CN110475993B - 涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架的叶轮 - Google Patents

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Abstract

用于涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架的叶轮(130)，所述叶轮具有大致环形形状并且包括用于支撑所述减速器的行星齿轮的旋转轴的支撑装置(158)，所述叶轮包括用于润滑所述行星齿轮的齿和所述轴的轴承的装置，所述润滑装置包括位于所述叶轮的内周边上并且径向向内开口的环形槽(138)，所述槽连接到润滑剂供应和/或喷射装置，其特征在于，该叶轮包括位于所述叶轮的内周边上的动态环形密封装置(142、144)，该动态环形密封装置在槽的两侧上并且被构造成与减速器或涡轮机的定子(132)互相作用，该定子旨在在叶轮内延伸并且与叶轮同轴。

Description

涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架的叶轮
技术领域
本发明特别涉及涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架的叶轮。
背景技术
飞行器涡轮机的行星齿轮减速器通常包括联接到第一轴杆的太阳齿轮和环绕太阳齿轮延伸的齿圈。行星齿轮被布置在太阳齿轮与齿圈之间并且与太阳齿轮和齿圈相啮合，以及由联接到第二轴杆的行星齿轮架承载。
图1示出了如申请FR-A1-3 036 763所述的行星齿轮架10。该行星齿轮架10包括圆柱形本体12，该圆柱形本体12旨在联接到第二轴杆并且在纵向端部连接到行星齿轮18的平行旋转轴16的环形支撑壁14。轴16围绕行星齿轮架的旋转轴线A均匀地分布并且与在轴的纵向端部之一与前述环形壁14成一体。叶轮20被添加并且紧固到轴的相对的纵向端部，并且紧固到轴16。
由于叶轮20与行星齿轮18的支撑轴16连接，因此叶轮20与行星齿轮架10成一体。因此，叶轮20在操作中旨在围绕轴线A旋转，从而形成减速器的转子。
叶轮20具有围绕轴线A的大致环形形状，并且在叶轮的外周包括用于支撑行星齿轮18的旋转轴16的装置。叶轮20进一步包括这样的装置：该装置用于润滑被安装在轴16与行星齿轮18之间的轴承并且润滑行星齿轮18和太阳齿轮22的啮合齿。这些用于润滑的装置包括环形槽24，该环形槽24位于叶轮的内周边上并且径向向内开口。
由减速器或涡轮机的定子承载的用于润滑剂的注射器被径向地布置在叶轮内部(注射器未在图1中示出)，并将润滑剂直接喷射到叶轮的槽24中，以便供应用于供应和/或喷射润滑剂的装置。
润滑剂通过涡轮机的润滑单元的泵被输送到注射器，该泵将预定流量的润滑剂运送到注射器。利用上述当前技术，喷射到槽中的润滑剂仅通过离心作用被输送到供应和/或润滑装置。然而，在实践中观察到的是，行星齿轮的齿和太阳齿轮的齿可能没有被充分地供应润滑剂，这是有问题的。供油不足的原因可能是通过离心作用没有足够的能量传递给流体，原因也可能是叶轮内的油分布不稳定。轴承吸油的现象尤其会降低供应给齿的油的流量。
已经提出了通过在叶轮的内周边上设置两个分开的环形槽来克服叶轮中的油分布问题，这两个环形槽彼此独立地被供应并且分别一方面供应用于对齿供应和/或喷射润滑油的装置，另一方面供应行星的轴。然而，这种类型的叶轮的结构复杂，生产成本高，并且不能对提供给流体以使流体到达齿的能量的缺乏做出反应。
现有的解决方案提出了通过在环形槽的两侧添加两个动态密封件来恢复发动机的油压。该解决方案使得可以将由叶轮产生的离心压力与由发动机供应的油压结合。然而，该解决方案不能将进入轴承的油和进入齿的油隔离。叶轮中的油分布仍然不稳定。
本发明提出了对这些技术的改进，该改进为行星齿轮减速器的行星齿轮的齿以及太阳齿轮的齿的润滑问题提供了简单、有效和经济的解决方案。
发明内容
根据本发明，该目的通过用于涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架的叶轮来实现，所述叶轮旨在与所述行星齿轮架一体地旋转并且被设置成围绕所述减速器的轴线A旋转，所述叶轮具有围绕所述轴线的大致环形形状并且包括用于对所述减速器的行星齿轮的旋转轴进行支撑的支撑装置，所述叶轮包括用于对所述行星齿轮的齿和所述轴的轴承进行润滑的装置，所述润滑装置包括环形槽，该环形槽位于所述叶轮的内周边上并且径向向内开口，所述槽连接到润滑剂供应和/或喷射装置，其特征在于，叶轮包括位于所述叶轮的内周边上的动态环形密封装置，该动态环形密封装置在所述槽的两侧上并且被构造成与减速器或涡轮机的定子相互作用，该定子一方面在叶轮内延伸并与叶轮同轴，另一方面向所述槽供应润滑剂。
与现有技术相反，动态密封装置被设置在形成转子的叶轮与向叶轮供应润滑剂的定子之间。根据定义，这些密封装置旨在提供运行中的转子(叶轮)与定子之间的密封。这种密封是重要的，使得由用于向定子供应润滑剂的泵供应的润滑剂的流量或压力在用于润滑叶轮的装置中被保持。此外，转子和定子的密封配合还使得该单元可以作为附加泵运行，该附加泵将由该附加泵产生的离心力场的作用添加到上述泵的流量，从而确保了对行星齿轮的齿和太阳齿轮的齿以及行星齿轮的轴的轴承进行最佳润滑。
根据本发明的叶轮可包括彼此独立或彼此组合采用的以下特征中的一个或多个：
-叶轮由分别为径向外部部分和径向内部部分的两个环形部分制成，这两个环形部分基本上围绕彼此延伸，所述径向外部部分包括所述支撑装置，并且所述径向内部部分包括所述槽并且承载所述密封装置；
-所述径向内部部分包括用于使润滑剂穿过的基本径向的通道和基本径向的导管，该通道的径向内端部和该导管的径向内端部通向所述槽中；
-所述通道和所述导管围绕所述轴线均匀地分布，所述通道中的每一个被布置在两个邻近的导管之间，并且所述导管中的每一个被布置在两个邻近的通道之间；
-所述通道在所述通道的径向外端部通向所述径向内部部分的外圆柱形表面，所述外圆柱形表面旨在至少部分地被所述径向外部部分覆盖；
-所述导管与润滑剂喷嘴的第一纵向端部流体连通，该润滑剂喷嘴的第一纵向端部被悬臂式安装在所述径向外部部分的外周边；
-所述喷嘴的所述第一纵向端部被安装在位于径向内部部分的所述外圆柱形表面上的凸台的腔中；
-所述径向外部部分包括基本上径向的臂，该基本上径向的臂在其径向外端部包括或承载所述支撑装置，
-所述臂与所述通道径向对准并且包括通路，该通路被构造成被供应有从所述通道流出的润滑剂并且基本上径向地延伸到所述支撑装置；
-所述臂在所述臂的径向内端部包括弯曲井槽，该弯曲井槽的凹面径向向内定向，以回收从所述通道流出的润滑剂并将该流出的润滑剂输送到所述通路；
-所述臂的所述径向内端部与所述外圆柱形表面间隔开预定的径向间隙，以确保与外部环境的流体连通。
本发明还涉及用于涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架，该行星齿轮架配备有如上所述的叶轮。
本发明还涉及涡轮机，该涡轮机包括行星齿轮减速器，该行星齿轮减速器的行星齿轮架是如上所述的行星齿轮架。
附图说明
其他特征和优点将从本发明的非限制性实施例的参考附图的以下描述中显现，在附图中：
-图1是现有技术的行星齿轮架的示意性透视图，
-图2是根据本发明的定子、行星齿轮架叶轮及其喷嘴的示意性分解透视图，
-图3是图2的定子的示意性透视图；
-图4是图2的行星齿轮架的叶轮的示意性透视图；
-图5是图4的叶轮的示意性轴向剖视放大图；
-图6是图2的定子和叶轮的局部示意性横向剖面图；
-图7是图6的细节的放大图；
-图8是图2的定子和叶轮的局部示意性轴向剖面图。
具体实施方式
上文已经描述了图1。
本发明涉及特别是飞行器的涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架领域。
图1和上文的描述可用于评估这种减速器及其行星齿轮架的一般和已知特征。
更具体地，本发明涉及用于这种行星齿轮架的叶轮。行星齿轮架叶轮是这样的部件，该部件尤其使得可以将润滑剂(诸如油)分布在对减速器内的热量上升和干摩擦敏感的不同区域中。叶轮具有两个主要的油分布区域：太阳齿轮和行星齿轮的啮合点或齿以及行星齿轮的轴承。
图2示出了根据本发明的行星齿轮架的叶轮130，叶轮130在此与定子132相关联，定子132可以是涡轮机或减速器的定子。
定子132在图2中通过透视可见，在图6中通过横向剖视可见，在图8中通过轴向剖视可见。定子具有围绕如下轴线的旋转对称性，该轴线是行星齿轮架的、因此也是叶轮130的旋转轴线A。
定子132包括圆筒形部分134，该圆筒形部分134旨在被叶轮130包围。如图8所示，定子132包括用于使油流通的管道136，管道136通过孔136a通向定子132的外圆柱形表面137，以将润滑剂径向向外发射。
叶轮130包括在图2中可见的几个部分。这些部分彼此成一体并且旨在与行星齿轮架制成一体，从而被围绕轴线A旋转驱动。因此，这些部分形成围绕上述定子132旋转的转子。
在叶轮130的各部分中，叶轮包括径向内部部分130a和围绕径向内部部分延伸的径向外部部分130b。
径向内部部分130a具有围绕轴线A延伸的环形形状。径向内部部分在径向内部部分的内周边包括径向向内开口的环形槽138。径向内部部分在径向内部部分的外周边包括外圆柱形表面140。
在槽138的两侧，即槽138的上游和下游，布置有动态环形密封件142、144，动态环形密封件142、144被构造成与转子132配合。
在示出的示例中，径向内部部分130a包括中间部分130aa，中间部分130aa具有倒U形的横向剖面。用于支撑密封件142、144的上游圆柱形边缘和下游圆柱形边缘130ab分别从该中间部分130aa延伸。外部部分130b被安装在径向内部部分130a的上游圆柱形边缘130ab上。
凸台146位于突出到部分130a的外圆柱形表面140上的位置处。基本上径向的通道148穿过部分130a并且在槽138的底部与表面140之间延伸，以使润滑剂通过。此外，基本上径向的导管150形成在部分130a中并且在槽138的底部与凸台146的内腔152的底部之间延伸。
腔152轴向地开口并且旨在接纳润滑剂的喷嘴154的第一纵向端部。在操作中，槽138中包含的润滑剂可以流动到通道148和导管150中。导管150为腔152和喷嘴154供应润滑剂，喷嘴154被构造成将润滑剂喷射到减速器的行星齿轮的齿和太阳齿轮的齿。
通道148通过孔148a通向内部部分130a的表面140上。径向外部部分130b围绕该表面140延伸。
径向外部部分130b具有围绕轴线A延伸的环形形状。径向外部部分包括臂156，臂156基本上径向向外延伸，并且臂156在臂156的径向外端部包括用于支撑行星齿轮的轴的支撑装置。每个臂156的该支撑装置包括例如轴向定向的圆柱形边缘158，并且行星齿轮的轴的轴向端部159(图6)旨在围绕该圆柱形边缘158安装。
圆柱形边缘158在内部限定室158a，该室158a由在臂156中形成的基本上径向的通路160供应润滑油(图5)。因此，该通路160在通路160的径向外端部与室158a连通，并且在通路160的径向内端部与弯曲形杯(cuvettes)162连通，该弯曲形杯162的凹面径向向内定向(图5和图7)。
在将外部部分130b安装定位在内部部分130a上时，臂156与通道148径向对准，并且通道148的孔148a与井槽(cuvettes)162对准。从孔148a流出的润滑剂朝向井槽162喷射，井槽162根据其形状将润滑剂输送到通路160。然后，润滑剂被输送到室158a，以用于对轴159和行星齿轮的轴承进行供应。
如在图7中可见的，臂的径向内端部与内部部分130a的表面140径向地间隔开预定间隙J。该间隙使得可以将由井槽162限定的凹穴162a连接到减速器所处的外部大气。这使得可以将这种润滑独立于喷嘴154的润滑，正如已经看到的那样，这受益于离心力场产生的附加压力，该附加压力被添加到用于向定子132的管道136的供应润滑剂的泵的压力中。
因此，本发明将由减速器的供应泵供应的压力与由转子产生的离心压力相结合，以便更容易地实现啮合。
如上所述，润滑剂在靶向损失工位和待润滑的工位之前需要经过几个步骤：
-润滑剂在经过定子132之后通过径向定向的管道136到达转子(叶轮130)；由于动态密封件142、144在转子与定子之间提供密封，因此润滑剂在压力下到达；
-润滑剂一旦到达转子，就会受到离心力场的作用；转子起到泵的作用，其将由自身旋转产生的离心力场添加到润滑单元的压力；在此，根据回路的负载损失，润滑剂的流量分布在用于润滑齿的喷嘴与轴承之间。
-穿过通道148后，润滑剂恢复到大气压力；间隙J防止喘振现象影响轴承的润滑；
-然后，由转子的离心力场驱动进入轴承的润滑剂。

Claims (11)

1.用于涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架的叶轮(130)，所述叶轮(130)旨在与所述行星齿轮架成一体地旋转，并且旨在被设置成围绕所述减速器的轴线A旋转，所述叶轮具有围绕所述轴线的环形形状并且包括用于对所述减速器的行星齿轮的旋转轴(151)进行支撑的支撑装置(158)，所述叶轮包括用于对所述行星齿轮的齿和所述轴的轴承进行润滑的装置，所述润滑装置包括位于所述叶轮的内周边上并径向向内开口的一个环形槽(138)，所述槽连接到润滑剂供应和/或喷射装置，其特征在于，所述叶轮包括位于所述叶轮的内周边上的动态环形密封装置(142、144)，所述动态环形密封装置在所述槽的两侧并且被构造成与所述减速器的或所述涡轮机的定子(132)相互作用，所述定子旨在在所述叶轮内延伸并且与所述叶轮同轴。
2.根据权利要求1所述的叶轮(130)，所述叶轮由分别为径向外部部分(130b)和径向内部部分(130a)的两个环形部分制成，所述两个环形部分基本上围绕彼此延伸，所述径向外部部分包括所述支撑装置(158)，并且所述径向内部部分包括所述槽(138)并且承载所述密封装置(142、144)。
3.根据权利要求2所述的叶轮(130)，其中，所述径向内部部分(130a)包括用于使润滑剂通过的基本上径向的通道(148)和基本上径向的导管(150)，所述通道的径向内端部和所述导管的径向内端部通向所述槽(138)。
4.根据权利要求3所述的叶轮(130)，其中，所述通道(148)在所述通道的径向外端部通到所述径向内部部分(130a)的外圆柱形表面(140)上，所述外圆柱形表面旨在至少部分地由所述径向外部部分(130b)覆盖。
5.根据权利要求3或4所述的叶轮(130)，其中，所述导管(150)与润滑剂喷嘴(154)的第一纵向端部流体连通，所述润滑剂喷嘴的第一纵向端部悬臂式安装在所述径向外部部分(130b)的外周边。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的叶轮(130)，其中，所述径向外部部分(130b)包括基本上径向的臂(156)，所述基本上径向的臂在其径向外端部包括或承载所述支撑装置(158)。
7.根据权利要求4所述的叶轮(130)，其中，所述径向外部部分(130b)包括基本上径向的臂(156)，所述基本上径向的臂在其径向外端部包括或承载所述支撑装置(158)，所述臂(156)与所述通道(148)径向对准，并且所述臂包括通路(160)，所述通路被构造成被供应有从所述通道流出的润滑剂并基本上径向地延伸到所述支撑装置(158)。
8.根据权利要求7所述的叶轮(130)，其中，所述臂(156)在所述臂的径向内端部包括弯曲井槽(162)，所述弯曲井槽的凹面径向向内定向，以回收从所述通道(148)中流出的润滑剂并且将流出的润滑剂输送到所述通路(160)。
9.根据权利要求8所述的叶轮(130)，其中，所述臂(156)的所述径向内端部与所述外圆柱形表面(140)间隔开预定的径向间隙(J)，以确保与外部环境流体连通。
10.用于涡轮机的行星齿轮减速器的行星齿轮架，其特征在于，所述行星齿轮架配备有权利要求1至9中任一项所述的叶轮(130)。
11.飞行器涡轮机，其特征在于，所述飞行器涡轮机包括行星齿轮减速器，所述行星齿轮减速器的行星齿轮架配备有权利要求1至9中任一项所述的叶轮(130)。
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