CN205001396U - 防松锁紧环、轴承锁紧结构及涡轮发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种防松锁紧环、轴承锁紧结构及涡轮发动机，其中，防松锁紧环，作用在旋转轴上以防止轴承的锁紧螺母发生转动，其包括锁紧环主体，锁紧环主体的前端面设有沿周向分布的多个轴向凸肩，后端面设有内花键，防松锁紧环通过内花键与旋转轴后端的外花键的配合固定安装在旋转轴上，并通过轴向凸肩与锁紧螺母端面上的条形槽的配合实现对锁紧螺母的锁定，锁紧螺母不会从旋转轴上松脱下来，实现了对锁紧螺母防松的功能。本实用新型防松锁紧环相较于现有的双耳锁片防松方式相比，防松锁紧环不削弱旋转轴的强度，可靠性高，且无需进行折弯，不必作为消耗件，可长期使用，降低了生产成本。

Description

防松锁紧环、轴承锁紧结构及涡轮发动机

技术领域

本实用新型涉及涡轮发动机技术领域，尤其涉及一种防松锁紧环、轴承锁紧结构及涡轮发动机。

背景技术

在航空发动机传动系统中，齿轮轴需要通过轴承进行支承，在齿轮轴上安装轴承时，为防止轴承内圈从齿轮轴上松脱，需要在齿轮轴末端开设螺纹，通过拧在其上的锁紧螺母将球轴承内圈轴向压紧，而对锁紧螺母的防松，目前工业上采用的方式是轴向开槽端面螺钉锁紧和双耳锁片锁紧。

轴向开槽端面螺钉锁紧结构会使螺纹啮合处发生变形，影响螺母精度和装配质量，而且该结构的凹槽加工较为困难，在使用过程中也存在螺纹局部受力的现象。

图1～图5示出了双耳锁片锁紧的结构形式，如图3所示，齿轮轴a1末端加工有螺纹结构a20，且在对称位置开设有两个条形槽a10。如图4所示，双耳锁片a3整体为环形件，在内圆对称位置处伸出两个条状的双耳结构a30，该结构在装配前为平直的形状，即装配前双耳结构a30与中心线平行，如图5所示，锁紧螺母a4内部有螺纹a40，一边的端面开有若干条形槽a50。由图2的剖视图可看出，在实际装配时，先将轴承a2装入齿轮轴1的末端，然后将双耳锁片a3的两个双耳结构a30分别对准齿轮轴a1末端的两个条形槽a10，这样双耳锁片可穿在齿轮轴上，并轴向固定于轴承端面，之后安装锁紧螺母a4，通过锁紧螺母a4上的螺纹结构a40与齿轮轴a1上的螺纹结构a20配合，可将轴承a2和双耳锁片a3轴向压紧。最后，将双耳锁片a3上的双耳结构a30向外翻折一部分，使翻折的部分刚好卡在锁紧螺母a4的条形槽a50内。这样通过双耳结构a30一部分在条形槽a10内，另一部分在条形槽a50内，将齿轮轴a1与锁紧螺母a4相对位置固定，这样齿轮轴在旋转时，锁紧螺母a4就不会从齿轮轴上松脱，起到了防松作用。

但这种防松方式存在一定问题，首先双耳锁片装配时对双耳结构进行了折弯，折弯处存在应力集中，齿轮轴实际工作处于高转速，复杂振动的环境，在工作一段时间后进行分解检查，双耳锁片折弯处经常会出现微细裂纹，需进行更换，因此双耳锁片为消耗件，只可使用一次，且可靠性不高；其次，要安装双耳锁片，就需要在齿轮轴上开设条形槽，这样势必会对齿轮轴的强度有所削弱，这种方式如果应用在高应力零件上，例如在薄壁细长的传动杆上开槽，就会大大削弱传动杆的强度，可实施性不高。

实用新型内容

为克服以上技术缺陷，本实用新型解决的技术问题是提供一种防松锁紧环、轴承锁紧结构及涡轮发动机，能够可靠地对锁紧螺母进行锁定，生产成本低，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种防松锁紧环，作用在旋转轴上以防止轴承的锁紧螺母发生转动，其包括锁紧环主体，锁紧环主体的前端面设有沿周向分布的多个轴向凸肩，后端面设有内花键，防松锁紧环通过内花键与旋转轴后端的外花键的配合固定安装在旋转轴上，并通过轴向凸肩与锁紧螺母端面上的条形槽的配合实现对锁紧螺母的锁定。

进一步地，锁紧环主体在径向方向上设有通孔。

进一步地，锁紧环主体的内腔设有内阶梯圆柱面，防松锁紧环通过内阶梯圆柱面与旋转轴的外阶梯圆柱面的间隙配合进行径向定位。

本实用新型进一步地提供了一种轴承锁紧结构，其包括旋转轴、锁紧螺母以及上述的防松锁紧环，锁紧螺母螺纹连接在旋转轴上以对设置在旋转轴上的轴承进行定位，锁紧螺母的端面上设有与轴向凸肩配合的条形槽，旋转轴的后端设有与内花键配合的外花键。

进一步地，轴承锁紧结构还包括设有传动内花键传动杆，传动杆通过传动内花键与外花键配合固定安装在旋转轴上并顶紧防松锁紧环。

进一步地，锁紧螺母的条形槽之间为具有径向外翻边的轴向凸出部。

进一步地，锁紧环主体的内腔设有内阶梯圆柱面，旋转轴还设有与内阶梯圆柱面间隙配合的外阶梯圆柱面。

进一步地，轴承锁紧结构还包括安装在旋转轴上且位于轴承和锁紧螺母之间的垫圈。

本实用新型还进一步地提供了一种涡轮发动机，该涡轮发动机具有上述的轴承锁紧结构。

由此，基于上述技术方案，本实用新型提供了一种防松锁紧环，该防松锁紧环通过在前端和后端分别设置轴向凸肩和内花键，防松锁紧环通过内花键与旋转轴后端的外花键的配合固定安装在旋转轴上，并通过轴向凸肩与锁紧螺母端面上的条形槽的配合实现对锁紧螺母的锁定，相较于现有的双耳锁片防松方式相比，防松锁紧环不削弱旋转轴的强度，可靠性高，且无需进行折弯，不必作为消耗件，可长期使用，降低了生产成本。本实用新型提供的轴承锁紧结构和涡轮发动机相应地也具有上述有益效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明仅用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为现有的双耳锁片进行防松的齿轮轴、轴承、锁紧螺母的装配示意图；

图2为现有的双耳锁片防松结构沿齿轮轴中心线的剖面图；

图3为现有的双耳锁片防松结构中齿轮轴的结构示意图；

图4为现有的双耳锁片防松结构中双耳锁片的结构示意图；

图5为现有的双耳锁片防松结构中锁紧螺母的结构示意图；

图6为本实用新型轴承锁紧结构一实施例的整体装配示意图；

图7为本实用新型轴承锁紧结构一实施例沿旋转轴轴线的剖面图；

图8为本实用新型轴承锁紧结构中旋转轴的结构示意图；

图9为本实用新型轴承锁紧结构中垫圈的结构示意图图；

图10为本实用新型轴承锁紧结构中锁紧螺母的结构示意图；

图11为本实用新型防松锁紧环实施例的结构示意图；

图12为本实用新型轴承锁紧结构中传动杆的横截面示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

本实用新型的具体实施方式是为了便于对本实用新型的构思、所解决的技术问题、构成技术方案的技术特征和带来的技术效果有更进一步的说明。需要说明的是，对于这些实施方式的说明并不构成对本实用新型的限定。此外，下面所述的本实用新型的实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

考虑到现有对锁紧螺母进行防松的结构存在零件多，结构复杂，制造成本高，可靠性不高，结构强度低，拆装不便等缺陷，本实用新型设计了一种防松锁紧环，该防松锁紧环通过在前端和后端分别设置轴向凸肩和内花键，防松锁紧环通过内花键与旋转轴后端的外花键的配合固定安装在旋转轴上，并通过轴向凸肩与锁紧螺母端面上的条形槽的配合实现对锁紧螺母的锁定，相较于现有的双耳锁片防松等方式相比，防松锁紧环不削弱旋转轴的强度，可靠性高，且无需进行折弯，不必作为消耗件，可长期使用，降低了生产成本。

在本实用新型防松锁紧环一个示意性的实施例中，如图6和图7所示，防松锁紧环6作用在旋转轴1上以防止轴承3的锁紧螺母5发生转动，如图11所示，防松锁紧环6包括锁紧环主体61，锁紧环主体61的前端面设有沿周向分布的多个轴向凸肩62，后端面设有内花键63，防松锁紧环6通过内花键63与旋转轴1后端的外花键12的配合固定安装在旋转轴1上，并通过轴向凸肩62与锁紧螺母5端面上的条形槽52的配合实现对锁紧螺母5的锁定。

在该示意性的实施例中，结合图6～图11所示，防松锁紧环6通过内花键63与旋转轴1后端的外花键12的配合与旋转轴1周向固定，锁紧螺母5通过端面上的条形槽52与轴向凸肩62的配合与防松锁紧环6周向固定，从而保证了锁紧螺母5与旋转轴1的周向位置相对固定，即锁紧螺母5不会从旋转轴上松脱下来，实现了对锁紧螺母5防松的功能。而且利用花键配合，防松锁紧环6在旋转轴1上的相对位置可以实现微调从而使得已被拧紧的锁紧螺母5的条形槽52与轴向凸肩62完全配合，安装和拆卸方便。同时，因旋转轴1通过外花键12传递扭矩，花键附近属高应力区，本身又属薄壁件，如采用现有的双耳锁片方式，则需要在旋转轴1的螺纹部11开设锁片条形槽，这样会削弱其强度，而通过防松锁紧环6的设计，可不必在旋转轴1上开设锁片条形槽，保证强度满足使用要求，可靠性高，此外，防松锁紧环6在安装时不需要采用折弯等引起塑性变形的装配方式，相对于双耳锁片折弯的安装方式，防松锁紧环9不必作为消耗件，使用寿命更长，降低了生产成本。其中需要说明的是，本实用新型中的“前”和“后”是相对于锁紧螺母5和轴承3的相对位置而言的，即轴承3相对于锁紧螺母5的位置方向为前，相应地锁紧螺母5相对于轴承3的位置方向为后。

作为对上述实施例的改进，如图11所示，一方面，锁紧环主体61在径向方向上设有通孔64，通过在防松锁紧环主体61上开设若干通孔64，避免了防松锁紧环6与旋转轴1之间形成封闭的死腔，保证流入腔内的润滑油可以排出防松锁紧环6之外，防止腔内局部压力升高。另一方面，锁紧环主体61的内腔设有内阶梯圆柱面65，防松锁紧环6通过内阶梯圆柱面65与旋转轴1的外阶梯圆柱面13的间隙配合进行径向定位，保证了防松锁紧环6牢靠地安装在旋转轴1上。

如图6～图11所示，本实用新型还提供了一种轴承锁紧结构，其包括旋转轴1、锁紧螺母5以及上述的防松锁紧环6，锁紧螺母5通过其内螺纹51与旋转轴1的外螺纹11配合螺纹连接在旋转轴1上以对设置在旋转轴1上的轴承3进行定位，锁紧螺母5的端面上设有与轴向凸肩62配合的条形槽52，旋转轴1的后端设有与内花键63配合的外花键12，防松锁紧环6通过内花键63与旋转轴1后端的外花键12的配合与旋转轴1周向固定，锁紧螺母5通过端面上的条形槽52与轴向凸肩62的配合与防松锁紧环6周向固定，从而保证了锁紧螺母5与旋转轴1的周向位置相对固定，即锁紧螺母5不会从旋转轴上松脱下来，实现了对防松的功能。由于本实用新型防松锁紧环能够可靠地对锁紧螺母进行锁定，生产成本低，使用寿命长，相应地，本实用新型轴承锁紧结构也具有上述的有益技术效果，在此不再赘述。

对应地，锁紧环主体61的内腔设有内阶梯圆柱面65，旋转轴1还设有与内阶梯圆柱面65间隙配合的外阶梯圆柱面13，防松锁紧环6安装在旋转轴1上的可靠稳定性得到保证。其中，锁紧螺母5的条形槽52之间优选为具有径向外翻边的轴向凸出部53，外翻边的轴向凸出部53能够增加与轴向凸肩62的接触面积，接触稳定性得到提高，同时外翻边的轴向凸出部53还能提高锁紧螺母5的结构强度。

作为对上述轴承锁紧结构实施例的改进，如图6、图7以及图12所示，轴承锁紧结构还包括设有传动内花键21传动杆2，传动杆2通过传动内花键21与外花键12配合固定安装在旋转轴1上并顶紧防松锁紧环6。传动杆2安装在旋转轴1上并通过其倒角的端部22轴向顶紧防松锁紧环6，保证了在旋转轴1和传动杆2在旋转过程中防松锁紧环6不会从旋转轴1上轴向脱落下来，安装可靠性得到进一步的增加。

作为对上述轴承锁紧结构实施例的进一步改进，如图6、图7以及图9所示，轴承锁紧结构还包括安装在旋转轴1上且位于轴承3和锁紧螺母5之间的垫圈4。垫圈4能够保护轴承3的表面不受锁紧螺母5的擦伤，分散锁紧螺母5对轴承3的压力，而且还能够便于调整锁紧螺母5在旋转轴1上的相对位置从而使得条形槽52与轴向凸肩62获得更好的配合接触。

由此，本实用新型轴承锁紧结构的安装过程如下：

第一步：分别将轴承3和垫圈4装在旋转轴1上，要求轴承3与垫圈4轴向止靠到位；

第二步：将锁紧螺母5安装到旋转轴1上，安装时通过锁紧螺母5上的内螺纹51与旋转轴1上的外螺纹11相配，锁紧螺母5轴向压紧垫圈4和轴承3；

第三步：将防松锁紧环6安装在旋转轴1上，安装时通过防松锁紧环6上的内花键63与旋转轴1上的外花键12相配，同时防松锁紧环6上的轴向凸肩62可以插入锁紧螺母5上的条形槽52内，且防松锁紧环5上的内腔内阶梯圆柱面65与旋转轴1的外阶梯圆柱面13间隙配合；

第四步：将旋转轴1的内花键12与传动杆2的传动外花键21相配合，通过传动杆2的端部22轴向压紧防松锁紧环6。

本实用新型还更进一步地提供了一种涡轮发动机，其具有上述实施例中的轴承锁紧结构，该轴承锁紧结构尤其适用于涡轮发动机，由于本实用新型轴承锁紧结构能够可靠地对锁紧螺母进行锁定，生产成本低，使用寿命长，相应地，本实用新型涡轮发动机也具有上述的有益技术效果，在此也不再赘述。

以上结合的实施例对于本实用新型的实施方式做出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和实质精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、等效替换和变型仍落入在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种防松锁紧环(6)，作用在旋转轴(1)上以防止轴承(3)的锁紧螺母(5)发生转动，其特征在于，包括锁紧环主体(61)，所述锁紧环主体(61)的前端面设有沿周向分布的多个轴向凸肩(62)，后端面设有内花键(63)，所述防松锁紧环(6)通过所述内花键(63)与所述旋转轴(1)后端的外花键(12)的配合固定安装在所述旋转轴(1)上，并通过所述轴向凸肩(62)与所述锁紧螺母(5)端面上的条形槽(52)的配合实现对所述锁紧螺母(5)的锁定。

2.根据权利要求1所述的防松锁紧环(6)，其特征在于，所述锁紧环主体(61)在径向方向上设有通孔(64)。

3.根据权利要求1或2所述的防松锁紧环(6)，其特征在于，所述锁紧环主体(61)的内腔设有内阶梯圆柱面(65)，所述防松锁紧环(6)通过所述内阶梯圆柱面(65)与所述旋转轴(1)的外阶梯圆柱面(13)的间隙配合进行径向定位。

4.一种轴承锁紧结构，其特征在于，包括旋转轴(1)、锁紧螺母(5)以及权利要求1～3任一项所述的防松锁紧环(6)，所述锁紧螺母(5)螺纹连接在所述旋转轴(1)上以对设置在所述旋转轴(1)上的轴承(3)进行定位，所述锁紧螺母(5)的端面上设有与所述轴向凸肩(62)配合的条形槽(52)，所述旋转轴(1)的后端设有与所述内花键(63)配合的外花键(12)。

5.根据权利要求4所述的轴承锁紧结构，其特征在于，还包括设有传动内花键(21)传动杆(2)，所述传动杆(2)通过所述传动内花键(21)与所述外花键(12)配合固定安装在所述旋转轴(1)上并顶紧所述防松锁紧环(6)。

6.根据权利要求4所述的轴承锁紧结构，其特征在于，所述锁紧螺母(5)的条形槽(52)之间为具有径向外翻边的轴向凸出部(53)。

7.根据权利要求4所述的轴承锁紧结构，其特征在于，所述锁紧环主体(61)的内腔设有内阶梯圆柱面(65)，所述旋转轴(1)还设有与所述内阶梯圆柱面(65)间隙配合的外阶梯圆柱面(13)。

8.根据权利要求4～7任一项所述的轴承锁紧结构，其特征在于，还包括安装在所述旋转轴(1)上且位于所述轴承(3)和所述锁紧螺母(5)之间的垫圈(4)。

9.一种涡轮发动机，其特征在于，具有权利要求4～8任一项所述的轴承锁紧结构。