CN114352726A - 一种外套管弹性支撑密封结构 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种外套管弹性支撑密封结构，用于对两附件机匣间的外套管进行支撑及密封，其一的附件机匣面向另一附件机匣的一侧为带止口的孔结构，外套管一端部分的伸入至附件机匣的孔结构内、另一端刚性连接另一附件机匣，该外套管弹性支撑密封结构包括：安装在附件机匣的孔结构和外套管之间的封严衬套，封严衬套设有径向延伸的挡边；在封严衬套的挡边轴向前后两侧的矩形截面弹性密封圈，矩形截面弹性密封圈具有径向密封端面和轴向密封端面；以及锁紧螺母，锁紧螺母与附件机匣螺纹配合，通过压板将矩形截面弹性密封圈和封严衬套进行轴向固定；其中，在封严衬套的内侧固定有衬套，且在封严衬套的内侧面设有环形槽，其内安装圆形截面弹性密封圈。

Description

一种外套管弹性支撑密封结构

技术领域

本申请属于航空发动机结构设计技术领域，特别涉及一种外套管弹性支撑密封结构。

背景技术

航空发动机多采用两个附件传动机匣满足功率提取等要求，两附件机匣间采用外套管保护传动轴并实现密封功能。两附件机匣常安装固定在不同承力框架上，不同承力框架由于制造误差、安装误差以及使用中受热、受载而变形，将产生一定的错位，若外套管无法补偿错位，将引起连接零件在薄弱位置出现应力集中，可能导致零件结构破坏，影响发动机使用安全。

现有发动机附件传动机匣与外套管主要采用螺栓连接，用于补偿错位的功能由外套管完成，外套管主要采用波纹管、蒙皮轴形式。波纹管的波纹段制造工艺复杂，成本较高。蒙皮轴通过较薄的壁厚实现柔性，保护作用有限，且管壁上设有大量增加柔性的孔，无法实现密封功能，需被保护的传动轴单独设置复杂的动密封结构。

发明内容

本申请的目的是提供了一种外套管弹性支撑密封结构，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。

本申请的技术方案是：一种外套管弹性支撑密封结构，用于对保护两附件机匣之间传动轴的外套管进行支撑及密封，其一的附件机匣面向另一附件机匣的一侧为带止口的孔结构，所述外套管一端部分的伸入至所述附件机匣的孔结构内、另一端刚性连接另一附件机匣，其特征在于，所述外套管弹性支撑密封结构包括：

安装在附件机匣的孔结构和外套管之间的封严衬套，所述封严衬套设有径向延伸的挡边；

至少一个在封严衬套的挡边轴向前后两侧的矩形截面弹性密封圈，所述矩形截面弹性密封圈的内径与封严衬套的外径配合形成径向密封端面，所述孔结构内最左侧的矩形截面弹性密封圈与附件机匣的止口部分配合形成轴向密封端面，；以及

安装在最右侧的矩形截面弹性密封圈外的锁紧螺母，所述锁紧螺母与附件机匣螺纹配合，通过压板将矩形截面弹性密封圈和封严衬套进行轴向固定。

其中，在所述封严衬套的内侧固定有衬套，且在所述封严衬套的内侧面设置环形槽，所述环形槽内安装有圆形截面弹性密封圈，所述圆形截面弹性密封圈与外套管相配合。

进一步的，所述挡边轴向前后每侧的矩形截面弹性密封圈为两个或多个。

进一步的，在所述锁紧螺母上设有锁片，通过锁片实现锁紧螺母的防松。

进一步的，所述衬套为铜或铜合金材质制成。

进一步的，所述衬套通过焊接的方式与封严衬套固定。

进一步的，所述封严衬套的内侧面设置两个或多个的环形槽，使得与所述外套管相配合的圆形截面弹性密封圈为两道或多道。

进一步的，所述矩形截面胶圈和封严衬套的挡边总厚度大于附件机匣孔结构的深度，使得锁紧螺母和压板将矩形截面弹性密封圈和封严衬套进行轴向固定时，所述矩形截面弹性密封圈具有轴向或径向的弹性变量。

进一步的，所述附件机匣的止口部位与封严衬套之间设有径向间隙。

本申请所提供的外套管弹性支撑密封结构，具有以下优点：

1)通过矩形截面弹性密封圈与圆形截面弹性密封圈配合使用实现密封功能，传动轴上无需设置复杂的动密封结构，降低了成本，简化了装配，提高了可靠性；

2)通过矩形截面弹性密封圈及装配间隙设置，实现外套管的错位补偿功能，解决了外套管补偿功能和保护功能不可兼得的问题，消除了外套管由于承力框架错位造成的应力集中，提高了可靠性、安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。

图1为本申请提供的外套管弹性支撑密封结构示意图。

附图标记：

1-附件机匣

2-传动轴

3-外套管

4-弹性支撑结构

41-封严衬套

42-矩形截面弹性密封圈

421-轴向密封面；

422-径向密封面

43-衬套

44-圆形截面弹性密封圈

45-锁紧螺母

46-压板

47-锁片

A-附件机匣与封严衬套之间的径向间隙

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

本申请中提出一种具有密封功能的弹性支撑结构，装配于附件传动机匣和外套管之间，传动轴设置在外套管内侧，用于不同的附件间功率的传递，通过设置外套管弹性支撑密封结构保护两附件机匣间的外套管，同时实现密封和补偿两附件机匣间的错位功能，使得外套管结构简单，保护功能可靠。

如图1所示，本申请提供的外套管弹性支撑密封结构中，附件机匣1的右侧为带止口的孔结构，该孔结构的对向为另一附件机匣(未示出)，传动轴2连接两附件机匣(或附件设备)，起到传动功率的作用；外套管3位于传动轴2与附件机匣1之间，且一端部分伸入至附件机匣1的孔结构内、另一端刚性连接另一附件机匣，以起到保护传动轴2的目的。

该外套管弹性支撑密封结构包括一封严衬套41，封严衬套41约中部位置设有径向延伸的挡边411，封严衬套41安装在附件机匣1的孔结构和外套管3之间。在封严衬套41的挡边411轴向前后两侧分别至少设有一个矩形截面弹性密封圈42，在本申请一些实施例中，挡边411每侧的矩形截面弹性密封圈42为两个或多个。矩形截面弹性密封圈42的内径与封严衬套41的外径配合形成径向密封端面422，孔结构内最左侧的矩形截面弹性密封圈42与附件机匣1的止口部分配合形成轴向密封端面421。锁紧螺母45安装最右侧的矩形截面弹性密封圈42外，且与附件机匣1配合，通过压板46将矩形截面弹性密封圈42和封严衬套41进行轴向固定。进一步的，在锁紧螺母45上设置锁片47，通过锁片47实现锁紧螺母45的防松。

其中，矩形截面胶圈42和封严衬套41的挡边411总厚度微大于附件机匣1孔结构的深度，由于矩形截面胶圈42为弹性材料，通过锁紧螺母4及压板46压紧后可产生弹性形变，轴向密封面421生效，滑油无法通过。矩形截面胶圈42的内径小于封严衬套41配合面外径，由于弹性形变，径向密封面422生效，滑油无法通过。

在封严衬套41的内侧固定设有一衬套43，优选的，该衬套43为铜或铜合金材质，衬套43通过焊接的方式与封严衬套41固定。在封严衬套41的内侧面设置环形槽，该环形槽内安装有圆形截面弹性密封圈44，圆形截面弹性密封圈44与外套管3相配合。工作时，圆形截面弹性密封圈44产生弹性形变，形成密封效果，滑油无法通过。优选的，封严衬套41的内侧面设置两个或多个(三个或以上)环形槽，使得与外套管3相配合的圆形截面弹性密封圈44为两道或多个，在图中所示实施例中即为两道圆形截面弹性密封圈44。

通过轴向密封面421、径向密封面422、圆形截面弹性密封圈44实现密封作用，因此传动轴1无需单独设置复杂的动密封结构。

在本申请中，矩形截面弹性密封圈42和圆形截面弹性密封圈44均为具有一定弹性的密封圈。在一些实施例中，矩形截面弹性密封圈42和圆形截面弹性密封圈44为橡胶或橡胶制品的密封圈。

此外，在本申请中，附件机匣1的止口部位与封严衬套41之间设有径向间隙A，该径向间隙A通过使用具有一定弹性的矩形截面弹性密封圈42支撑起封严衬套41，圆形截面弹性密封圈44安装在封严衬套41的环形槽内，具有一定弹性的圆形截面弹性密封圈44支撑起外套管3。外套管3在附件机匣1内无轴向限位，可补偿两附件机匣间轴向错位。两附件机匣间产生径向和角向错位时，外套管3带动封严衬套41产生径向和角向偏斜，由于矩形截面弹性密封圈42具有一定弹性，可以补偿上述径向和角向偏斜。而附件机匣1与封严衬套41之间设置的径向间隙A，可以防止在产生径向和角向错位时，封严衬套41和附件机匣1干涉，产生应力集中。在封严衬套41的内表面固定的衬套43可以在防止产生错位时，外套管3和封严衬套31产生严重碰磨。

本申请所提供的外套管弹性支撑密封结构，具有以下优点：

1)通过矩形截面弹性密封圈与圆形截面弹性密封圈配合使用实现密封功能，传动轴上无需设置复杂的动密封结构，降低了成本，简化了装配，提高了可靠性；

2)通过矩形截面弹性密封圈及装配间隙设置，实现外套管的错位补偿功能，解决了外套管补偿功能和保护功能不可兼得的问题，消除了外套管由于承力框架错位造成的应力集中，提高了可靠性、安全性。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种外套管弹性支撑密封结构，用于对保护两附件机匣之间传动轴(1)的外套管(3)进行支撑及密封，其一的附件机匣(1)面向另一附件机匣的一侧为带止口的孔结构，所述外套管(3)一端部分的伸入至所述附件机匣(1)的孔结构内、另一端刚性连接另一附件机匣，其特征在于，所述外套管弹性支撑密封结构包括：

安装在附件机匣(1)的孔结构和外套管(3)之间的封严衬套(41)，所述封严衬套(41)设有径向延伸的挡边(411)；

至少一个在封严衬套(41)的挡边(411)轴向前后两侧的矩形截面弹性密封圈(42)，所述矩形截面弹性密封圈(42)的内径与封严衬套(41)的外径配合形成径向密封端面(422)，所述孔结构内最左侧的矩形截面弹性密封圈(42)与附件机匣(1)的止口部分配合形成轴向密封端面(421)，；以及

安装在最右侧的矩形截面弹性密封圈(42)外的锁紧螺母(45)，所述锁紧螺母(45)与附件机匣(1)螺纹配合，通过压板(46)将矩形截面弹性密封圈(42)和封严衬套(41)进行轴向固定。

其中，在所述封严衬套(41)的内侧固定有衬套(43)，且在所述封严衬套(41)的内侧面设置环形槽，所述环形槽内安装有圆形截面弹性密封圈(44)，所述圆形截面弹性密封圈(44)与外套管(3)相配合。

2.如权利要求1所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，所述挡边(411)轴向前后每侧的矩形截面弹性密封圈(42)为两个或多个。

3.如权利要求1所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，在所述锁紧螺母(45)上设有锁片(47)，通过锁片(47)实现锁紧螺母(45)的防松。

4.如权利要求1所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，所述衬套(43)为铜或铜合金材质制成。

5.如权利要求4所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，所述衬套(43)通过焊接的方式与封严衬套(41)固定。

6.如权利要求1所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，所述封严衬套(41)的内侧面设置两个或多个的环形槽，使得与所述外套管(3)相配合的圆形截面弹性密封圈(44)为两道或多道。

7.如权利要求1所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，所述矩形截面胶圈(42)和封严衬套(41)的挡边(411)总厚度大于附件机匣(1)孔结构的深度，使得锁紧螺母(45)和压板(46)将矩形截面弹性密封圈(42)和封严衬套(41)进行轴向固定时，所述矩形截面弹性密封圈(42)具有轴向或径向的弹性变量。

8.如权利要求1所述的外套管弹性支撑密封结构，其特征在于，所述附件机匣(1)的止口部位与封严衬套(41)之间设有径向间隙(A)。

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