CN111734672A - 一种涡轴发动机用切向喷射润滑系统及其使用方法 - Google Patents

一种涡轴发动机用切向喷射润滑系统及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种涡轴发动机用切向喷射润滑系统及其使用方法，该涡轴发动机用切向喷射润滑系统包括风扇主轴、前端轴承和支撑环，前端轴承包括轴承内环、轴承外环、滚动体和保持架，轴承内环与风扇主轴套接配合，支撑环与风扇主轴套接配合且支撑环置于前端轴承的一侧，支撑环靠近前端轴承的一端设置内凹槽，支撑环远离前端轴承的一端设置支撑环套筒，支撑环的环形侧壁上设置多个与内凹槽相通的切向喷油孔，装配时支撑环的环形侧壁与前端轴承的轴承外环抵接，风扇主轴套接在支撑套筒上，以使内凹槽正对轴承外环和轴承内环之间的间隙，润滑油经切向喷油孔进入内凹槽后可进入轴承内环与轴承外环之间，对滚动体进行充分润滑。

Description

一种涡轴发动机用切向喷射润滑系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及航空发动机零部件技术领域，特别是一种涡轴发动机用切向喷射润滑系统及其使用方法。
背景技术
涡轴发动机是航空燃气涡轮发动机的一种重要类型，它主要用于驱动直升机旋翼产生升力和推力，由于其用途广泛，不仅可作为直升机的主动力装置，还适合于中低空、低速短距/垂直起降无人机和倾转旋翼无人机动力；涡轴发动机的冷却风扇与主轴传动配合，并采用轴承进行支撑，在此过程中，主轴与轴承之间处于高温、高转速和高载荷的环境，轴承润滑方式分喷射润滑、油雾润滑、飞溅等润滑方式。根据我公司多年轴承使用经验，这些润滑方式润滑高转速、高温、高载荷轴承时，轴承易出现积碳，甚至变色，说明轴承工作时润滑不良，散热不好，严重影响轴承的使用寿命，且存在安全隐患；造成上述现象的原因是轴承在高速运转时，润滑油对轴承内环的冷却不充分，造成轴承润滑不足，散热不好。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、散热效果好的涡轴发动机用切向喷射润滑系统及其使用方法。
为解决上述技术问题，本发明提供的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，包括风扇主轴、前端轴承和支撑环，所述前端轴承包括轴承内环、轴承外环、滚动体和保持架，轴承内环与风扇主轴套接配合，支撑环与风扇主轴套接配合且支撑环置于前端轴承的一侧，所述支撑环靠近前端轴承的一端设置内凹槽，支撑环远离前端轴承的一端设置支撑环套筒，支撑环的环形侧壁上设置多个与内凹槽相通的切向喷油孔，装配时支撑环的环形侧壁与前端轴承的轴承外环抵接，风扇主轴套接在支撑套筒上，以使内凹槽正对轴承外环和轴承内环之间的间隙，润滑油经切向喷油孔进入内凹槽后可进入轴承内环与轴承外环之间，对滚动体进行充分润滑。
进一步，涡轴发动机用切向喷射润滑系统还包括主轴套和后端轴承，所述前端轴承置于主轴套内的前部，所述后端轴承置于主轴套内的后部，所述风扇主轴与后端轴承套接配合，以使风扇主轴由前端轴承、后端轴承进行支撑。
进一步，所述主轴套的内壁沿周向设置用于存储润滑油的内环槽，装配时支撑环的环形侧壁覆盖在内环槽上，切向喷油孔的开口端与内环槽相通，以使内环槽内的润滑油可进入切向喷油孔。
进一步，涡轴发动机用切向喷射润滑系统还包括套接在风扇主轴上的弹簧，所述支撑环套筒与环形侧壁之间形成支撑环槽，装配时弹簧的尾端与后端轴承的轴承外环抵接，弹簧的前端置于支撑环槽内，以使支撑环套筒置于弹簧内，由弹簧对支撑环和前端轴承提供轴向支撑。
进一步，涡轴发动机用切向喷射润滑系统还包括轴套，所述轴套套接在风扇主轴上，且轴套的尾端套接在弹簧内且与后端轴承的轴承内环抵接，轴套的前端伸入支撑环套筒内且与前端轴承的轴承内环抵接。
进一步，所述切向喷油孔的倾斜方向与轴承内环的转动方向相关，即由切向喷油孔进入的润滑油其喷射方向与轴承内环的转动方向一致。
进一步，所述切向喷油孔与支撑环轴向之间的倾斜夹角为45º。
上述涡轴发动机用切向喷射润滑系统的使用方法，包括如下步骤：风扇主轴转动时润滑油进入内环槽，并经切向喷油孔进入内凹槽，由内凹槽进入轴承内环和轴承外环之间的间隙，对滚动体进行充分润滑。
发明的技术效果：（1）本发明的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，相对于现有技术，通过设置支撑环，并在支撑环上设置内凹槽，使得在前端轴承与支撑环之间形成用于存储润滑油的空间，利用切向喷油孔向内凹槽内喷入润滑油，使得润滑油可充分进入轴承内环与轴承外环之间的间隙，对滚动体实施充分的冷却和润滑；（2）主轴套上设置的内环槽，可对润滑油进行中间存储，与切向喷油孔相配合，可确保润滑油进入内凹槽；（3）弹簧的设置，为前端轴承提供轴向支撑；（4）轴套的设置，避免风扇主轴与支撑环直接接触；减少了支撑环的磨损，提高了使用寿命；（5）利用支撑环套筒与环形侧壁之间形成的支撑环槽内，可对弹簧进行限位，减少压簧的径向移动。
附图说明
下面结合说明书附图对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明的涡轴发动机用切向喷射润滑系统装配后的剖面结构示意图；
图2是图1中A区域的局部放大示意图；
图3是支撑环的剖面结构示意图；
图4是支撑环与前端轴承装配后的剖面结构示意图；
图5是支撑环的轴向示意图。
图中：风扇机匣1，风扇转子2，机壳3，风扇主轴4，主轴套5，轴承端盖6，锁紧螺母7，密封圈8，转子轴套9，支撑环10，后端轴承11，前端轴承12，弹簧13，回油通道14，进油通道15，储油腔16，切向喷油孔17，内凹槽18，环形侧壁19，支撑环套筒20，支撑环槽21，轴承外环22，轴承内环23，滚动体24，内环槽25，轴套26。
具体实施方式
实施例1
如图1至图4所示，本实施例的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，具体应用时，与风扇机匣1、风扇转子2、机壳3配合使用，涡轴发动机用切向喷射润滑系统包括风扇主轴4、前端轴承12、后端轴承11、主轴套5、轴套26、弹簧13和支撑环10，主轴套5与风扇机匣1的尾部经螺钉固定相连并进行密封，风扇机匣1的前部设置轴承端盖6，风扇主轴4的前端伸出轴承端盖6设置，轴承端盖6与风扇机匣1经螺钉固定相连，且轴承端盖6内设置密封圈8，防止润滑油泄漏；风扇主轴4伸出轴承端盖6后经转子轴套9、螺钉与风扇转子2固定相连，且风扇主轴4的前端设置锁紧螺母7，锁紧螺母置7于机壳3内。
前端轴承12置于主轴套5内的前部，后端轴承11置于主轴套5内的后部，风扇主轴4与后端轴承11套接配合，前端轴承12包括轴承内环23、轴承外环22、滚动体24和保持架，轴承内环23与风扇主轴4套接配合，后端轴承11、前端轴承12在主轴套5内用卡簧进行限位，以使风扇主轴4由前端轴承12、后端轴承11进行支撑。
支撑环10与风扇主轴4套接配合且支撑环10置于前端轴承12的一侧，支撑环10靠近前端轴承12的一端设置内凹槽18，支撑环10远离前端轴承12的一端设置支撑环套筒20，支撑环10的环形侧壁19上设置3个与内凹槽18相通的切向喷油孔17，切向喷油孔17的倾斜方向与轴承内环23的转动方向相关，即由切向喷油孔17进入的润滑油其喷射方向与轴承内环23的转动方向一致，如图5所示，轴承内环23为顺时针方向转动，切向喷油孔17的倾斜方向是向斜下方倾斜，即沿轴承内环23转动的切向方向倾斜设置；且切向喷油孔17与支撑环10轴向之间的倾斜夹角为45º；支撑环套筒20与支撑环10的环形侧壁19之间形成支撑环槽21，轴套26套接在风扇主轴4上，轴套26的尾端套接在弹簧13内且与后端轴承11的轴承内环抵接，轴套26的前端伸入支撑环套筒20内且与前端轴承12的轴承内环23抵接；主轴套5的内壁沿周向设置用于存储润滑油的内环槽25，风扇机匣1上设置储油腔16，储油腔16的一端设置与内环槽25相通的进油通道15，储油腔16的另一端设置与风扇机匣1内相通的回油通道14，以使润滑油可回流至储油腔16，装配时支撑环10的环形侧壁19与前端轴承12的轴承外环22抵接，支撑环10的环形侧19壁覆盖在内环槽25上，切向喷油孔17的开口端与内环槽25相通，弹簧13的尾端与后端轴承11的轴承外环抵接，弹簧13的前端置于支撑环槽21内，以使支撑环套筒20置于弹簧13内，由弹簧13对支撑环10和前端轴承12提供轴向支撑，内环槽25内的润滑油可进入切向喷油孔17，由于内凹槽18正对轴承外环22和轴承内环23之间的间隙，润滑油经切向喷油孔17进入内凹槽18后可进入轴承内环23与轴承外环22之间，对滚动体24进行充分润滑。
实施例2
上述涡轴发动机用切向喷射润滑系统的使用方法，包括如下步骤：风扇主轴4转动时，润滑油进入风扇机匣1的储油腔16，经进油通道15进入内环槽25，并经切向喷油孔17进入内凹槽18，由内凹槽18进入前端轴承12的轴承内环23和轴承外环22之间的间隙，对滚动体24进行充分润滑，轴承端盖6和密封圈8的存在，使得润滑油在风扇机匣1的端部可经回油通道14流回储油腔16。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，包括风扇主轴、前端轴承和支撑环，所述前端轴承包括轴承内环、轴承外环、滚动体和保持架，轴承内环与风扇主轴套接配合，支撑环与风扇主轴套接配合且支撑环置于前端轴承的一侧，所述支撑环靠近前端轴承的一端设置内凹槽，支撑环远离前端轴承的一端设置支撑环套筒，支撑环的环形侧壁上设置多个与内凹槽相通的切向喷油孔，装配时支撑环的环形侧壁与前端轴承的轴承外环抵接，风扇主轴套接在支撑套筒上，以使内凹槽正对轴承外环和轴承内环之间的间隙，润滑油经切向喷油孔进入内凹槽后可进入轴承内环与轴承外环之间。
2.根据权利要求1所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，还包括主轴套和后端轴承，所述前端轴承置于主轴套内的前部，所述后端轴承置于主轴套内的后部，所述风扇主轴与后端轴承套接配合，以使风扇主轴由前端轴承、后端轴承进行支撑。
3.根据权利要求2所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，所述主轴套的内壁沿周向设置用于存储润滑油的内环槽，装配时支撑环的环形侧壁覆盖在内环槽上，切向喷油孔的开口端与内环槽相通，以使内环槽内的润滑油可进入切向喷油孔。
4.根据权利要求2或3所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，还包括套接在风扇主轴上的弹簧，所述支撑环套筒与环形侧壁之间形成支撑环槽，装配时弹簧的尾端与后端轴承的轴承外环抵接，弹簧的前端置于支撑环槽内，以使支撑环套筒置于弹簧内，由弹簧对支撑环和前端轴承提供轴向支撑。
5.根据权利要求4所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，还包括轴套，所述轴套套接在风扇主轴上，且轴套的尾端套接在弹簧内且与后端轴承的轴承内环抵接，轴套的前端伸入支撑环套筒内且与前端轴承的轴承内环抵接。
6.根据权利要求5所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，所述切向喷油孔的倾斜方向与轴承内环的转动方向相关，即由切向喷油孔进入的润滑油其喷射方向与轴承内环的转动方向一致。
7.根据权利要求6所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统，其特征在于，所述切向喷油孔与支撑环轴向之间的倾斜夹角为45º。
8.根据权利要求7所述的涡轴发动机用切向喷射润滑系统的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：风扇主轴转动时润滑油进入内环槽，并经切向喷油孔进入内凹槽，由内凹槽进入轴承内环和轴承外环之间的间隙，对滚动体进行充分润滑。
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