CN115095605B - 航空发动机轴承座和航空发动机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种航空发动机轴承座和航空发动机，其中，所述航空发动机轴承座包括轴承座主体、弹支组件和密封组件，所述轴承座主体沿其轴向依次设有第一轴承安装位、弹支安装位、第二轴承安装位和密封安装位，所述轴承座主体的内部设有滑油系统，所述轴承座主体一体成型；所述弹支组件安装于弹支安装位上并设有用于弹性活动的弹臂，所述弹臂用于安装第一轴承，所述第二轴承安装位用于安装第二轴承，所述密封组件安装于所述密封安装位上，所述滑油系统用于将进油管道输入的滑油输送至第一轴承和/或第二轴承。本发明提供的航空发动机轴承座中，轴承座主体一体成型，结构布局合理，有效减少零件数量，提升加工精度和加工效率，结构简单紧凑。

Description

航空发动机轴承座和航空发动机

技术领域

本发明涉及轴承装配技术领域，特别地，涉及一种航空发动机轴承座和采用所述航空发动机轴承座的航空发动机。

背景技术

在燃气涡轮发动机中，轴承座除了用于安装并支撑轴承，将轴承所承受的载荷传递出去，还需要在轴承座内部设置滑油通道，以流通滑油并实现轴承的润滑及冷却，有助于轴承的安全运行，并且需要在轴承座中设置密封结构，防止滑油从轴承座内泄露出去。因此，航空发动机的轴承座起着非常重要的要求，需承担多种功能，结构非常复杂。

对此，传统的航空发动机轴承座都是针对不同功能设计并单独生产出不同的零件，然后再通过焊接等方式将多个零件组合起来构成完整的轴承座，尤其是需要在轴承座内间隔安装多个轴承时，会导致轴承座的零件数量过多，生产效率低下，并且焊接组装时容易发生变形，影响轴承的装配精度。

发明内容

本发明首要提供一种航空发动机轴承座，以解决现有轴承座的生产效率低下且精度难以保证的技术问题。

本发明还提供一种航空发动机，采用上述航空发动机轴承座。

作为第一方面，本发明涉及一种航空发动机轴承座，包括轴承座主体、弹支组件和密封组件，所述轴承座主体沿其轴向依次设有第一轴承安装位、弹支安装位、第二轴承安装位和密封安装位，所述轴承座主体的内部设有沿预设轨迹延伸的空腔以构成滑油系统，所述轴承座主体一体成型；所述弹支组件安装于所述弹支安装位上并沿朝向所述第一轴承安装位的方向延伸形成用于相对所述第一轴承安装位弹性活动的弹臂，所述弹臂对应所述第一轴承安装位的位置用于安装第一轴承，所述第二轴承安装位用于安装第二轴承，所述密封组件安装于所述密封安装位上并用于封堵所述第二轴承远离所述第一轴承的一端，所述滑油系统用于外接进油管道并将所述进油管道输入的滑油输送至所述第一轴承和/或所述第二轴承。

优选地，所述弹支组件还包括安装于所述弹支安装位上的止口部，所述弹臂包括第一弹性肋条和轴承安装卡位，所述第一弹性肋条的第一端与所述止口部连接，所述第一弹性肋条的第二端与所述轴承安装卡位连接，所述第一弹性肋条沿轴承座主体的周向间隔布设有多根，所述轴承安装卡位用于安装所述第一轴承。

更优地，所述第一弹性肋条的轴向长度大于所述轴承安装卡位的轴向长度。

进一步地，所述航空发动机轴承座还包括弹压于所述第一轴承安装位和所述弹臂之间的至少一道封油涨圈。

进一步地，所述密封组件包括安装于所述密封安装位上的密封支架和安装于所述密封支架上的至少一道石墨密封环。

优选地，所述密封支架在所述石墨密封环和所述第二轴承安装位之间的位置开设有排油螺纹，所述排油螺纹用于在转子旋转并带动所述轴承座主体内的滑油旋转时通过螺旋结构驱使滑油排回所述第二轴承。

优选地，所述密封支架包括用于沿所述第二轴承的轴向抵接所述第二轴承的限位部和绕过所述轴承座主体的端面并沿所述轴承座主体的径向向外延伸的支撑部；所述航空发动机轴承座还包括设于所述轴承座主体的外周并与所述支撑部连接的承力筒，所述承力筒用于与航空发动机中的受力结构连接并将所述第二轴承的轴向载荷传递至所述受力结构上。

更优地，所述密封支架还包括第二弹性肋条，所述第二弹性肋条的第一端与所述支撑部连接，所述第二弹性肋条的第二端与所述限位部连接，所述限位部用于通过所述第二弹性肋条相对所述第二轴承安装位弹性活动。

进一步地，所述滑油系统包括滑油管道和应急油箱，所述滑油管道包括用于与进油管道连接的滑油入口和与所述滑油入口连通的多个滑油出口，多个滑油出口沿所述轴承座主体的周向间隔设置，所述应急油箱与所述滑油管道连接并用于在所述进油管道中断时为所述滑油出口提供滑油。

更进一步地，所述航空发动机轴承座还包括喷嘴组件，所述喷嘴组件与所述滑油出口连接并用于将所述滑油管道中的滑油喷洒至所述第一轴承和/或所述第二轴承。

作为第二方面，本发明还涉及一种航空发动机，包括上述航空发动机轴承座。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的航空发动机轴承座中，轴承座主体一体成型，具体可采用3D打印工艺将第一轴承安装位、弹支安装位、第二轴承安装位、密封安装位和滑油系统一体成型，从而将轴承的安装结构、弹性组件的安装结构、密封组件的安装结构以及滑油系统均集成于轴承座主体中，有效减少零件数量，提升加工精度和加工效率。其次，通过沿轴向合理布局多个安装位，优化不同结构之间的相对位置，使轴承、弹支组件和密封组件能够紧密安装于轴承座主体中并且互不干涉，整体结构更加简单紧凑。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例提供的航空发动机轴承座的立体图；

图2为图1所示的航空发动机轴承座的剖面结构示意图；

图3为图1所示的航空发动机轴承座的使用状态参考图；

图4为图3所示的航空发动机轴承座中的弹支组件的结构示意图；

图5为图3所示的航空发动机轴承座中的密封组件的结构示意图；

图6为图1所示的航空发动机轴承座中的滑油系统的结构示意图；

图7为图3所示的航空发动机轴承座中的喷嘴组件的结构示意图；

图8为图3所示的航空发动机轴承座中的应力环的立体图。

图例说明：

1、航空发动机轴承座；11、轴承座主体；111、第一轴承安装位；112、弹支安装位；113、第二轴承安装位；114、密封安装位；115、安装部；100、滑油系统；101、滑油管道；1011、滑油入口；1012、滑油出口；1013、第一应急管道；1014、第二应急管道；102、应急油箱；1021、清洗口；12、弹支组件；121、弹臂；1211、第一弹性肋条；1212、轴承安装卡位；122、止口部；123、第一安装螺栓；124、第一螺旋挡圈；13、密封组件；131、密封支架；1311、限位部；1312、支撑部；1313、第二弹性肋条；132、石墨密封环；133、排油螺纹；134、定位块；135、第二螺旋挡圈；14、封油涨圈；15、承力筒；16、喷嘴组件；161、喷嘴管；1611、第一管道；1612、第二管道；1613、喷头；162、堵盖；163、第二安装螺栓；164、第一密封圈；165、第二密封圈；17、应力环；171、限位凹槽；172、限位凸台；2、第一轴承；3、第二轴承；4、进油管道；5、机匣。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1至图8共同示出了本发明实施例提供的航空发动机轴承座，其用于设置在航空发动机的机匣内并供轴承及转子穿设固定，整体结构简单紧凑，零件数量少，加工精度高。

请结合图1、图2和图3，所述航空发动机轴承座1包括轴承座主体11、弹支组件12和密封组件13，所述轴承座主体11的内孔沿轴向依次设有第一轴承安装位111、弹支安装位112、第二轴承安装位113和密封安装位114，所述轴承座主体11的内部设有沿预设轨迹延伸的空腔以构成滑油系统100。所述弹支组件12安装于所述弹支安装位112上并沿朝向所述第一轴承安装位111的方向延伸形成弹臂121，所述弹臂121用于沿所述第一轴承安装位111的径向弹性活动的弹臂，所述弹臂121对应所述第一轴承安装位111的位置用于安装第一轴承2，从而使所述第一轴承2可通过所述弹臂121相对所述第一轴承安装位111弹性活动，在运转时自动实现弹性缓冲。所述第二轴承安装位113用于安装第二轴承3，所述密封组件13安装于所述密封安装位114上并用于封堵所述第二轴承3远离所述第一轴承2的一端，即所述密封组件13用于封堵所述轴承座主体11对应所述第二轴承3的末端位置，避免滑油泄露出所述轴承座主体11之外。所述滑油系统100用于外接进油管道4并将所述进油管道4输入的滑油输送至所述第一轴承2和/或所述第二轴承3。

优选地，所述轴承座主体11一体成型，具体可采用3D打印工艺将第一轴承安装位111、弹支安装位112、第二轴承安装位113、密封安装位114和滑油系统100一体成型，从而将所述轴承的安装结构、弹性组件12的安装结构、密封组件13的安装结构以及滑油系统均集成于所述轴承座主体11中，有效减少零件数量，提升所述航空发动机轴承座1的加工精度和加工效率。其次，通过沿所述轴承座主体11的轴向合理布局多个安装位，优化不同结构之间的相对位置，使所述轴承、弹支组件12和密封组件13能够紧密安装于所述轴承座主体11中并且互不干涉，整体结构更加简单紧凑。

如图4所示，所述弹支组件12还包括安装于所述弹支安装位112上的止口部122，所述弹臂121包括第一弹性肋条1211和轴承安装卡位1212，所述第一弹性肋条1211的第一端与所述止口部122连接，所述第一弹性肋条1211的第二端与所述轴承安装卡位1212连接，所述第一弹性肋条1211沿所述轴承座主体11的周向间隔布设有多根，所述轴承安装卡位1212用于安装所述第一轴承2，所述轴承安装卡位1212与所述第一轴承安装位111间隙配合，以使所述轴承安装卡位1212能够在所述弹性肋条1211的弹性作用下带动所述第一轴承2相对所述第一轴承安装位111弹性活动。

更优地，所述第一弹性肋条1211的轴向长度大于所述轴承安装卡位1212的轴向长度，通过增大所述第一弹性肋条1211的轴向长度，有效提升所述第一弹性肋条1211的弹性，从而在所述第一弹性肋条1211的宽度满足强度要求的前提下，使所述第一弹性肋条1211的弹性满足参数要求，避免为了提升所述第一弹性肋条1211的长度而过于缩小所述第一弹性肋条1211的宽度，保证所述弹支组件12的整体强度。

进一步地，所述航空发动机轴承座1还包括弹压于所述第一轴承安装位111和所述弹臂121之间的至少一道封油涨圈14，通过所述封油涨圈14实现封堵滑油的同时，还能实现弹性缓冲作用，避免所述弹臂121在弹动时直接刚性碰撞所述第一轴承安装位111，并可在所述封油涨圈14的弹力作用下驱使所述弹臂121保持相对所述轴承座主体11的中心同轴的状态，实现自动对中效果。

在本实施例中，所述封油涨圈14沿所述轴承座主体11的轴向间隔设有三道，所述轴承座主体11上开设有三个卡槽，三道所述封油涨圈14一一对应地嵌设于三个所述卡槽中，所述封油涨圈14的至少部分结构露出于所述卡槽外并抵接所述弹臂121，通过所述卡槽实现所述封油涨圈14的轴向限位，将三道所述封油涨圈14精准安装至预设位置，提升密封及缓冲效果。

进一步地，所述弹支组件12还包括第一螺旋挡圈124，所述第一螺旋挡圈124安装于所述轴承安装卡位1212的边缘并用于将所述第一轴承2抵紧于所述轴承安装卡位1212上，实现所述第一轴承2的轴向限位，并方便拆装所述第一轴承2。

如图5所示，所述密封组件13包括密封支架131和石墨密封环132，所述密封支架131安装于所述密封安装位114上，所述石墨密封环132设有至少一道并安装于所述密封支架131上，所述密封组件13通过所述石墨密封环132封堵所述轴承座主体11的端部，以具备较强的抗压能力和耐高温性能，保证密封效果，提升使用寿命。

优选地，所述密封支架131在所述石墨密封环132和所述第二轴承安装位113之间的位置开设有排油螺纹133，所述排油螺纹133用于在转子旋转并带动所述轴承座主体11内的滑油旋转时通过螺旋结构驱使滑油排回所述第二轴承3，使滑油能够更好地润滑及冷冻所述第二轴承3，并且通过所述排油螺纹133还能削弱滑油朝向所述轴承座主体11外部溢出的力度，进一步提升滑油密封效果。

进一步地，所述石墨密封环132并排设有两道，以提升密封效果，

进一步地，所述密封组件13还包括定位块134和第二螺旋挡圈135，所述定位块134用于沿所述轴承座主体11的轴向将所述石墨密封环132压紧于所述密封支架131上，所述第二螺旋挡圈135设于所述定位块134远离所述石墨密封环132的一面并沿所述轴承座主体11的轴向抵紧所述定位块134，通过所述定位块134和第二螺旋挡圈135的配合实现所述石墨密封环132的轴向定位。

优选地，所述密封支架131包括限位部1311和支撑部1312，所述限位部1311用于沿所述第二轴承3的轴向抵接所述第二轴承3，所述支撑部1312绕过所述轴承座主体11的端面并沿所述轴承座主体11的径向向外延伸设置。

请结合图3，所述航空发动机轴承座1还包括设于所述轴承座主体11的外周并与所述支撑部1312连接的承力筒15，所述承力筒15用于与航空发动机中的受力结构连接并将所述第二轴承3的轴向载荷传递至所述受力结构上，以提升所述第二轴承3的轴向支撑强度。

进一步地，所述轴承座主体11的外周还设有安装部115，所述安装部115用于与机匣5连接并将所述航空发动机轴承座1整体安装固定于所述机匣5内。所述承力筒15包括弯折设置并贴合所述安装部115设置的L形连接部，采用螺栓依次穿设于所述L形连接部、安装部115和机匣5中将所述承力筒15、所述轴承座主体11、机匣5连接成一体，实现所述轴承座主体11在所述机匣5上的安装固定的同时，提升所述承力筒15的安装强度。

在图5中示出，所述密封支架131还包括第二弹性肋条1313，所述第二弹性肋条1313的第一端与所述支撑部1312连接，所述第二弹性肋条1313的第二端与所述限位部1311连接，所述限位部1311用于通过所述第二弹性肋条1313相对所述第二轴承安装位113弹性活动，从而使所述第二轴承3能够弹性缓冲。

如图6所示，所述滑油系统100包括滑油管道101和应急油箱102，所述滑油管道101包括用于与所述进油管道4连接的滑油入口1011和与所述滑油入口1011连通的多个滑油出口1012，多个所述滑油出口1012沿所述轴承座主体11的周向间隔设置，所述应急油箱102与所述滑油管道101连接并用于在所述进油管道4中断时为所述滑油出口1012提供滑油。

具体地，所述进油管道4沿所述滑油入口1011向所述滑油管道101输送滑油时，所述滑油管道101将用于部分滑油分配至多个滑油出口1012并通过多个滑油出口1012分别向所述轴承座主体11的不同位置喷射出，所述滑油管道101还用于将另一部分滑油输送至所述应急油箱102中存放。当所述进油管道4发生中断时，所述应急油箱102中的滑油能够反向流出为所述滑油出口1012继续补充滑油，保护轴承及相关的传动结构。

进一步地，所述滑油管道101还包括均与所述应急油箱102连接的第一应急管道1013和第二应急管道1013，所述第一应急管道1013用于将所述滑油管道101中的部分滑油分配至所述应急油箱102中，所述第二应急管道1013用于将所述应急油箱102中的滑油导出并分配至不同的滑油出口1012。

进一步地，所述应急油箱102设有清洗口1021，可通过所述清洗口1021清洗所述应急油箱102的内部，方便清洁维护。

如图7所示，所述航空发动机轴承座1还包括喷嘴组件16，所述喷嘴组件16与所述滑油出口1012连接并用于将所述滑油管道101中的滑油喷洒至所述第一轴承2和/或所述第二轴承3，以实现定点定量的滑油喷洒效果。

具体地，所述喷嘴组件16包括喷嘴管161、堵盖162和第二安装螺栓163，所述堵盖162与所述喷嘴管161连接并将所述喷嘴管161封堵于所述轴承座主体11上，所述第二安装螺栓163将所述堵盖162安装固定于所述轴承座主体11上。所述喷嘴管161包括沿所述滑油出口1012设置的第一管道1611和与所述第一管道1611连通并沿所述轴承座主体11的中心延伸设置的第二管道1612，以及与所述第二管道1612连通并朝向所述第一轴承2和/或所述第二轴承3设置的喷头1613。

优选地，所述喷嘴组件16还包括第一密封圈164和第二密封圈165，所述第一密封圈164和所述第二密封圈165沿所述喷嘴管161的长度方向分设于所述滑油出口1012的相对两侧，避免所述滑油出口1012沿所述喷嘴管161与所述轴承座主体11之间的间隙溢出。

请结合图3和图8，所述航空发动机轴承座1还包括应力环17，所述应力环17沿所述第二轴承3的轴向压设于所述第二轴承3远离所述密封组件13的一端，以通过所述应力环17于实时检测所述第二轴承3所承受的轴向载荷，避免所述第二轴承3过载。

优选地，所述应力环17设有的轴向两端分别设有限位凹槽171和限位凸台172，所述限位凹槽171和限位凸台172中的其中一个用于与所述第二轴承3卡接配合并实现所述应力环17相对所述第二轴承3的周向固定，另一个用于与所述轴承座主体11卡接配合并实现所述应力环17相对所述轴承座主体11的周向固定，避免所述应力环17发生转动。

更优地，所述限位凹槽171和限位凸台172正对设置，在所述应力环17设有所述限位凹槽171的位置设置所述限位凸台172，避免所述限位凹槽171降低所述应力环17的结构强度。

作为第二方面，本发明还涉及一种航空发动机(图未示，下同)，包括第一轴承2、第二轴承3、进油管道4和机匣5，以及上述航空发动机轴承座1，所述航空发动机轴承座1安装于所述机匣5内，所述第一轴承2和所述第二轴承3同轴且间隔地设于所述航空发动机轴承座1内，所述进油管道4与所述滑油系统100连接并用于向所述滑油系统100提供滑油，从而通过所述滑油系统100为所述第一轴承2和所述第二轴承3提供滑油。

由于所述航空发动机轴承座1中的轴承座主体11一体成型，能够减少零件数量，提升加工精度和加工效率，结构简单紧凑，有效提升所述第一轴承2和第二轴承3的安装精度及供油效果，从而可在所述航空发动机运行的过程中起到更好的润滑、冷却、散热作用，降低所述航空发动机的滑油消耗，进而提升所述航空发动机的运行效率。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种航空发动机轴承座，其特征在于，包括轴承座主体(11)、弹支组件(12)和密封组件(13)，所述轴承座主体(11)沿其轴向依次设有第一轴承安装位(111)、弹支安装位(112)、第二轴承安装位(113)和密封安装位(114)，所述轴承座主体(11)的内部设有沿预设轨迹延伸的空腔以构成滑油系统(100)，所述轴承座主体(11)一体成型；

所述弹支组件(12)安装于所述弹支安装位(112)上并沿朝向所述第一轴承安装位(111)的方向延伸形成用于相对所述第一轴承安装位(111)弹性活动的弹臂(121)，所述弹臂(121)对应所述第一轴承安装位(111)的位置用于安装第一轴承(2)，所述第二轴承安装位(113)用于安装第二轴承(3)，所述密封组件(13)安装于所述密封安装位(114)上并用于封堵所述第二轴承(3)远离所述第一轴承(2)的一端，所述滑油系统(100)用于外接进油管道(4)并将所述进油管道(4)输入的滑油输送至所述第一轴承(2)和/或所述第二轴承(3)；

所述弹支组件(12)还包括安装于所述弹支安装位(112)上的止口部(122)，所述弹臂(121)包括第一弹性肋条(1211)和轴承安装卡位(1212)，所述第一弹性肋条(1211)的第一端与所述止口部(122)连接，所述第一弹性肋条(1211)的第二端与所述轴承安装卡位(1212)连接，所述第一弹性肋条(1211)沿轴承座主体(11)的周向间隔布设有多根，所述轴承安装卡位(1212)用于安装所述第一轴承(2)。

2.根据权利要求1所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述第一弹性肋条(1211)的轴向长度大于所述轴承安装卡位(1212)的轴向长度。

3.根据权利要求1所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述航空发动机轴承座还包括弹压于所述第一轴承安装位(111)和所述弹臂(121)之间的至少一道封油涨圈(14)。

4.根据权利要求1所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述密封组件(13)包括安装于所述密封安装位(114)上的密封支架(131)和安装于所述密封支架(131)上的至少一道石墨密封环(132)。

5.根据权利要求4所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述密封支架(131)在所述石墨密封环(132)和所述第二轴承安装位(113)之间的位置开设有排油螺纹(133)，所述排油螺纹(133)用于在转子旋转并带动所述轴承座主体(11)内的滑油旋转时通过螺旋结构驱使滑油排回所述第二轴承(3)。

6.根据权利要求4所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述密封支架(131)包括用于沿所述第二轴承(3)的轴向抵接所述第二轴承(3)的限位部(1311)和绕过所述轴承座主体(11)的端面并沿所述轴承座主体(11)的径向向外延伸的支撑部(1312)；

所述航空发动机轴承座还包括设于所述轴承座主体(11)的外周并与所述支撑部(1312)连接的承力筒(15)，所述承力筒(15)用于与航空发动机中的受力结构连接并将所述第二轴承(3)的轴向载荷传递至所述受力结构上。

7.根据权利要求6所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述密封支架(131)还包括第二弹性肋条(1313)，所述第二弹性肋条(1313)的第一端与所述支撑部(1312)连接，所述第二弹性肋条(1313)的第二端与所述限位部(1311)连接，所述限位部(1311)用于通过所述第二弹性肋条(1313)相对所述第二轴承安装位(113)弹性活动。

8.根据权利要求1所述的航空发动机轴承座，其特征在于，所述滑油系统(100)包括滑油管道(101)和应急油箱(102)，所述滑油管道(101)包括用于与进油管道(4)连接的滑油入口(1011)和与所述滑油入口(1011)连通的多个滑油出口(1012)，多个滑油出口(1012)沿所述轴承座主体(11)的周向间隔设置，所述应急油箱(102)与所述滑油管道(101)连接并用于在所述进油管道(4)中断时为所述滑油出口(1012)提供滑油。

9.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1至8中任意一项所述的航空发动机轴承座。