CN112081828A - 轴承挡圈组件及航空发动机轴承组合结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种轴承挡圈组件及航空发动机轴承组合结构，该轴承挡圈组件安装在轴承的端部，轴承挡圈组件包括轴承挡圈和挡油筒，轴承挡圈固定在轴承的外圈的端面，轴承挡圈上设有若干泄油孔；挡油筒的两端开口，挡油筒的端面与轴承挡圈相固定，挡油筒的内径沿远离轴承挡圈的方向逐步减小，轴承挡圈的泄油孔将轴承的容纳空间与挡油筒的内部空间相连通。该轴承挡圈组件及航空发动机轴承组合结构，通过设置具有泄油孔的轴承挡圈和收口形设置的挡油筒，避免了润滑油飞溅到轴承腔的温度过高部位，防止油滴结焦以及着火等现象的出现，增加了轴承腔的使用寿命，提高了航空发动机工作稳定性和可靠性。

Description

轴承挡圈组件及航空发动机轴承组合结构

技术领域

本发明涉及一种轴承挡圈组件。

本发明还涉及一种航空发动机轴承组合结构。

背景技术

航空发动机向着大推重比、高可靠性、高耐久性和低耗油率等方向发展。轴承腔和滚子轴承是航空发动机的重要零部件，对发动机的工作性能的可靠性有着重要影响。随着航空发动机的转速进一步提高，想要提高航空发动机的使用寿命和效率，航空发动机的轴承腔、滚子及其附件的设计与运行状态至关重要。

如图1所示，航空发动机的轴承100设置在发动机的轴颈200与轴承座300之间，用于支撑转子。当轴承100高速运转时，润滑油滴以液滴—液膜的形式甩出轴承100，随后飞向轴承腔400的内壁。其中，一部分液滴将飞溅至轴承腔中局部温度过高或换热冷却能力较弱的位置，将使得轴承腔局部出现润滑油结焦甚至着火现象。另外，部分具有较大能量的油滴颗粒碰撞到壁面形成飞溅，油滴飞溅形成的二级油滴重新进入到气流中沿轴承腔壁沉积下来。

现在普遍使用的航空发动机滚子轴承与轴承座上没有任何额外的结构。在航空发动机轴承腔中，由于滚子轴承两侧飞溅出的润滑油滴，容易造成轴承腔局部有油滴积存，从而造成轴承腔的润滑效果很差，沉积的润滑油滴会导致润滑油结焦甚至着火，对发动机的安全和寿命产生巨大影响。另一方面，部分沉积的润滑油也会因高温而蒸发，造成发动机的机油量进一步减小。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴承挡圈组件及航空发动机轴承组合结构，以解决滚子轴承的润滑油滴飞溅至轴承腔中，容易出现润滑油结焦甚至着火现象的问题。

为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：

本发明提供一种轴承挡圈组件，所述轴承挡圈组件安装在轴承的端部，所述轴承包括外圈、内圈和滚珠，所述外圈、内圈之间形成容纳所述滚珠的容纳空间，所述轴承挡圈组件包括轴承挡圈和挡油筒，所述轴承挡圈固定在所述轴承的外圈的端面，所述轴承挡圈上设有若干泄油孔；所述挡油筒的两端开口，所述挡油筒的端面与所述轴承挡圈相固定，所述挡油筒的内径沿远离所述轴承挡圈的方向逐步减小，所述轴承挡圈的泄油孔将所述轴承的容纳空间与所述挡油筒的内部空间相连通。

在本技术方案中，通过设置具有泄油孔的轴承挡圈和收口形设置的挡油筒，避免了润滑油飞溅到轴承腔的温度过高部位，防止油滴结焦以及着火等现象的出现，增加了轴承腔的使用寿命，提高了航空发动机工作稳定性和可靠性。

优选地，所述轴承还包括保持架，所述保持架设置于所述容纳空间内，所述滚珠套在所述保持架上；若干所述泄油孔的中心形成泄油孔轨迹圆，所述泄油孔轨迹圆与所述保持架同轴设置，所述泄油孔轨迹圆的直径与所述保持架的直径相同。

在本技术方案中，若干泄油孔的中心所形成的泄油孔轨迹圆的位置与保持架位置相对应，使轴承的容纳空间中的润滑油能顺利地从泄油孔中流出。

优选地，若干所述泄油孔绕所述轴承挡圈的周向均匀分布。

在本技术方案中，绕周向均匀分布的泄油孔，可以兼顾到轴承的容纳空间内的所有位置，避免了部分位置的润滑油滴无法穿过轴承挡圈而积聚在轴承内部。

优选地，所述泄油孔绕所述轴承挡圈的周向的长度为12～14mm。

在本技术方案中，泄油孔的尺寸设置，保证了轴承的容纳空间内的润滑油能无障碍地流出。

优选地，所述轴承挡圈设有若干连接通孔，所述外圈设有若干安装通孔，所述安装通孔与所述连接通孔对应设置；所述轴承挡圈组件还包括若干连接螺栓，所述连接螺栓穿过所述连接通孔固定在所述安装通孔中，所述连接螺栓将所述轴承挡圈与所述外圈相固定。

在本技术方案中，通过连接螺栓，可以将轴承挡圈与轴承的外圈相固定。

优选地，所述挡油筒的内周面的形状为圆台形，所述挡油筒与所述轴承挡圈之间的夹角为50°。

在本技术方案中，所设置的挡油筒的夹角的角度，为较佳的引流角度，使飞溅出来的油滴能顺着挡油筒的内周面向下滴落。

优选地，所述挡油筒上设有绕周向延伸的泄油槽，所述泄油槽连通所述挡油筒的内部和外部，所述泄油槽位于所述挡油筒的下半部。

在本技术方案中，飞溅到挡油筒上的油滴顺着挡油筒的内表面滑落，通过泄油槽流入到轴承腔的底部。

优选地，所述泄油槽的弧度为120°。

在本技术方案中，上述尺寸配置，保证了润滑油能顺利地从泄油槽中流出。

优选地，所述挡油筒的内周面的形状为圆台形，所述挡油筒的内周面的母线的长度为8mm，所述泄油槽沿所述挡油筒的内周面的母线的方向的宽度为2～3mm。

在本技术方案中，上述尺寸配置，使挡油筒能达到较佳的引流效果。

本发明提供一种航空发动机轴承组合结构，包括轴颈、轴承座和轴承，所述轴承的外圈与所述轴承座相固定，所述轴承的内圈和所述轴颈相固定，所述轴承组合结构还包括两个上述轴承挡圈组件，两个所述轴承挡圈组件分别位于所述轴承的两端，所述轴承挡圈与所述轴承的外圈相固定。

在本技术方案中，通过安装在轴承的两端的轴承挡圈组件，能够减小从轴承两侧甩出的油滴速度和油滴动能，合理控制油滴飞溅方向，防止油滴飞溅到轴承腔的壁面致使轴承腔局部温度过高，避免润滑油结焦以及着火等现象出现，从而提高航空发动机工作稳定性和可靠性。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。

本发明的积极进步效果在于：

该轴承挡圈组件及航空发动机轴承组合结构，通过设置具有泄油孔的轴承挡圈和收口形设置的挡油筒，避免了润滑油飞溅到轴承腔的温度过高部位，防止油滴结焦以及着火等现象的出现，增加了轴承腔的使用寿命，提高了航空发动机工作稳定性和可靠性。

附图说明

图1为轴承安装在航空发动机中的结构示意图。

图2为本发明轴承挡圈组件的结构示意图。

图3为图2所示的轴承挡圈组件的轴承挡圈的结构示意图。

图4为图2所示的轴承挡圈组件的挡油筒的结构示意图。

图5为图4所示的挡油筒的俯视图。

图6为本发明航空发动机轴承组合结构的结构示意图。

图7为图6所示的航空发动机轴承组合结构的局部放大图。

附图标记说明

轴承100，外圈101，内圈102，滚珠103，容纳空间104，保持架105，安装通孔106；轴颈200；轴承座300；轴承腔400；

轴承挡圈1，泄油孔11，泄油孔轨迹圆12，连接通孔13；挡油筒2，泄油槽21；连接螺栓3。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

图2至图5所示为本发明轴承挡圈组件的一实施例。该轴承挡圈组件包括轴承挡圈1和挡油筒2，轴承挡圈1上设有若干泄油孔11；挡油筒2的两端开口，挡油筒2的端面与轴承挡圈1相固定，挡油筒2的内径沿远离轴承挡圈1的方向逐步减小。

将轴承挡圈1安装在轴承100的端部如图6和图7所示。该轴承100包括外圈101、内圈102和滚珠103，外圈101、内圈102之间形成容纳滚珠103的容纳空间104，轴承挡圈1固定在轴承100的外圈101的端面，轴承挡圈1的泄油孔11将轴承100的容纳空间104与挡油筒2的内部空间相连通。

工作时，润滑油由于离心力作用会从轴承100的两侧飞溅喷出。为了保证润滑油从轴承100的两侧充分流出，轴承挡圈1上设置若干泄油孔11，使润滑油可以从泄油孔11流出，避免了部分油滴无法穿过轴承挡圈1而积聚在轴承100的内部，避免增加轴承100的热量，防止轴承100产生局部高温的问题。油滴从泄油孔11喷出后，油滴飞溅到挡油筒2上，挡油筒2使得油滴的动能下降，飞溅出来的油滴的速度方向也得到合理控制。挡油筒2的内径沿远离轴承挡圈1的方向逐步减小，呈收口型布置，可以增大阻挡油滴飞溅喷出的面积，进一步避免了油滴喷射到轴承腔400的壁面的可能性，避免了润滑油飞溅到轴承腔400的温度过高部位，防止油滴结焦以及着火等现象的出现，增加了轴承腔400的使用寿命，提高了航空发动机工作稳定性和可靠性。

如图6和图7所示，该轴承100还包括保持架105，保持架105设置于容纳空间104内，滚珠103套在保持架105上；若干泄油孔11的中心形成泄油孔轨迹圆12，泄油孔轨迹圆12与保持架105同轴设置，泄油孔轨迹圆12的直径与保持架105的直径相同。若干泄油孔11的中心所形成的泄油孔轨迹圆12的位置与保持架105的位置相对应，使轴承100的容纳空间104中的润滑油能顺利地从泄油孔11中流出。

如图3所示，若干泄油孔11绕轴承挡圈1的周向均匀分布。绕周向均匀分布的泄油孔11，可以兼顾到轴承100的容纳空间104内的所有位置，避免了部分位置的润滑油滴无法穿过轴承挡圈1而积聚在轴承100内部。

其中，为了保证轴承100的容纳空间104内的润滑油能无障碍地流出，相邻两个泄油孔11的中心至轴承挡圈1的中心的连线之间的夹角θ最好为10°。另外，泄油孔11的形状可以为菱形，泄油孔11绕轴承挡圈1的周向的长度L最好为12～14mm。

如图2所示，挡油筒2的内周面的形状为圆台形，挡油筒2与轴承挡圈1之间的夹角α为50°。所设置的挡油筒2的夹角的角度，为较佳的引流角度，使飞溅出来的油滴能顺着挡油筒2的内周面向下滴落。

如图4至图5所示，挡油筒2上设有绕周向延伸的泄油槽21，泄油槽21连通挡油筒2的内部和外部，泄油槽21位于挡油筒2的下半部。

飞溅到挡油筒2上的油滴顺着挡油筒2的内表面滑落，通过泄油槽21流入到轴承腔400的底部，此时油滴的速度明显下降，且液滴飞行方向也变为向下，从而避免润滑油飞溅到轴承腔400的温度过高部位，防止油滴结焦以及着火等现象出现，从而提高航空发动机工作稳定性和可靠性。

挡油筒2一种较佳的尺寸配置为：挡油筒2的内周面的母线的长度L₁为8mm，泄油槽21沿挡油筒2的内周面的母线的方向的宽度L₂为2～3mm。上述尺寸配置，使挡油筒2能达到较佳的引流效果。而，泄油槽21的弧度β最好为120°，保证了润滑油能顺利地从泄油槽21中流出。

如图3、图6至图7所示，轴承挡圈1设有若干连接通孔13，外圈101设有若干安装通孔106，安装通孔106与连接通孔13对应设置；轴承挡圈组件还包括若干连接螺栓3，连接螺栓3穿过连接通孔13固定在安装通孔106中，连接螺栓3将轴承挡圈1与外圈101相固定。

如图6至图7所示，将上述轴承挡圈组件安装至航空发动机上。该航空发动机轴承组合结构包括轴颈200、轴承座300和轴承100，轴承100的外圈101与轴承座300相固定，轴承100的内圈102和轴颈200相固定，轴承100的两端形成轴承腔400。将两个轴承挡圈组件分别安装在轴承100的两端，其轴承挡圈1与轴承100的外圈101相固定。

通过安装在轴承100的两端的轴承挡圈组件，能够减小从轴承100两侧甩出的油滴速度和油滴动能，合理控制油滴飞溅方向，防止油滴飞溅到轴承腔400的壁面致使轴承腔400局部温度过高，避免润滑油结焦以及着火等现象出现，从而提高航空发动机工作稳定性和可靠性。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承挡圈组件，所述轴承挡圈组件安装在轴承的端部，所述轴承包括外圈、内圈和滚珠，所述外圈、内圈之间形成容纳所述滚珠的容纳空间，其特征在于，所述轴承挡圈组件包括：

轴承挡圈，所述轴承挡圈固定在所述轴承的外圈的端面，所述轴承挡圈上设有若干泄油孔；

挡油筒，所述挡油筒的两端开口，所述挡油筒的端面与所述轴承挡圈相固定，所述挡油筒的内径沿远离所述轴承挡圈的方向逐步减小，所述轴承挡圈的泄油孔将所述轴承的容纳空间与所述挡油筒的内部空间相连通。

2.根据权利要求1所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述轴承还包括保持架，所述保持架设置于所述容纳空间内，所述滚珠套在所述保持架上；若干所述泄油孔的中心形成泄油孔轨迹圆，所述泄油孔轨迹圆与所述保持架同轴设置，所述泄油孔轨迹圆的直径与所述保持架的直径相同。

3.根据权利要求1或2所述的轴承挡圈组件，其特征在于：若干所述泄油孔绕所述轴承挡圈的周向均匀分布。

4.根据权利要求1所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述泄油孔绕所述轴承挡圈的周向的长度为12～14mm。

5.根据权利要求1所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述轴承挡圈设有若干连接通孔，所述外圈设有若干安装通孔，所述安装通孔与所述连接通孔对应设置；所述轴承挡圈组件还包括若干连接螺栓，所述连接螺栓穿过所述连接通孔固定在所述安装通孔中，所述连接螺栓将所述轴承挡圈与所述外圈相固定。

6.根据权利要求1所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述挡油筒的内周面的形状为圆台形，所述挡油筒与所述轴承挡圈之间的夹角为50°。

7.根据权利要求1所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述挡油筒上设有绕周向延伸的泄油槽，所述泄油槽连通所述挡油筒的内部和外部，所述泄油槽位于所述挡油筒的下半部。

8.根据权利要求7所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述泄油槽的弧度为120°。

9.根据权利要求7所述的轴承挡圈组件，其特征在于：所述挡油筒的内周面的形状为圆台形，所述挡油筒的内周面的母线的长度为8mm，所述泄油槽沿所述挡油筒的内周面的母线的方向的宽度为2～3mm。

10.一种航空发动机轴承组合结构，包括轴颈、轴承座和轴承，所述轴承的外圈与所述轴承座相固定，所述轴承的内圈和所述轴颈相固定，其特征在于：所述轴承组合结构还包括两个权利要求1至9任一项所述的轴承挡圈组件，两个所述轴承挡圈组件分别位于所述轴承的两端，所述轴承挡圈与所述轴承的外圈相固定。

Images