CN116146348A - 一种燃气发生器前支点结构 - Google Patents

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Abstract

本发明属于燃气轮机技术领域，公开了一种燃气发生器前支点结构，轴承盖套接于起动轴外，第一机匣套接于轴承盖外，起动轴通过自校准轴承与轴承盖相连接；起动轴的后端通过超越离合器与低压压气机转子相连，轴承盖上设置有滑油供油管；第一机匣外环的后端与燃气发生器的低压压气机的外侧相连接，第一机匣内环的后端与第二机匣的前端相连接，第一轴承机匣安装于第二机匣后端的内侧；第一轴承机匣与第二机匣之间设置有轴承座外套，轴承座外套上连接有第二轴承机匣，径向止推轴承安装于第二轴承机匣与低压压气机转子之间，第一轴承机匣和第二轴承机匣之间设置有供油间隙。本发明实现了转子和静子的匹配组合，提供冷却结构保证设备稳定运行。

Description

一种燃气发生器前支点结构
技术领域
本发明属于燃气轮机技术领域，具体涉及一种燃气发生器前支点结构。
背景技术
燃气发生器是以空气为介质，靠燃烧室内燃烧燃料产生的高温高压燃气推动涡轮机械连续做功的大功率高性能动力机械。工作原理：当机组起动成功后，压气机连续不断从外界大气中吸入空气并增压，被压缩后的空气进入燃烧室并与不断喷入燃烧室的燃料进行混合、点火、燃烧，高温高压燃气在涡轮中膨胀做功，降温降压的燃气经排气装置直接排向大气或引入废热锅炉回收部分余热后再排入大气。燃气在涡轮中所做的机械功大约2/3被用来带动压气机，消耗在空气压缩做功上；剩余的部分功，通过机组的输出轴带动外界的各种负载。
燃气发生器结构主要部件包括前支点、低压压气机、中支点、高压压气机、燃烧室、高压涡轮、涡轮支点、低压涡轮。高压压气机转子和高压涡轮转子连接组成高压转子，高压转子安装在位于涡轮支点上的滚棒轴承和位于发动机中支点的滚珠轴承上。低压压气机转子和低压涡轮转子连接组成低压转子，低压转子为三轴承支承结构，两个滚棒轴承位于发动机中支点和涡轮支点，滚珠轴承位于前支点。高、低压转子转向相同，均为顺气流方向的顺时针旋转。
其中，前支点是承受低压压气机转子向发动机静子传递载荷的部件。此外，前支点上还有发动机的前安装节，所以前支点也是发动机的承力静子件。
现有的前支点结构设计不合理，在长久的运行过程中会因为结构的原因出现静子和转子之间配合不合理的问题，而且在运行的过程中，内部结构也会出现发热、摩擦等现象而影响设备运行。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃气发生器前支点结构，用以解决现有技术中存在的上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种燃气发生器前支点结构，包括第一机匣、轴承盖、第二机匣、第一轴承机匣、径向止推轴承、第二轴承机匣、供油套管、供油管路、分离环、超越离合器、起动轴和自校准轴承，轴承盖套接于起动轴外，第一机匣套接于轴承盖外，起动轴通过自校准轴承与轴承盖相连接，轴承盖通过螺栓与第一机匣的内环相连接；
所述起动轴的后端通过超越离合器与燃气发生器的低压压气机转子相连，轴承盖上设置有向超越离合器供油用的滑油供油管；
所述第一机匣外环的后端与燃气发生器的低压压气机的外侧相连接，第一机匣内环的后端与第二机匣的前端相连接，第一轴承机匣过盈配合的安装于第二机匣后端的内侧；
所述第一轴承机匣与第二机匣之间设置有轴承座外套，轴承座外套上连接有位于第一轴承机匣前端的第二轴承机匣，径向止推轴承安装于第二轴承机匣与低压压气机转子之间，第一轴承机匣和第二轴承机匣之间设置有向径向止推轴承供应滑油用的供油间隙；
所述供油套管设置于第一机匣的外环上，供油管路设置于第一机匣的内环上，第一机匣的内环和外环之间连接有第一加强筋，第一加强筋内设置有便于供油套管分别向滑油供油管和供油管路供油用的通道；
所述轴承座外套的一侧设置有与供油管路相连接的分离环，轴承座外套上还设置有方便供油管路供向分离环的滑油流向供油间隙的径向通道。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述第一机匣内环的前端和轴承盖的前端均连接有第一篦齿封严环，起动轴上设置有与各个第一篦齿封严环匹配密封的第一篦齿；所述第二机匣的后端连接有第二篦齿封严环，低压压气机转子上设置有与第二篦齿封严环匹配密封的第二篦齿。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述轴承盖与第一机匣的内环之间对应的设置有销钉孔，销钉孔内过盈配合的安装油定心销钉；所述轴承盖的外壁与第一机匣相接触，且轴承盖的外壁上设置有环形安装槽，环形安装槽内设置有密封环。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述第一机匣由ZG1Cr17Ni3号钢精密铸造而成。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述第二轴承机匣为鼠笼式的弹性支座。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述第一机匣的内环和外环之间还连接有用以排放超越离合器和径向止推轴承处滑油的第二加强筋，第二加强筋竖直设置，且第二加强筋的上端与第一机匣的内环的下端相连接。
作为本发明中一种优选的技术方案，所述第一机匣的外环上还设置有供气套管，第一机匣的内环和外环之间连接有第三加强筋，第一机匣、第二机匣和起动轴之间配合形成内部空腔，第三加强筋内设置有便于供气套管向内部空腔供冷却气用的通道。
有益效果：本发明的燃气发生器前支点结构，利用第一机匣和第二机匣组合成整体机匣结构，第一机匣内侧通过自校准轴承与作为转子的起动轴相连接，可以起到调节不同轴的情况下装配干涉的效果，在一定不同轴度范围下不会影响设备正常转动，而在第二机匣的内侧通过径向止推轴承与低压压气机转子相连接，实现了整体转子和静子的匹配组合，而径向止推轴承可以作为低压压气机转子前固定支点，承受轴向载负和一定的径向载负，保证设备的正常运行，然后在起动轴与低压压气机转子通过超越离合器相连接，确保在给定力矩下的啮合和脱开。
其中，自校准轴承与第一机匣之间设置有轴承盖，可以有效支撑自校准轴承，并为后续的供滑油和供冷却气设计提供布局通道用的媒介，然后在第一机匣的外环上设置供油套管，第一机匣的内环上设置供油管路，轴承盖上设置滑油供油管，再利用加强结构稳定性的第一加强筋，在第一加强筋内设置通道，使得供油套管通过该通道可以分别向供油管路和滑油供油管供滑油，滑油供油管流出的滑油喷向超越离合器，可以对超越离合器起到润滑和冷却的作用，供油管路流出的滑油进入分离环，然后沿着径向通道流入供油间隙，对径向止推轴承进行润滑和冷却，保证设备可以稳定的持续运行。
附图说明
图1为本发明的主视图；
图2为图1中N-N向剖视图。
图中：1-第一机匣；101-第一加强筋；102-第二加强筋；103-第三加强筋；2-轴承盖；3-第二机匣；4-第一轴承机匣；5-径向止推轴承；6-第二轴承机匣；7-供油套管；8-供油管路；9-分离环；10-超越离合器；11-起动轴；12-自校准轴承；13-低压压气机转子；14-滑油供油管；15-轴承座外套；16-供油间隙；17-第一篦齿封严环；18-第一篦齿；19-第二篦齿封严环；20-第二篦齿；21-密封环；22-供气套管。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述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他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
实施例：
如图1和图2所示，本实施例提供了一种燃气发生器前支点结构，包括第一机匣1、轴承盖2、第二机匣3、第一轴承机匣4、径向止推轴承5、第二轴承机匣6、供油套管7、供油管路8、分离环9、超越离合器10、起动轴11和自校准轴承12，轴承盖2套接于起动轴11外，第一机匣1套接于轴承盖2外，起动轴11通过自校准轴承12与轴承盖2相连接，自校准轴承结构，有调节轴承盖2和起动轴11不同轴的情况下装配干涉的效果，在一定不同轴度范围下不会影响设备正常转动，轴承盖2通过螺栓与第一机匣1的内环相连接，保证了结构的稳定性，支撑自校准轴承12，并为后续的供滑油和供冷却气设计提供布局通道用的媒介。
所述起动轴11的后端通过超越离合器10与燃气发生器的低压压气机转子13相连，确保在给定力矩下的啮合和脱开，比如通过设置，可以使得当低压转子转速达到5400r/min时自动脱开，轴承盖2上设置有向超越离合器10供油用的滑油供油管14，可以对超越离合器10起到润滑和冷却的作用。
所述第一机匣1外环的后端与燃气发生器的低压压气机的外侧相连接，实现后续结构的连接，第一机匣1内环的后端与第二机匣3的前端相连接，第一轴承机匣4过盈配合的安装于第二机匣3后端的内侧，保证第一轴承机匣4在整个结构上位置的稳定性；优选的，实际中，第一轴承机匣4通过螺栓连接于第二机匣3上，且第一轴承机匣4与第二机匣3设置有密封圈。
所述第一轴承机匣4与第二机匣3之间设置有轴承座外套15，轴承座外套15上连接有位于第一轴承机匣4前端的第二轴承机匣6，优选通过螺栓连接，结构稳定且连接方便，径向止推轴承5安装于第二轴承机匣6与低压压气机转子13之间，实现低压压气机转子13与前支点之间的相对转动，且可以将径向止推轴承5作为低压压气机转子前固定支点，承受轴向载负和一定的径向载负，保证设备的正常运行，第一轴承机匣4和第二轴承机匣6之间设置有向径向止推轴承5供应滑油用的供油间隙16，在第一轴承机匣4和第二轴承机匣6之间形成喷嘴结构，可以向径向止推轴承5喷射滑油，保证径向止推轴承5的正常运行，并对径向止推轴承5进行冷却。
所述供油套管7设置于第一机匣1的外环上，供油管路8设置于第一机匣1的内环上，第一机匣1的内环和外环之间连接有第一加强筋101，可以加强结构稳定性，同时第一加强筋101内设置有便于供油套管7分别向滑油供油管14和供油管路8供油用的通道，使得滑油可以分别通过滑油供油管14和供油管路8两路管路提供滑油，保证设备的运行和冷却；所述轴承座外套15的一侧设置有与供油管路8相连接的分离环9，轴承座外套15上还设置有方便供油管路8供向分离环9的滑油流向供油间隙16的径向通道，经过供油管路8的滑油进入分离环9，然后沿着径向通道流入供油间隙16，方便对径向止推轴承5提供滑油。
需要说明的是，实际中，在轴承盖2上也会有连通第一加强筋101通道的供油管路通向自校准轴承12，对自校准轴承12实现润滑和冷却，保证自校准轴承12的使用寿命。
本发明的燃气发生器前支点结构，利用第一机匣1和第二机匣3组合成整体机匣结构，第一机匣1内侧通过自校准轴承12与作为转子的起动轴11相连接，可以起到调节不同轴的情况下装配干涉的效果，在一定不同轴度范围下不会影响设备正常转动，而在第二机匣3的内侧通过径向止推轴承5与低压压气机转子13相连接，实现了整体转子和静子的匹配组合，而径向止推轴承5可以作为低压压气机转子前固定支点，承受轴向载负和一定的径向载负，保证设备的正常运行，然后在起动轴11与低压压气机转子13通过超越离合器10相连接，确保在给定力矩下的啮合和脱开。
其中，自校准轴承12与第一机匣1之间设置有轴承盖2，可以有效支撑自校准轴承12，并为后续的供滑油和供冷却气设计提供布局通道用的媒介，然后在第一机匣1的外环上设置供油套管7，第一机匣1的内环上设置供油管路8，轴承盖2上设置滑油供油管14，再利用加强结构稳定性的第一加强筋101，在第一加强筋101内设置通道，使得供油套管7通过该通道可以分别向供油管路8和滑油供油管14供滑油，滑油供油管14流出的滑油喷向超越离合器10，可以对超越离合器10起到润滑和冷却的作用，供油管路8流出的滑油进入分离环9，然后沿着径向通道流入供油间隙16，对径向止推轴承5进行润滑和冷却，保证设备可以稳定的持续运行。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一机匣1内环的前端和轴承盖2的前端均连接有第一篦齿封严环17，起动轴11上设置有与各个第一篦齿封严环17匹配密封的第一篦齿18；所述第二机匣3的后端连接有第二篦齿封严环19，低压压气机转子13上设置有与第二篦齿封严环19匹配密封的第二篦齿20，在设备运行的过程，通过篦齿封严环和篦齿的配合，可以保证静子和转子之间的相对密封。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述轴承盖2与第一机匣1的内环之间对应的设置有销钉孔，销钉孔内过盈配合的安装油定心销钉，既保证了连接的稳定性，同时通过销钉定心，使得轴承盖2与第一机匣1快速的对准，为后续的螺钉或螺栓安装提供了便利；所述轴承盖2的外壁与第一机匣1相接触，且轴承盖2的外壁上设置有环形安装槽，环形安装槽内设置有密封环21，进一步加强了密封性。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一机匣1由ZG1Cr17Ni3号钢精密铸造而成，ZG1Cr17Ni3号钢铸造成的第一机匣1，具有良好的耐腐蚀性能和较高的强度，有足够的韧性和塑性，适合要求较高的强度，韧性和耐腐蚀性的承力件。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第二轴承机匣6为鼠笼式的弹性支座，确保转子振动的固有频率在低压转子工作转速范围之外。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一机匣1的内环和外环之间还连接有用以排放超越离合器10和径向止推轴承5处滑油的第二加强筋102，通过第二加强筋102可以进一步加强结构的稳定性，第二加强筋102竖直设置，且第二加强筋102的上端与第一机匣1的内环的下端相连接，利用重力的作用，可以将设备内部多余的滑油排出。
作为本实施例中一种优选的实施方案，需要进一步说明的是，所述第一机匣1的外环上还设置有供气套管22，第一机匣1的内环和外环之间连接有第三加强筋103，第一机匣1、第二机匣3和起动轴11之间配合形成内部空腔，第三加强筋103内设置有便于供气套管22向内部空腔供冷却气用的通道，通过供气套管22可以提供冷却气，使得冷却气沿着第三加强筋103进入内部空腔内，从而对内部空腔内的零部件进行降温处理，保证设备的正常运行，而需要说明的是，实际中，第一机匣1上还设置有排气通道，根据实际情况布置即可，于此不做详细说明。
最后应说明的是：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的保护范围。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 (7)

1.一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，包括第一机匣（1）、轴承盖（2）、第二机匣（3）、第一轴承机匣（4）、径向止推轴承（5）、第二轴承机匣（6）、供油套管（7）、供油管路（8）、分离环（9）、超越离合器（10）、起动轴（11）和自校准轴承（12），轴承盖（2）套接于起动轴（11）外，第一机匣（1）套接于轴承盖（2）外，起动轴（11）通过自校准轴承（12）与轴承盖（2）相连接，轴承盖（2）通过螺栓与第一机匣（1）的内环相连接；
所述起动轴（11）的后端通过超越离合器（10）与燃气发生器的低压压气机转子（13）相连，轴承盖（2）上设置有向超越离合器（10）供油用的滑油供油管（14）；
所述第一机匣（1）外环的后端与燃气发生器的低压压气机的外侧相连接，第一机匣（1）内环的后端与第二机匣（3）的前端相连接，第一轴承机匣（4）过盈配合的安装于第二机匣（3）后端的内侧；
所述第一轴承机匣（4）与第二机匣（3）之间设置有轴承座外套（15），轴承座外套（15）上连接有位于第一轴承机匣（4）前端的第二轴承机匣（6），径向止推轴承（5）安装于第二轴承机匣（6）与低压压气机转子（13）之间，第一轴承机匣（4）和第二轴承机匣（6）之间设置有向径向止推轴承（5）供应滑油用的供油间隙（16）；
所述供油套管（7）设置于第一机匣（1）的外环上，供油管路（8）设置于第一机匣（1）的内环上，第一机匣（1）的内环和外环之间连接有第一加强筋（101），第一加强筋（101）内设置有便于供油套管（7）分别向滑油供油管（14）和供油管路（8）供油用的通道；
所述轴承座外套（15）的一侧设置有与供油管路（8）相连接的分离环（9），轴承座外套（15）上还设置有方便供油管路（8）供向分离环（9）的滑油流向供油间隙（16）的径向通道。
2.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，所述第一机匣（1）内环的前端和轴承盖（2）的前端均连接有第一篦齿封严环（17），起动轴（11）上设置有与各个第一篦齿封严环（17）匹配密封的第一篦齿（18）；所述第二机匣（3）的后端连接有第二篦齿封严环（19），低压压气机转子（13）上设置有与第二篦齿封严环（19）匹配密封的第二篦齿（20）。
3.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，所述轴承盖（2）与第一机匣（1）的内环之间对应的设置有销钉孔，销钉孔内过盈配合的安装油定心销钉；所述轴承盖（2）的外壁与第一机匣（1）相接触，且轴承盖（2）的外壁上设置有环形安装槽，环形安装槽内设置有密封环（21）。
4.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，所述第一机匣（1）由ZG1Cr17Ni3号钢精密铸造而成。
5.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，所述第二轴承机匣（6）为鼠笼式的弹性支座。
6.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，所述第一机匣（1）的内环和外环之间还连接有用以排放超越离合器（10）和径向止推轴承（5）处滑油的第二加强筋（102），第二加强筋（102）竖直设置，且第二加强筋（102）的上端与第一机匣（1）的内环的下端相连接。
7.根据权利要求1所述的一种燃气发生器前支点结构，其特征在于，所述第一机匣（1）的外环上还设置有供气套管（22），第一机匣（1）的内环和外环之间连接有第三加强筋（103），第一机匣（1）、第二机匣（3）和起动轴（11）之间配合形成内部空腔，第三加强筋（103）内设置有便于供气套管（22）向内部空腔供冷却气用的通道。
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