CN114575930A - 一种发动机中介支点外圈支承结构 - Google Patents

Abstract

本申请属于中介机匣设计领域，为一种发动机中介支点外圈支承结构，包括轴承、低压转子、高压转子和封严环；通过设置安装边板与封严环和低压转子螺栓连接的方式实现对第二轴承外圈的轴向压紧与定位，取消了传统结构中的轴承座和第一压紧螺母，并且通过将安装边板设于封严环和低压转子之间，在相同温度下，封严环与低压转子上的热障变形仅会传递至安装边板上，第二轴承外圈不会受到封严环和低压转子的影响，轴承不会松动，也就不会导致整机的振动和轴承的损伤等问题，发动机的安全能够得到保证；封严环、安装边板和低压转子的相对位置不会发生变化，从而实现了安装边板、也即是轴承可靠的轴向及径向定位，保证了中介支点外圈的定位可靠性。

Description

一种发动机中介支点外圈支承结构

技术领域

本申请属于中介支点设计领域，特别涉及一种发动机中介支点外圈支承结构。

背景技术

中介支点是当前双转子航空涡扇发动机普遍采用的一种支点形式，包括支点轴承、冷却和润滑轴承的滑油供回油结构及轴承腔封严结构。中介支点相比涡轮级间承力框架的优势是结构紧凑，涡轮端承力框架温度载荷较低。但由于中介支点支承于高低压转子间，中介支点轴承对支承结构可靠性要求较高，以防止轴承内外圈偏斜导致高低压转子发生耦合振动；由于中介支点位于高低压转子间，中介支点相关的轴承、滑油供回油及封严结构空间有限。因此，中介支点支承结构设计难度较大。

中介支点按轴承内外圈支承方式可以分为：内圈支承在高压转子上，外圈支承在低压转子上；外圈支承在高压转子上，内圈支承在低压转子上，两种支承方式各有优缺点。

传统中介支点支承结构如图1所示，轴承内圈7支承在高压转子1上，第一轴承外圈8通过轴承座4支承在低压转子2上。第一压紧螺母5、第二压紧螺母6实现轴承内圈7和第一轴承外圈8的轴向压紧。为保证轴承腔封严，轴承座4上集成的封严环和高压转子1上的篦齿环3形成篦齿封严结构。

传统中介支点供回油结构如图2所示，供油方式为中介支点轴承环下供油，两处回油流路如图2箭头所示，两处回油流路汇合后流经低压转子2上回油孔。

传统方案的中介支点外圈支承结构为轴承外圈内套在轴承座里，通过轴承外圈和轴承座的径向配合紧度及压紧螺母的轴向压紧力，实现外圈的有效定位。由于轴承外圈与轴承座的材料不同，相同温度下的轴、径向的热膨胀量不同；同时，工作过程中支点周围环境温度及轴承发热量随发动机工况变化，尤其快速上推下拉等复杂工况下，环境温度和轴承发热量变化更大。以上因素导致轴承外圈与轴承座的轴、径向变形量不同，轴承外圈与轴承座的径向配合及轴向压紧状态发生变化。轴承外圈与轴承座可能发生分离，导致轴承外圈松动，进而带来整机振动和轴承损伤等问题，对发动机安全工作造成影响。

因此，如何实现中介轴承外圈与轴承座的可靠定位、防止外圈松动是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的是提供了一种发动机中介支点外圈支承结构，以解决现有技术中中介轴承外圈与轴承座之间配合不稳定导致发生分离和松动的问题。

本申请的技术方案是：一种发动机中介支点外圈支承结构，包括轴承、低压转子、高压转子和封严环，所述轴承包括轴承内圈和第二轴承外圈，所述轴承内圈与高压转子相连，所述第二轴承外圈与低压转子相连，所述封严环与高压转子的篦齿环封严配合，所述第二轴承外圈向靠近低压转子的一侧延伸，所述第二轴承外圈的延伸部分设有安装边板，所述安装边板设于封严环与低压转子之间，所述封严环、安装边板和低压转子螺栓连接。

优选地，所述封严环包括固定段、连接段和封严段；所述固定段与安装边板并排设置并且固定段、安装边板和低压转子螺栓连接，所述封严段与高压转子封严配合，所述连接段设于固定段与封严段之间；所述第二轴承外圈的内表面至低压转子的轴线直线距离不大于封严段的内表面至低压转子的轴线直线距离。

优选地，所述低压转子上开设有第一回油孔，所述固定段和安装边板上开设有相互连通的通孔，所述第一回油孔与低压转子上的螺栓孔处于同一分度圆的不同位置，所述第一回油孔、通孔、连接段和第二轴承外圈之间形成供从轴承靠近篦齿环一侧的滑油流出的流路。

优选地。所述第二轴承外圈与安装边板的拐角外侧设有第一止口槽，所述低压转子上设有环形凸台，所述环形凸台与第一止口槽止口配合。

优选地，所述低压转子上开设有第二止口槽，所述第二轴承外圈与安装边板的拐角处设有第二凸台，所述第二凸台与第二止口槽止口配合。

优选地，还包括设于轴承内圈和第二轴承外圈之间的保持架，所述低压转子上开设有沿自身周向分布的多组第二回油孔，所述第二回油孔与保持架对应设置，所述第二回油孔、轴承内圈与第二轴承外圈之间形成供从轴承远离篦齿环一侧的滑油流出的流路。

本申请的一种发动机中介支点外圈支承结构，包括轴承、低压转子、高压转子和封严环；通过设置安装边板与封严环和低压转子螺栓连接的方式实现对第二轴承外圈的轴向压紧与定位，取消了传统结构中的轴承座和第一压紧螺母，并且通过将安装边板设于封严环和低压转子之间，通过螺栓将安装边板固定在封严环与低压转子之间，螺栓拉力和端面的摩擦力保证封严环、安装边板和低压转子的相对位置不会发生变化，三者不会发生分离和滑动，从而实现了安装边板、也即是轴承可靠的轴向及径向定位，保证了中介支点外圈的定位可靠性；由于安装边板和低压转子的止口远离轴承滚子位置，止口过盈对轴承外圈滚道影响较小，轴承工作过程中外圈偏斜量较小，有利于轴承工作环境，可减少整机的振动和轴承的损伤等问题，发动机的安全能够得到保证。

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为背景技术中传统中介支点外圈支承结构示意图；

图2为背景技术中传统中介支点供回油结构示意图；

图3为本申请中介支点结构的整体剖视结构示意图；

图4为本申请中介支点结构低压转子第二种止口连接结构的整体剖视结构示意图；

图5为本申请螺栓孔及回油孔分布示意图；

图6为本申请中介支点供回油结构示意图。

1、高压转子；2、低压转子；3、篦齿环；4、轴承座；5、第一压紧螺母；6、第二压紧螺母；7、轴承内圈；8、第一轴承外圈；9、第二轴承外圈；10、安装边板；11、封严环；12、固定段；13、连接段；14、封严段；15、螺栓孔；16、环形凸台；17、第一止口槽；18、第二凸台；19、第二止口槽；20、第一回油孔；21、保持架；22、第二回油孔。

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。

一种发动机中介支点外圈支承结构，如图3所示，包括轴承、低压转子2、高压转子1和封严环11，图3中最下方的水平虚线为低压转子2的轴线。高压转子1上设有与轴承并排设置的篦齿环3，高压转子1和低压转子2对应轴承内侧的位置处开设有与轴承内部连通的供油孔，轴承包括轴承内圈7、第二轴承外圈9和保持架21，轴承内圈7与第二轴承外圈9同轴设置，保持架21设于第二轴承外圈9与轴承内圈7之间；高压转子1与轴承内圈7相连，高压转子1上螺纹连接有对轴承内圈7进行压紧的第一压紧螺母5，低压转子2与第二轴承外圈9相连，封严环11一侧与低压转子2封严配合、另一侧与篦齿环3封严配合。

第二轴承外圈9向靠近低压转子2的一侧延伸，第二轴承外圈9的延伸部分设有安装边板10，安装边板10设于封严环11与低压转子2之间，封严环11、安装边板10和低压转子2螺栓连接。

通过设置安装边板10与封严环11和低压转子2螺栓连接的方式实现对第二轴承外圈9的轴向压紧与定位，取消了传统结构中的轴承座4和第一压紧螺母5，并且通过将安装边板10设于封严环11和低压转子2之间，通过螺栓将安装边板10固定在封严环11与低压转子2之间，螺栓拉力和端面的摩擦力保证封严环11、安装边板10和低压转子2的相对位置不会发生变化，三者不会发生分离和滑动，从而实现了安装边板10、也即是轴承可靠的轴向及径向定位，保证了中介支点外圈的定位可靠性；由于安装边板10和低压转子2的止口远离轴承滚子位置，止口过盈对轴承外圈滚道影响较小，轴承工作过程中外圈偏斜量较小，有利于轴承工作环境，可减少整机的振动和轴承的损伤等问题，发动机的安全能够得到保证。

轴承座4和第一压紧螺母5的减少，减少了支点结构的重量，同时支点结构内部的空间占用减少，发动机的性能也就更优。

优选地，封严环11包括固定段12、连接段13和封严段14；低压转子2上开设有能够拧入螺栓的螺栓孔15，固定段12与安装边板10并排设置并且固定段12、安装边板10和低压转子2螺栓连接，封严段14与高压转子1封严配合，连接段13设于固定段12与封严段14之间；第二轴承外圈9的内表面至低压转子2的轴线直线距离不大于封严段14的内表面至低压转子2的轴线直线距离，其中低压转子2的轴线位于图3中低压转子2的下方。

通过将第二轴承外圈9设置到更靠近低压转子2轴线的位置，这样第二轴承外圈9与封严环11的连接段13之间的距离更大，从轴承内流出的滑油的流路更宽，滑油的回油更为顺畅，回油效率更高。

如图5、图6所示，优选地，低压转子2上开设有第一回油孔20，固定段12和安装边板10上开设有相互连通的通孔，第一回油孔20与低压转子2上的螺栓孔15处于同一分度圆的不同位置，第一回油孔20、通孔、连接段13和第二轴承外圈9之间形成供从轴承靠近篦齿环3一侧的滑油流出的流路。从轴承左侧流出的滑油从第一回油孔20流出，通过将第一回油孔20设置在与螺栓孔15同一分度圆高度，使得回油结构与封严支撑结构的配合更为紧凑、空间的利用率更高。第一回油孔20与螺栓孔15的排布包括但不限于三个螺栓孔-一个第一回油孔-三个螺栓孔的排布方式。

安装边板10与低压转子2的径向定位方式具有多种，可以根据实际情况选择不同的定位方式，以增强支点外圈轴承结构的普适性。

作为一种具体实施方式，第一种定位结构为：第二轴承外圈9与安装边板10的拐角外侧设有第一止口槽17，低压转子2上设有环形凸台16，环形凸台16与第一止口槽17止口配合。

作为一种具体实施方式，如图4所示，第二种定位结构为：低压转子2上开设有第二止口槽19，第二轴承外圈9与安装边板10的拐角处设有第二凸台18，第二凸台18与第二止口槽19止口配合。

两种定位方式均能够实现安装边板10与低压转子2之间的有效定位。

如图5、图6所示，优选地，低压转子2上开设有沿自身周向分布的多组第二回油孔22，第二回油孔22与保持架21对应设置，第二回油孔22、轴承内圈7与第二轴承外圈9之间形成供从轴承远离篦齿环3一侧的滑油流出的流路。通过设置第二回油孔22，从轴承右侧流出的滑油从第二回油孔22流出，这样滑油流出的截面积更大，回油的效率更高，并且通过将第二回油孔22与保持架21对应设置，轴承右侧的滑油回油路径大幅缩短，回油速度有效提高。

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 (6)

1.一种发动机中介支点外圈支承结构，包括轴承、低压转子(2)、高压转子(1)和封严环(11)，所述轴承包括轴承内圈(7)和第二轴承外圈(9)，所述轴承内圈(7)与高压转子(1)相连，所述第二轴承外圈(9)与低压转子(2)相连，所述封严环(11)与高压转子(1)的篦齿环(3)封严配合，其特征在于：所述第二轴承外圈(9)向靠近低压转子(2)的一侧延伸，所述第二轴承外圈(9)的延伸部分设有安装边板(10)，所述安装边板(10)设于封严环(11)与低压转子(2)之间，所述封严环(11)、安装边板(10)和低压转子(2)螺栓连接。

2.如权利要求1所述的发动机中介支点外圈支承结构，其特征在于：所述封严环(11)包括固定段(12)、连接段(13)和封严段(14)；所述固定段(12)与安装边板(10)并排设置并且固定段(12)、安装边板(10)和低压转子(2)螺栓连接，所述封严段(14)与高压转子(1)封严配合，所述连接段(13)设于固定段(12)与封严段(14)之间；所述第二轴承外圈(9)的内表面至低压转子(2)的轴线直线距离不大于封严段(14)的内表面至低压转子(2)的轴线直线距离。

3.如权利要求2所述的发动机中介支点外圈支承结构，其特征在于：所述低压转子(2)上开设有第一回油孔(20)，所述固定段(12)和安装边板(10)上开设有相互连通的通孔，所述第一回油孔(20)与低压转子(2)上的螺栓孔(15)处于同一分度圆的不同位置，所述第一回油孔(20)、通孔、连接段(13)和第二轴承外圈(9)之间形成供从轴承靠近篦齿环(3)一侧的滑油流出的流路。

4.如权利要求1所述的发动机中介支点外圈支承结构，其特征在于：所述第二轴承外圈(9)与安装边板(10)的拐角外侧设有第一止口槽(17)，所述低压转子(2)上设有环形凸台(16)，所述环形凸台(16)与第一止口槽(17)止口配合。

5.如权利要求1所述的发动机中介支点外圈支承结构，其特征在于：所述低压转子(2)上开设有第二止口槽(19)，所述第二轴承外圈(9)与安装边板(10)的拐角处设有第二凸台(18)，所述第二凸台(18)与第二止口槽(19)止口配合。

6.如权利要求1所述的发动机中介支点外圈支承结构，其特征在于：还包括设于轴承内圈(7)和第二轴承外圈(9)之间的保持架(21) ，所述低压转子(2)上开设有沿自身周向分布的多组第二回油孔(22)，所述第二回油孔(22)与保持架(21)对应设置，所述第二回油孔(22)、轴承内圈(7)与第二轴承外圈(9)之间形成供从轴承远离篦齿环(3)一侧的滑油流出的流路。

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