CN115949670B - 用于轴承轴向压紧的弹性结构 - Google Patents

Abstract

本发明的用于轴承轴向压紧的弹性结构，轴承与涡轮发动机中的轴连接，包括弹性元件和调整垫，其中：所述弹性元件和调整垫依次在轴向方向上套接在涡轮发动机的轴上，所述调整垫用于轴承在轴向装配位置的调整，所述弹性元件的侧边上设置有凸台，所述凸台用以自适应调整轴承受热产生的矢量力。相较于传统的螺母结构，弹性元件通过控制轴向压紧量可有效实施轴向力，轴向力控制误差在1%以内。

Description

用于轴承轴向压紧的弹性结构

技术领域

本发明属于航空发动机的技术领域，尤其涉及一种用于轴承轴向压紧的弹性结构。

背景技术

航空发动机轴承作为发动机转静子支点结构，在高速运转过程中，连接在轴件上的轴承内环轴向稳定性、可靠性直接关系到轴运转情况，轻者引起整机振动超限返厂检修，重者轴承周向转动损坏引起轴承抱死、损坏等重大故障。

现有轴承轴向压紧主要依靠单独的螺母，通过施加固定值的拧紧力矩满足要求来保证轴承的轴向压紧。在实际操作过程中，受限于计算精度及螺母加工精度、毛刺、表面粗糙度等因素，轴承承受的轴向压紧力存在台份差异，不能自适应的调整轴承所受的轴向力。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于轴承轴向压紧的弹性结构，解决现有技术的方式在试验时，需频繁拆卸导流支板叶片从而导致试验较为麻烦的技术问题。

提供一种用于轴承轴向压紧的弹性结构，轴承与涡轮发动机中的轴连接，包括弹性元件和调整垫，其中：

所述弹性元件和调整垫依次在轴向方向上套接在涡轮发动机的轴上，所述调整垫用于轴承在轴向装配位置的调整，所述弹性元件的侧边上设置有凸台，所述凸台用以自适应调整轴承受热产生的矢量力。

优选的，所述弹性元件的两侧分别设置有凸台，以确保弹性元件向轴承和调整垫传递的力相同。

优选的，近邻所述调整垫的凸台与远离所述调整垫的凸台错开设置，用以增大所述弹性元件的弹性变形量。

优选的，近邻所述调整垫的凸台与远离所述调整垫的凸台的形状相同。

优选的，所述弹性元件同一侧两两相邻的凸台之间形成有基体，所述基体与凸台采用弧形转接的方式设置。

优选的，所述凸台采用弹性模量满足预设值的高温合金制成。

优选的，所述基体与凸台一体式结构设置，且，凸台的顶面以平面结构设置。

本发明的有益效果：

相较于传统采用的螺母结构，弹性元件通过控制轴向压紧量可有效实施轴向力，轴向力控制误差在1%以内，通过弹性元件和调整垫组合结构，轴向力周向不均匀度大幅降低，轴承内（外）环周向跳动变化量可控制在0.01mm以内。本发明的结构可采用大间隙设计，减小了零件间的摩擦力对轴向力传递的影响。零件数量少，不改变原装配结构，操作可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的结构立体图；

图2为弹性元件设置有凸台的示意图；

图3为弹性元件两侧设置有凸台示意图；

图4为弹性元件及调整垫的装配示意图；

其中：

1、弹性元件；2、调整垫；3、凸台；4、基体；5、转接弧；6、螺母；7、轴承。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面。应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及/或功能仅为说明性的。基于本发明，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上。举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及/或实践方法。另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及/或功能性实施此设备及/或实践此方法。

如图1所示的用于轴承轴向压紧的弹性结构，轴承与涡轮发动机中的轴连接，包括弹性元件1和调整垫2（不锈钢合金制成），其中：弹性元件1和调整垫2依次在轴向方向上套接在涡轮发动机的轴上，调整垫2用于轴承7在轴向装配位置的调整，弹性元件1的侧边上设置有凸台3，凸台3用以自适应调整轴承7受热产生的矢量力。传统结构包括在轴向上设置有定位件（图中未标注），定位件，例如，跑道或是涡轮盘等满足定位功能的定位件，以图4的放置作为参考，弹性元件1的左端与定位件接触，由左向右依次为，定位件、弹性元件1、调整垫2、轴承7和螺母6。

弹性元件1的轴向力在工作过程中始终施加在调整垫2中，均匀传递到轴承7上，轴承7跳动变化量可控，克服传统方式仅采用螺母6结构的缺陷，其定心状态不稳定，导致轴承7承受的轴向力周向分布不均匀，在工作过程中，受环境影响，轴承7轴向变形量和相连件的轴向变形量匹配性无法做到完全一致，引起轴承7所受轴向力在工作过程中不一致，并且轴承内、外环在轴向压紧力存在偏差情况下，内、外环周向跳动量容易出现超过设计要求情况。

作为本案所提供的具体实施方式，发动机在不同的工况下，对轴承7产生一定的变形量，轴承7属于热端部件，热端部件受力较为复杂，包括承受安装环腔的力及其变形力等，其各个力在形成上述的矢量力。如图3所示，弹性元件1的两侧分别设置有凸台3，以确保弹性元件1向轴承和调整垫2传递的力相同，致使轴承7跳动变化量可控。

作为本案所提供的具体实施方式，如图2所示，近邻调整垫2的凸台3与远离调整垫2的凸台3错开设置，用以增大弹性元件1的弹性变形量，是一侧设置凸台3变形力的两倍，更好的避免轴承与轴产生相对转动。

进一步的，近邻调整垫2的凸台3与远离调整垫2的凸台3的形状相同，保持两侧所传递的力相同。

作为本案所提供的具体实施方式，如图3所示，弹性元件1同一侧两两相邻的凸台3之间形成有基体4，基体4与凸台3采用弧形转接的方式设置，即为，通过转接弧5的方式连接。凸台3采用弹性模量满足预设值，且，为高温合金制成，如，GH4169材质的金属制成。

进一步的，基体4与凸台3一体式结构设置，且，凸台3的顶面以平面结构设置。选用不同的材料、基体4厚度、凸台3高度、凸台3个数、凸台3和基体4转接的半径等参数组合，使其在全寿命周期内，弹性元件1始终保持弹性状态，且轴向变形与轴向力线性变化，可精确调整轴向变形量来匹配轴向压紧力需求。弹性元件1与涡轮轴采用大间隙设计，减小了零件间的摩擦力对轴向力传递的影响，保证工作过程中轴向力有效的传递。

凸台3的高度和周向个数可结合轴向力大小和均匀程度优选，高度可选择0.8mm、1mm等，周向个数均匀为8个、10个等，保证全寿命内处于弹性状态。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种用于轴承轴向压紧的弹性结构，适用于轴承作为发动机涡轮转、静子支点结构的变形量调整，所述轴承与涡轮发动机的轴连接，其特征在于，包括弹性元件和调整垫，其中：

所述弹性元件和调整垫依次在轴向方向上套接在涡轮发动机的轴上，所述调整垫用于轴承在轴向装配位置的调整，所述弹性元件的侧边上设置有凸台，所述凸台用以自适应调整轴承受热产生的矢量力，所述弹性元件的两侧分别设置有凸台，以确保弹性元件向轴承和调整垫传递的力相同；近邻所述调整垫的凸台与远离所述调整垫的凸台错开设置，用以增大所述弹性元件的弹性变形量，所述弹性元件同一侧两两相邻的凸台之间形成有基体，所述基体与凸台采用弧形转接的方式设置，所述凸台采用弹性模量满足预设值的高温合金制成，且为GH4169材质的金属制成；

当发动机在不同的工况时，对轴承产生一定变形量，轴承的受力包括承受安装环腔的力及其变形力，各力形成所述矢量力。

2.根据权利要求1所述的弹性结构，其特征在于，近邻所述调整垫的凸台与远离所述调整垫的凸台的形状相同。

3.根据权利要求1所述的弹性结构，其特征在于，所述基体与凸台一体式结构设置，且，凸台的顶面以平面结构设置。

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