CN115370612A - 一种航空发动机轴流压气机转子结构 - Google Patents

Abstract

一种航空发动机轴流压气机转子结构，包括：转子轴、传力轴承座组件、支承轴承座组件、机匣；其中，传力轴承座组件、支承轴承座组件都套设在转子轴上，并与机匣适配连接；传力轴承座组件设有传力轴承，支承轴承座组件设有支承轴承；传力轴承、支承轴承都与转子轴适配；支承轴承座组件与机匣之间设有润滑衬套；支承轴承座组件与润滑衬套间隙配合；润滑衬套与机匣的配合处具有环形油槽；环形油槽具有径向油孔和轴向油孔，径向油孔通向支承轴承座组件与润滑衬套之间的间隙，轴向油孔通向传力轴承。

Description

一种航空发动机轴流压气机转子结构

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种航空发动机轴流压气机转子结构。

背景技术

目前航空发动机转子支承经常采用前后两支承与机匣固定连接，两支点分别润滑的方式。该方式支承结构复杂，加工难度大；润滑结构复杂，管路连接众多，装配难度大。小型航空发动机为了尽可能的缩短发动机尺寸，经常采用叶盘与心轴一体化设计。某发动机低压压气机采用轴流式叶轮后加心轴的整体轴流式转子，需在短尺寸心轴上对压气机转子进行两支点固定。一个支点为传力支点通过推力轴承传递转子轴向力；另一个支点在保证转动的可靠性的同时，既要允许转子与机匣可发生热位移，又要有一定的防振措施。小型航空发动机一般转速较高，为保证支点轴承转动时的可靠性，需要使用高压滑油对传力轴承进行冲击冷却和润滑，对仅产生支承作用的轴承进行浸油润滑，保证滑油密封的同时将使用完成的滑油回收至滑油箱内。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明提出一种航空发动机轴流压气机转子结构，以解决上述提到的技术问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种航空发动机轴流压气机转子结构，包括：

转子轴、传力轴承座组件、支承轴承座组件、机匣；

其中，所述传力轴承座组件、所述支承轴承座组件都套设在所述转子轴上，并与所述机匣适配连接；

所述传力轴承座组件设有传力轴承，所述支承轴承座组件设有支承轴承；所述传力轴承、所述支承轴承都与所述转子轴适配；

所述支承轴承座组件与所述机匣之间设有润滑衬套；

所述支承轴承座组件与所述润滑衬套间隙配合；

所述润滑衬套与所述机匣的配合处具有环形油槽；

所述环形油槽具有径向油孔和轴向油孔，所述径向油孔通向所述支承轴承座组件与所述润滑衬套之间的间隙，所述轴向油孔通向所述传力轴承。

进一步地，所述传力轴承座组件还包括传力轴承座、挡油环、螺母、螺圈；

所述挡油环、所述螺母处于所述传力轴承的两侧，所述螺圈处于所述螺母所在的一侧；

所述螺母将所述传力轴承的内环压紧在所述转子轴的限位面上；

所述螺圈配合压紧在所述传力轴承的外圈处。

进一步地，所述传力轴承座组件还设有石墨封油组合件；

所述石墨封油组合件端部的石墨端与所述挡油环适配。

进一步地，所述传力轴承座组件与所述机匣的内部配合处设有密封圈；

所述传力轴承座组件外侧部与所述机匣通过螺钉连接。

进一步地，所述支承轴承座组件包括支承轴承座、卡圈、垫圈、弹簧；

所述支承轴承座与所述润滑衬套的前段与后段都具有台阶过渡；

所述卡圈、所述垫圈、所述弹簧在前段进行配合；

所述卡圈设于最外侧，所述弹簧配合在两个所述垫圈之间，其中一个的所述垫圈与所述卡圈接触，另一个与所述润滑衬套的台阶配合。

进一步地，所述支承轴承座的后段的靠近前段的端部设有第一胶圈。

进一步地，所述石墨封油组合件包括安装座、波形弹簧、垫板、第二胶圈、石墨；

所述波形弹簧、所述垫板配合在所述安装座内部；

所述石墨一端与所述垫板配合，另一端与所述挡油环配合；

所述第二胶圈配合在所述垫板与所述石墨之间。

进一步地，所述机匣具有滑油进口和滑油出口；

所述滑油进口连通至所述环形油槽；

所述滑油出口与机匣内腔连通。

本发明的有益效果包括：

转子轴支承在两个轴承上，一个是安装在传力轴承座内的尺寸较大的、内环可分的轴承，另一个是安装在浮动地套在机匣的支承轴承座内的尺寸较小的轴承，既要允许转子与机匣可发生热位移，又有一定的防振措施。润滑和冷却轴承的滑油由机匣上环形油槽供给，一部分滑油经润滑衬套上向前的轴向油孔喷向传力轴承，润滑衬套上还有多个径向孔，使得部分滑油通向支承轴承座和润滑衬套的配合表面，从而在间隙形成一个减振油膜。润滑传力轴承后的滑油向后回油流过支承轴承，以浸油的方式润滑支承轴承。

附图说明

图1为航空发动机轴流压气机转子结构的结构图；

图2为传力轴承座组件的局部结构图；

图3为支承轴承座组件的局部结构图。

图中：转子轴1；传力轴承座组件2；支承轴承座组件3；机匣4；润滑衬套5；传力轴承6；支承轴承7；环形油槽8；第一胶圈9；传力轴承座21；挡油环22；螺母23；螺圈24；石墨封油组合件25；密封圈26；螺钉27；支承轴承座31；卡圈32；垫圈33；弹簧34；油进口41；滑油出口42；安装座251；波形弹簧252；垫板253；第二胶圈254；石墨255。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-3所示，一种航空发动机轴流压气机转子结构，包括：

转子轴1、传力轴承座组件2、支承轴承座组件3、机匣4；

其中，传力轴承座组件2、支承轴承座组件3都套设在转子轴1上，并与机匣4适配连接；

传力轴承座组件2设有传力轴承6，支承轴承座组件3设有支承轴承7；传力轴承6、支承轴承7都与转子轴1适配；

支承轴承座组件3与机匣4之间设有润滑衬套5；

支承轴承座组件3与润滑衬套5间隙配合；

润滑衬套5与机匣4的配合处具有环形油槽8；

环形油槽8具有径向油孔81和轴向油孔82，径向油孔81通向支承轴承座组件3与润滑衬套5之间的间隙，轴向油孔82通向传力轴承6。

具体而言，在转子轴1设置两处支点：传力轴承座组件2和支承轴承座组件3，在传力轴承座组件2内设置传力轴承6，在支承轴承座组件3内设置支承轴承7，润滑衬套5与机匣4过盈配合，支承轴承座组件3设于润滑衬套5中心并间隙配合，使得工作中允许支承轴承座3和机匣4之间有相对的移动，使转子和机匣4之间允许相互因热膨胀不同而产生位移。滑油是通过环形油槽8进入供给的，环形油槽8中的滑油有两个去向，其中一处是通过轴向油孔82通向传力轴承6，从而实现对传力轴承6能够进行冲击冷却和润滑，之后润滑传力轴承6后的滑油向后回油流过支承轴承7，以浸油的方式润滑支承轴承7；另一处是通向支承轴承座组件3与润滑衬套5之间的间隙，使得间隙生成一层油膜，能够起到减震缓冲的效果。

在一些实施例中，传力轴承座组件2还包括传力轴承座21、挡油环22、螺母23、螺圈24；

挡油环22、螺母23处于传力轴承6的两侧，螺圈24处于螺母23所在的一侧；

螺母23将传力轴承6的内环压紧在转子轴1的限位面上；

螺圈24配合压紧在传力轴承6的外圈处。

采用以上技术方案，通过螺圈24能够将传力轴承6压紧在传力轴承座21内，通过螺母23将传力轴承6的内环压紧在转子轴1的限位面上。因此，转子的轴向负荷是由这个轴承传给传力轴承座21和机匣4的。

在一些实施例中，传力轴承座组件2还设有石墨封油组合件25；

石墨封油组合件25端部的石墨端与挡油环22适配。

采用以上技术方案，由于该处属于运动部位与静止部位之间，采用石墨封油组合件25，石墨具有较强的耐磨性，利用石墨端与挡油环22配合来实现油腔的密封。

在一些实施例中，传力轴承座组件2与机匣4的内部配合处设有密封圈26；

传力轴承座组件2外侧部与机匣4通过螺钉27连接。

采用以上技术方案，由于该处属于静止部位之间，通过密封圈26来保证传力轴承座组件2与机匣4之间的密封。可选的，通过螺钉27让将传力轴承座21固定在机匣4上。

在一些实施例中，支承轴承座组件3包括支承轴承座31、卡圈32、垫圈33、弹簧34；

支承轴承座31与润滑衬套5的前段与后段都具有台阶过渡；

卡圈32、垫圈33、弹簧34在前段进行配合；

卡圈32设于最外侧，弹簧34配合在两个垫圈33之间，其中一个的垫圈33与卡圈32接触，另一个与润滑衬套5的台阶配合。

采用以上技术方案，将支承轴承7装入支承轴承座31的后段内侧，并用卡圈进行轴向止动，支承轴承座31前端用卡圈32和两个垫圈33安装着一个弹簧34，它使支承轴承7经常承受向前的轴向负荷以消除轴承的间隙，改善在高速下轴承的工作条件。

在一些实施例中，支承轴承座31的后段的靠近前段的端部设有第一胶圈9。

采用以上技术方案，设置第一胶圈9后使得支承轴承座31与润滑衬套5的后段间隙形成的油膜更加稳定，并且第一胶圈9并不妨碍支承轴承座组件3与润滑衬套5之间的相对移动。

在一些实施例中，石墨封油组合件25包括安装座251、波形弹簧252、垫板253、第二胶圈254、石墨255；

波形弹簧252、垫板253配合在安装座251内部；

石墨255一端与垫板253配合，另一端与挡油环22配合；

第二胶圈254配合在垫板253与石墨255之间。

采用以上技术方案，波形弹簧252能够将石墨255推向挡油环22，使得二者配合更加紧密，从而保证密封效果。

在一些实施例中，机匣4具有滑油进口41和滑油出口42；

滑油进口41连通至环形油槽8；

滑油出口42与机匣4内腔连通。

采用以上技术方案，滑油通过滑油进口41进入环形油槽8，再从环形油槽8进入内腔，使用完成的滑油通过滑油出口42回收至滑油箱内。

在装配时：

1.将石墨封油圈组合件、传力轴承外环装入传力轴承座中，并用螺圈压紧轴承外环。

2.将支承轴承和卡圈装入支承轴承座轴承安装面，将垫圈、弹簧、卡圈装入弹簧安装面，装入胶圈。

3.将挡油环、传力轴承内环上半环装入转子轴的轴承定位面；装入第一步装配完成的传力轴承座及滚珠；装入轴承内环下半环并用螺母压紧。

4.装入第二步装配完成的支承轴承座组件。

5.将装配完成的转子装入已装有润滑衬套的机匣，并使用螺钉均匀拧紧。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (8)

1.一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于，包括：

转子轴(1)、传力轴承座组件(2)、支承轴承座组件(3)、机匣(4)；

其中，所述传力轴承座组件(2)、所述支承轴承座组件(3)都套设在所述转子轴(1)上，并与所述机匣(4)适配连接；

所述传力轴承座组件(2)设有传力轴承(6)，所述支承轴承座组件(3)设有支承轴承(7)；所述传力轴承(6)、所述支承轴承(7)都与所述转子轴(1)适配；

所述支承轴承座组件(3)与所述机匣(4)之间设有润滑衬套(5)；

所述支承轴承座组件(3)与所述润滑衬套(5)间隙配合；

所述润滑衬套(5)与所述机匣(4)的配合处具有环形油槽(8)；

所述环形油槽(8)具有径向油孔(81)和轴向油孔(82)，所述径向油孔(81)通向所述支承轴承座组件(3)与所述润滑衬套(5)之间的间隙，所述轴向油孔(82)通向所述传力轴承(6)。

2.根据权利要求1所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述传力轴承座组件(2)还包括传力轴承座(21)、挡油环(22)、螺母(23)、螺圈(24)；

所述挡油环(22)、所述螺母(23)处于所述传力轴承(6)的两侧，所述螺圈(24)处于所述螺母(23)所在的一侧；

所述螺母(23)将所述传力轴承(6)的内环压紧在所述转子轴(1)的限位面上；

所述螺圈(24)配合压紧在所述传力轴承(6)的外圈处。

3.根据权利要求2所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述传力轴承座组件(2)还设有石墨封油组合件(25)；

所述石墨封油组合件(25)端部的石墨端与所述挡油环(22)适配。

4.根据权利要求1所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述传力轴承座组件(2)与所述机匣(4)的内部配合处设有密封圈(26)；

所述传力轴承座组件(2)外侧部与所述机匣(4)通过螺钉(27)连接。

5.根据权利要求1所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述支承轴承座组件(3)包括支承轴承座(31)、卡圈(32)、垫圈(33)、弹簧(34)；

所述支承轴承座(31)与所述润滑衬套(5)的前段与后段都具有台阶过渡；

所述卡圈(32)、所述垫圈(33)、所述弹簧(34)在前段进行配合；

所述卡圈(32)设于最外侧，所述弹簧(34)配合在两个所述垫圈(33)之间，其中一个的所述垫圈(33)与所述卡圈(32)接触，另一个与所述润滑衬套(5)的台阶配合。

6.根据权利要求5所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述支承轴承座(31)的后段的靠近前段的端部设有第一胶圈(9)。

7.根据权利要求3所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述石墨封油组合件(25)包括安装座(251)、波形弹簧(252)、垫板(253)、第二胶圈(254)、石墨(255)；

所述波形弹簧(252)、所述垫板(253)配合在所述安装座(251)内部；

所述石墨(255)一端与所述垫板(253)配合，另一端与所述挡油环(22)配合；

所述第二胶圈(254)配合在所述垫板(253)与所述石墨(255)之间。

8.根据权利要求1所述的一种航空发动机轴流压气机转子结构，其特征在于：

所述机匣(4)具有滑油进口(41)和滑油出口(42)；

所述滑油进口(41)连通至所述环形油槽(8)；

所述滑油出口(42)与机匣(4)内腔连通。

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