳体中，回收泵的泵送流速大致上等于(经由喷嘴)进入壳体的油。此外，可以使空气流通过壳体的上游和下游密封件，所述空气流的压力大于或等于壳体中主导的压力。
在一个实施方案中，当壳体包括至多两个密封件时，壳体优选地是不通气的。同样，当壳体包括两个以上的密封件时，壳体是通风的。
通常，壳体C优选地是通风的，因为它包括先前描述的密封件E1、E2和E3。

Claims (12)

1.一种用于涡轮机的组件(2)，包括：
-涡轮机(1)的转子(3)的轴(4)，以及
-至少两个轴承(10a，10b)，其允许支撑所述轴的至少一部分，
其特征在于，所述组件包括轴承支座(22)以及轴承连接器(14)，所述轴承支座被配置为连接到所述涡轮机的外壳(30)并且在所述轴承(10a，10b)的内环(11)之间延伸，同时安装在所述内环上，所述轴承连接器连接到所述转子(3)的所述轴(4)并且安装在所述轴承(10a，10b)的外环(12)上，同时在所述外环之间延伸，所述轴承支座(22)和所述轴承连接器(14)为所述两个轴承(10a，10b)所共用，并且一起至少部分地界定所述两个轴承(10a，10b)所共用的油循环壳体(35)。
2.根据权利要求1所述的组件(2)，其特征在于，所述轴承连接器(14)以凸缘(14)的形式出现，所述凸缘沿着并围绕所述转子(3)的所述轴(4)延伸并同时扩宽，使得公共的轴承支座(22)位于所述轴承连接器(14)与所述转子(3)的所述轴(4)之间。
3.根据权利要求1或2所述的组件(2)，其特征在于，所述轴承连接器(14)被设计成通过安装在所述油循环壳体(35)周围的轴颈(41)联接到转子(3)，所述轴颈从所述轴承连接器(14)的位于所述两个轴承(10a，10b)之间的一部分延伸。
4.根据权利要求1或2所述的组件(2)，其特征在于，所述公共的轴承支座(22)被配置为连接到所述涡轮机的外壳(30)，所述外壳为所述轴承(10a，10b)所共用。
5.根据权利要求1或2所述的组件(2)，其特征在于，所述轴承连接器(14)是涡轮机的低压压缩机(47)的低压轴(5)的轴承连接器(15)，并且所述轴承是低压轴承(BP#1，BP#4)，所述低压轴承能够支撑所述涡轮机的所述低压压缩机(47)的所述低压轴(5)的所述轴承连接器(15)。
6.根据权利要求5所述的组件(2)，其特征在于，所述轴承支座(22)被配置为连接到所述涡轮机的外壳(30)，所述外壳为所述轴承(10a，10b)所共用，所述外壳(30)是所述涡轮机的入口外壳(31)或中间压缩机外壳(32)。
7.根据权利要求1或2所述的组件(2)，其特征在于，所述轴承连接器(14)是涡轮机的低压涡轮(49)的低压轴(5)的轴承连接器(16)，并且所述轴承(10a，10b)是低压轴承(BP#2，BP#3)，所述低压轴承能够支撑所述涡轮机的所述低压涡轮(49)的所述低压轴(5)的所述轴承连接器(16)。
8.根据权利要求7所述的组件(2)，其特征在于，所述轴承支座(22)被配置为连接到外壳(30)，所述外壳是涡轮机的排气外壳(34)或中间涡轮外壳(33)。
9.根据权利要求6所述的组件(2)，其特征在于，所述组件进一步包括减速机构(45)，所述减速机构被配置为将所述低压压缩机(47)的所述低压轴(5)与风扇(51)的风扇轴(7)联接，所述油循环壳体(35，C)容纳：支撑所述低压压缩机(47)的所述低压轴(5)的所述低压轴承(BP#1，BP#4)、支撑所述风扇(51)的风扇轴(7)的风扇轴承(S#1，S#2)以及所述减速机构(45)。
10.根据权利要求8所述的组件(2)，其特征在于，所述组件进一步包括由至少一个高压轴承(HP#2)支撑的高压涡轮(50)的高压轴(6)，所述油循环壳体(35，F)容纳：支撑所述低压涡轮(49)的所述低压轴(5)的所述低压轴承(BP#2，BP#3)以及支撑所述高压涡轮(50)的所述高压轴(6)的所述高压轴承(HP#2)。
11.一种涡轮机(1)，其特征在于，所述涡轮机包括根据权利要求1至10中任一项所述的组件(2)。
12.根据权利要求11所述的涡轮机(1)，所述涡轮机是涡轮风扇发动机。
CN201811135595.6A 2017-09-27 2018-09-27 由涡轮机中的轴承支座和转子轴的轴承组成的组件 Active CN109630213B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1758954 2017-09-27
FR1758954A FR3071547B1 (fr) 2017-09-27 2017-09-27 Ensemble d'un support palier et des paliers d'un arbre de rotor dans une turbomachine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109630213A CN109630213A (zh) 2019-04-16
CN109630213B true CN109630213B (zh) 2022-08-02

Family

ID=60202225

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811135595.6A Active CN109630213B (zh) 2017-09-27 2018-09-27 由涡轮机中的轴承支座和转子轴的轴承组成的组件

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10577972B2 (zh)
EP (1) EP3462000B1 (zh)
CN (1) CN109630213B (zh)
FR (1) FR3071547B1 (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3075860B1 (fr) * 2017-12-22 2019-11-29 Safran Aircraft Engines Etancheite dynamique entre deux rotors d'une turbomachine d'aeronef
JP7352590B2 (ja) * 2021-04-02 2023-09-28 三菱重工業株式会社 ガスタービン
FR3125560A1 (fr) * 2021-07-22 2023-01-27 Safran Aircraft Engines Manchon rapporté sur un arbre basse pression dans une turbomachine
FR3137407B1 (fr) * 2022-06-30 2024-05-24 Safran Aircraft Engines Turbomachine comportant un dispositif de recuperation d’huile ameliore

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB808410A (en) * 1954-07-16 1959-02-04 Rolls Royce Improvements in or relating to bearing arrangements for gas turbine engines
US4428713A (en) * 1979-12-06 1984-01-31 Rolls-Royce Limited Turbine
FR3005099A1 (fr) * 2013-04-30 2014-10-31 Snecma Structure de turbomachine comportant une bague de ventilation
WO2015094607A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 United Technologies Corporation Geared turbofan with improved gear system maintainability
WO2017158296A1 (fr) * 2016-03-15 2017-09-21 Safran Aircraft Engines Turboréacteur ayant un groupe lubrification des paliers simplifié

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4704862A (en) * 1985-05-29 1987-11-10 United Technologies Corporation Ducted prop engine
SE527711C2 (sv) * 2004-10-06 2006-05-16 Volvo Aero Corp Lagerstativstruktur och gasturbinmotor som innefattar lagerstativstrukturen
FR2896827B1 (fr) 2006-01-27 2008-04-25 Snecma Sa Assemblage a encombrement radial reduit entre un arbre de turbine et un tourillon d'arbre de compresseur de turbomachine
US7677047B2 (en) * 2006-03-29 2010-03-16 United Technologies Corporation Inverted stiffened shell panel torque transmission for loaded struts and mid-turbine frames
US7775049B2 (en) * 2006-04-04 2010-08-17 United Technologies Corporation Integrated strut design for mid-turbine frames with U-base
US7594404B2 (en) * 2006-07-27 2009-09-29 United Technologies Corporation Embedded mount for mid-turbine frame
US8245518B2 (en) * 2008-11-28 2012-08-21 Pratt & Whitney Canada Corp. Mid turbine frame system for gas turbine engine
US8402741B1 (en) * 2012-01-31 2013-03-26 United Technologies Corporation Gas turbine engine shaft bearing configuration
US8572943B1 (en) * 2012-05-31 2013-11-05 United Technologies Corporation Fundamental gear system architecture
US20160333786A1 (en) * 2015-05-13 2016-11-17 General Electric Company System for supporting rotor shafts of an indirect drive turbofan engine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB808410A (en) * 1954-07-16 1959-02-04 Rolls Royce Improvements in or relating to bearing arrangements for gas turbine engines
US4428713A (en) * 1979-12-06 1984-01-31 Rolls-Royce Limited Turbine
FR3005099A1 (fr) * 2013-04-30 2014-10-31 Snecma Structure de turbomachine comportant une bague de ventilation
WO2015094607A1 (en) * 2013-12-20 2015-06-25 United Technologies Corporation Geared turbofan with improved gear system maintainability
WO2017158296A1 (fr) * 2016-03-15 2017-09-21 Safran Aircraft Engines Turboréacteur ayant un groupe lubrification des paliers simplifié

Also Published As

Publication number Publication date
EP3462000A1 (fr) 2019-04-03
EP3462000B1 (fr) 2020-08-05
CN109630213A (zh) 2019-04-16
FR3071547B1 (fr) 2019-09-13
US20190093508A1 (en) 2019-03-28
US10577972B2 (en) 2020-03-03
FR3071547A1 (fr) 2019-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109630213B (zh) 由涡轮机中的轴承支座和转子轴的轴承组成的组件
JP4841222B2 (ja) 逆回転タービンエンジンおよびそれを組み立てる方法
JP4860963B2 (ja) 二重反転タービンエンジン及びそれを組立てる方法
US8876647B2 (en) Device for lubricating an epicycloidal reduction gear
US11008941B2 (en) Sump housing for a gas turbine engine
CN106499517B (zh) 燃气涡轮发动机的轴承隔间中的水力密封件
US10233762B2 (en) Cooled seal assembly for arranging between a stator and a rotor
EP2599967B1 (en) Cooling system for gas turbine load coupling
CN107420200A (zh) 用于轴承垫的气体分配迷宫件
CN107304787A (zh) 推力轴承
US10837317B2 (en) Turbofan comprising a simplified bearing lubrication assembly
US9797407B2 (en) Aircraft engine
CN112771261A (zh) 具有减速齿轮组的飞行器涡轮机
US10975725B2 (en) Turbojet engine comprising a simplified bearing lubrication unit
US11108302B2 (en) Electric generator having a liquid coolant system
CN111512022B (zh) 飞行器涡轮机的两个转子之间的动态密封装置
CN114901923A (zh) 对具有对转涡轮的涡轮机中的润滑腔室的加压

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant