CN109707513B - 一种多电发动机进气机匣 - Google Patents

Abstract

提供了一种多电发动机进气机匣，包括进气帽罩、进气机匣前段、进气机匣后段、转接段、前段内钢套、后段内钢套，其中进气帽罩经由转接段与进气机匣前段连接，进气机匣前段和进气机匣后段连接，前段内钢套装配到进气机匣前段内，后段内钢套装配到进气机匣后段内。

Description

一种多电发动机进气机匣

技术领域

本发明涉及多电发动机结构设计领域，具体涉及一种多电发动机进气机匣。

背景技术

多电发动机(More-electric Gas Turbine Eingine)是在传统航空燃气涡轮发动机基础上，采用主动磁力轴承系统、内置式整体起动/发电机、分布式控制系统、电动燃油泵和电力作动器等新技术研制的新型航空发动机，可显著简化发动机的结构、改善发动机可靠性、提高发动机推重比、实现无润滑系统和无机械传动系统以及对发动机的主动控制，被誉为21世纪的推进装置。

通常燃气涡轮发动机采用带润滑系统的滚动轴承，带传动系统的外置起动机，其进气机匣(中介机匣)普遍采用支板连接的整体内、外环结构，机匣内腔是组成发动机前轴承腔的一部分，腔体呈圆台形，轴向前端截面面积大，后端截面面积小。滚动轴承需先装配于轴承安装座上，再用螺栓连接的方式安装于进气机匣 (中介机匣)内腔。这种发动机零件数量多、装配性差。

目前，国内外对多电发动机技术的研究主要还集中在磁轴承、内置电机以及分布式控制系统，对于多电发动机进气机匣结构的研究相对较少。已公开的一种多电发动机进气机匣，主要针对内置电机定子设置了一套滑油冷却系统，以保证内置电机在安全的温度条件下正常工作。但实际上，该进气机匣仍旧采用燃气涡轮发动机进气机匣的传统结构，采用螺栓连接方式固定磁悬浮轴承座。这种多电发动机进气机匣的结构尺寸大、装配性差、可靠性低。

发明内容

发明目的

针对多电发动机磁悬浮轴承和起动发电机系统零件数量较多、体积较大、定位精度要求高以及磁轴承和起动发电机转静子之间间隙小且控制严格的技术困难，通过对进气机匣结构进行优化设计和创新，以更加简单的结构方案实现发动机同时内置磁悬浮轴承、起动发电机等内部部件，形成结构紧凑、推重比高、工作可靠的新型多电发动机。

技术方案

提供了一种多电发动机进气机匣，包括进气帽罩、进气机匣前段、进气机匣后段、转接段、前段内钢套、后段内钢套，其中进气帽罩经由转接段与进气机匣前段连接，进气机匣前段和进气机匣后段连接，前段内钢套装配到进气机匣前段内，后段内钢套装配到进气机匣后段内。

在上述多电发动机进气机匣中，在进气机匣前段内布置磁悬浮轴承，并且在进气机匣后段内布置起动发电机。

在上述多电发动机进气机匣中，进气机匣前段和进气机匣后段分别包括凸缘部，并且通过螺栓紧固所述凸缘部实现进气机匣前段和进气机匣后段的连接。

在上述多电发动机进气机匣中，进气机匣前段和进气机匣后段由铝合金制成。

在上述多电发动机进气机匣中，进气机匣前段和进气机匣后段内设置有内钢套，且所述内钢套由奥氏体不锈钢制成。

在上述多电发动机进气机匣中，磁悬浮轴承包括推力磁轴承和径向磁轴承。

在上述多电发动机进气机匣中，前段内钢套的外圆与进气机匣前段的内圆之间采用过渡配合，并且在前段内钢套与进气机匣前段之间通过径向销钉实现可靠定位。

在上述多电发动机进气机匣中，进气机匣前段的支板和进气机匣后段的支板设有引线孔，通过引线孔将多电部件的导线从机匣内部引出。

在上述多电发动机进气机匣中，进气机匣前段和进气机匣后段的内壁设有引线槽，所述引线槽通向支板根部并与引线孔连通。

有益效果

相对传统进气机匣轴承连接和固定方式而言，本发明采用全新结构和单个轴向压紧螺母在钢套的定位和锁紧方式，具有以下突出优点：

用于固定和锁紧推力磁轴承、径向磁轴承、起动发电机等内部部件的零件仅需要内钢套、轴向压紧螺母、锁片，零件数量大幅减少，结构简单紧凑，可减轻发动机重量，提高工作可靠性，提高推重比。

机匣本体采用铝合金，仅内钢套、压紧螺母和销钉为钢材，减轻了进气机匣的重量。

机匣内壁面以及转接段内壁面上开有引线槽，内钢套装配至机匣时，与机匣、转接段内壁面贴合，与引线槽结合形成引线孔，能够有效地对磁轴承引线进行保护。

进气机匣布局合理、结构简单，加工、装拆工艺性好；测量引出线连接方便；经多台次实际装配和试验验证，发动机工作可靠，结构稳定，满足总体设计要求。

附图说明

图1是进气机匣结构的示意图；

图2是进气机匣组件支板引线的示意图；

图3是沿图2中的线B-B截取的横截面视图；

图4是沿图2中的线A-A截取的横截面视图。

附图标记列表：

1-进气帽罩、2-进气机匣前段、3-进气机匣后段、4-转接段、5-前段内钢套、 6-后段内钢套、7-前支点磁轴承引线位置、8-起动发电机导线引线位置、9-引线孔(周向八处)、10-引线孔(周向八处)、11-引线槽(周向四处)。

具体实施方式

本发明所指多电发动机进气机匣的主体结构如图1所示，由进气帽罩1、进气机匣前段2、进气机匣后段3、转接段4、前段内钢套5、后段内钢套6组成。为了同时内置磁悬浮轴承和起动发电机，并实现顺利安装，将带支板的进气机匣分为进气机匣前段和进气机匣后段。进气机匣前段2与进气机匣后段3通过安装边止口定心、精密螺栓定位、普通螺栓连接。为了减轻重量，提高推重比，进气机匣前段2和进气机匣后段3的材料选用铝合金2A70。由于铝合金的硬度较低，在进气机匣前段2和进气机匣后段3内均设有内钢套，内钢套材料采用奥氏体不锈钢0Cr18Ni9。

进气机匣前段2内圆装配前段内钢套5。前段内钢套5内腔装配辅助轴承座盖板、辅助轴承座、推力磁轴承、径向磁轴承、径向传感器支架，并采用压紧螺母轴向压紧，锁片锁止，实现磁轴承、辅助轴承座等部件在前段内钢套5内腔的可靠定位和固定。前段内钢套5外圆与进气机匣前段2内圆之间采用过渡配合，以保证前段内钢套与进气机匣前段的同轴度，进一步保证前支点推力磁轴承、径向磁轴承与进气机匣前段的同轴度。在前段内钢套与进气机匣前段之间使用径向销钉实现可靠定位。

进气机匣后段内圆装配后段内钢套、位置传感器、起动发电机，并用压紧螺母轴向压紧，锁片锁止。

推力磁轴承、径向磁轴承、位置传感器、起动发电机均有导线需从机匣内部引出，因此，在进气机匣前段、进气机匣后段八个支板内共设有十六处引线孔9、 10。进气机匣前段引线孔所在位置的支板根部设置四处引线槽，与前段内钢套组合形成四个引线孔，推力磁轴承、径向磁轴承的引线从进气机匣前段引线孔引出，起动发电机、位置传感器的引线从进气机匣后段引线孔引出。为避免刚性件对引线压迫，造成引线损伤，使用密封胶进行密封，详见图2。

本发明的具体实施方式为：首先，按设计图纸加工各零组件。发动机进行装配时，以装配有主安装节的进气机匣后段3为基件进行装配，压紧后段内钢套6，周向装配三处销钉防转。进气机匣后段内依次装配起动发电机、位置传感器后，在进气机匣后段设置的销钉槽内装配长销钉，用于进气机匣后段与起动发电机、位置传感器的定位，通过压紧螺母轴向压紧位置传感器。进气机匣后段支板设置八处引线槽，起动发电机与位置传感器的导线、测试导线经引线槽穿出至发动机外。

进气机匣前段2与进气机匣后段3通过安装边止口定心、精密螺栓定位、普通螺栓连接。装配转接段4与前段内钢套5。前段内钢套5与进气机匣前段2内孔为过渡配合关系，前段内钢套5与转接段、前段内钢套与进气机匣前段用径向销钉防转。推力磁轴承、径向磁轴承、辅助轴承座以小间隙配合依次装入前段内钢套5后，由压紧螺母轴向压紧，辅助轴承盖板以螺栓连接的方式装配至辅助轴承座上。前段内钢套5的前部设置四处引线槽，后部设置八处与机匣支板槽型面相配的引线槽。转接段设置四处与前段内钢套相配的矩形线槽11。磁轴承的导线、测试导线分别经前、后引线槽穿过进气机匣支板引出至发动机外。

发动机装配至进气帽罩1时，进气帽罩1与进气机匣前段2通过周向布置的径向螺栓连接。

Claims (7)

1.一种多电发动机进气机匣，包括进气帽罩、进气机匣前段、进气机匣后段、转接段、前段内钢套、后段内钢套，其中，带支板的进气机匣分为进气机匣前段和进气机匣后段，其中进气帽罩经由转接段与进气机匣前段连接，进气机匣前段和进气机匣后段连接，前段内钢套装配到进气机匣前段内，后段内钢套装配到进气机匣后段内；

前段内钢套内腔装配磁悬浮轴承，进气机匣后段内圆装配起动发电机；

进气机匣前段的支板和进气机匣后段的支板设有引线孔，通过引线孔将多电部件的导线从机匣内部引出；

进气机匣前段和进气机匣后段设有引线槽，转阶段内壁面上开有引线槽，所述引线槽通向支板根部并与引线孔连通。

2.根据权利要求1所述的多电发动机进气机匣，其中，在进气机匣前段内布置磁悬浮轴承，并且在进气机匣后段内布置起动发电机。

3.根据权利要求1所述的多电发动机进气机匣，其中，进气机匣前段和进气机匣后段分别包括凸缘部，并且通过螺栓紧固所述凸缘部实现进气机匣前段和进气机匣后段的连接。

4.根据权利要求1所述的多电发动机进气机匣，其中，进气机匣前段和进气机匣后段由铝合金制成。

5.根据权利要求1所述的多电发动机进气机匣，其中，进气机匣前段和进气机匣后段内设置有内钢套，且所述内钢套由奥氏体不锈钢制成。

6.根据权利要求2所述的多电发动机进气机匣，其中，磁悬浮轴承包括推力磁轴承和径向磁轴承。

7.根据权利要求1所述的多电发动机进气机匣，其中，前段内钢套的外圆与进气机匣前段的内圆之间采用过渡配合，并且在前段内钢套与进气机匣前段之间通过径向销钉实现可靠定位。

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