CN218000140U - 角接触球轴承及包含其的航空发动机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种角接触球轴承及包含其的航空发动机，其中角接触球轴承包括：内环、外环、滚动体，所述外环套设在所述内环外，所述内环与所述外环之间设有保持架，所述滚动体沿所述轴承的周向设置在所述保持架上，并分别与所述内环和所述外环滚动接触，所述内环的径向外侧壁设有封严件，所述外环的径向内侧壁设有密封件，所述封严件与所述密封件之间间隙配合，所述封严件可相对于所述密封件旋转。角接触球轴承自带封严结构，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。

Description

角接触球轴承及包含其的航空发动机

技术领域

本实用新型专利属于航空发动机结构设计与制造技术领域，尤其涉及一种角接触球轴承及包含其的航空发动机。

背景技术

航空发动机结构复杂，零件数量、种类繁多，零件加工制造精度高，部件、整机装配难度极大。目前，常规构型航空发动机支承方案一般涉及5-8 个主支点轴承，承力机匣一般需要3-4个，每个轴承均需要进行封严，防止滑油泄漏、外物进入，封严件分别安装在发动机转子、静子上，导致发动机零件数量居高不下，增加加工、装配难度、成本及周期。零件多导致整机重量居高不下、推重比进一步提高受到很大限制，同时由于零件多导致整机可靠性较差。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中航空发动机零件多导致整机重量居高不下、推重比进一步提高受到很大限制，同时由于零件多导致整机可靠性较差的缺陷，提供一种角接触球轴承及包含其的航空发动机。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种角接触球轴承，包括：内环、外环、滚动体，所述外环套设在所述内环外，所述内环与所述外环之间设有保持架，所述滚动体沿所述轴承的周向设置在所述保持架上，并分别与所述内环和所述外环滚动接触，所述内环的径向外侧壁设有封严件，所述外环的径向内侧壁设有密封件，所述封严件与所述密封件之间间隙配合，所述封严件可相对于所述密封件旋转。

本技术方案中，角接触球轴承自带封严结构，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。

较佳地，所述封严件为篦齿和/或所述密封件为涂层或蜂窝衬套。

本技术方案中，封严涂层和蜂窝衬套可改善飞机燃气轮机中旋转与固定部件之间的密封性，显著提高发动机的性能。采用在轴承的外环上制备封严涂层来封闭气体通道，减小间隙，提高热效率。

较佳地，所述篦齿的齿高小于所述滚动体的直径。

本技术方案中，所述篦齿的齿高小于所述滚动体的直径便于轴承的安装和拆卸。

较佳地，所述涂层的材料包括银铜合金、NiCrAl、镍石墨中的一种。

本技术方案中，上述封严涂层具有热稳定性强、摩擦系数小、抗氧化性强的特征，用于轴承的内环与外环之间封严时，才能在保持最小间隙的同时有效阻止刮擦损伤，达到良好的封严效果。

较佳地，所述密封件的宽度大于所述封严件的宽度。

本技术方案中，密封件的宽度大于封严件的宽度，相当于密封件能够覆盖封严件，能过够形成良好的封严效果。

较佳地，所述外环的径向内侧壁和所述内环的径向外侧壁均设置有滚道，所述滚动体分布在所述外环的滚道与所述内环的滚道之间，所述内环的径向外侧壁的两端设有挡边，所述封严件的直径大于所述滚道的直径。

本技术方案中，封严件的直经大于滚道的直径是便于轴承的安装。

较佳地，所述内环包括第一内环和第二内环，所述第一内环和第二内环沿所述保持架中心线对称布置，所述封严件设置于所述第一内环和/或第二内环的径向外侧壁。

本技术方案中，采用双半内环一方面可以多填装滚动体，另一方面不受接触角的限制，因此可以增大轴承的载荷能力。

较佳地，所述第一内环和/或所述第二内环设有拉拔槽，所述拉拔槽设置在所述封严件靠近所述内环端面的一侧。

本技术方案中，拉拔槽的设置是为了便于轴承的安装和拆卸，从而避免了轴承外圈滚道产生压痕的可能性，降低了拆卸过程对轴承造成的直接损伤。

较佳地，所述外环的径向内侧壁和所述内环的径向外侧壁均设置有滚道，所述滚动体分布在所述外环的滚道与所述内环的滚道之间，位于所述内环径向外侧壁的所述滚道的底部设置有若干个供油槽。

本技术方案中，轴承一般应用在承载力高的环境，承载力高的部位需要有更多的润滑，否则容易抱死。所以用油槽和油孔来加油润滑。并且轴承环境比较恶劣的地方，通过油槽可以带出一部分垃圾。

本实用新型还提供一种航空发动机，包括使用如上述任一项所述的角接触球轴承。

本技术方案中，使用上述自带封严结构的角接触球轴承，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。

本实用新型的积极进步效果在于：角接触球轴承自带封严结构，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。在一定程度上解决传统航空发动机结构复杂、零件数量多、种类多、装配困难，可靠性差等问题的目的。同时，由于结构简化、重量降低，对滑油系统设计、制造、装配难度均有所降低，对燃油耗油率下降也有一定贡献。

附图说明

图1为现有技术中角接触球轴承的结构示意图；

图2为本实用新型中角接触球轴承的结构示意图；

图3为本实用新型中角接触球轴承的外环的结构示意图；

图4为本实用新型中第一内环的结构示意图；

图5为本实用新型中第二内环的结构示意图。

附图标记说明

内环1

第一内环11

第二内环12

外环2

滚动体3

保持架4

拉拔槽5

滚道6

篦齿7

供油槽8

涂层9

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

实施例1

如图1所示，为现有技术中角接触球轴承的结构示意图。

如图2至图5所示，本实施例提供一种角接触球轴承，包括：内环1、外环2、滚动体3，外环2套设在内环1外，内环1与外环2之间设有保持架4，滚动体3沿轴承的周向设置在保持架4上，并分别与内环1和所述外环2滚动接触，内环1的径向外侧壁设有封严件，外环2的径向内侧壁设有密封件，封严件与密封件之间间隙配合，封严件可相对于密封件旋转。

角接触球轴承自带封严结构，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。

在本实施例中，滚动体3为钢珠。需要说明的是，这里对滚动体3的具体形状、数量以及材料均不做具体限定，只要用于滚动接触来支撑转动零件即可。

在本实施例中，封严件为篦齿7，内环1包括第一内环11和第二内环 12，第一内环11和第二内环12沿保持架4中心线对称布置，采用双半内环 1一方面可以多填装滚动体3，另一方面不受接触角的限制，因此可以增大轴承的载荷能力。篦齿7设置于第一内环11和第二内环12的径向外侧壁。第一内环11和第二内环12的篦齿7数目相同，为了简便大规模化加工生产，第一内环11和第二内环12的篦齿7的形状也相同，且排列具有相同的周期性。

需要说明的是，在其他实施例中，篦齿7的形状也可以不同，其排列方式也可以不具有周期性，只要密封件和篦齿7的相互配合能够实现良好的密封效果即可，此外，对于篦齿7的数量也不做具体限定，可根据实际需求对其做出适应性调整。

在本实施例中密封件为涂层9。封严涂层9可改善飞机燃气轮机中旋转与固定部件之间的密封性，显著提高发动机的性能。采用在轴承的外环制备封严涂层9来封闭气体通道，减小间隙，提高热效率。

需要说明的是，在其他实施例中封严件和密封件也可以采用其他形式，例如蜂窝衬套等可以实现轴承良好封严效果的结构均可，这里不做具体限定。

在本实施例中，篦齿7的齿高小于滚动体3的直径，是为了便于轴承的安装和拆卸。蜂窝衬套的宽度大于篦齿7的宽度。涂层9的宽度大于篦齿7 的宽度，相当于涂层9能够覆盖篦齿7，能够形成良好的封严效果。

在本实施例中，涂层9的材料可采用银铜合金、NiCrAl、镍石墨等，新一代航空发动机中，封严涂层9的使用温度为300-1200℃，最高可达1350℃。这对发动机关键零部件封严涂层9的高温防护、封严、耐磨损等性能提出了新的要求。理想的封严涂层9要求热稳定性强、摩擦系数小、抗氧化性强，用于叶尖与机匣之间封严时，才能在保持最小间隙的同时有效阻止刮擦损伤，达到良好的封严效果。

需要说明的是，本实用新型不限于采用上述材料，封严涂层9大多选用复合材料，主要成分是金属相、非金属相和孔隙。其中金属相具有可喷涂性、结合强度、抗冲蚀性等性能，常用的有镍、钴、铜、铝等及其合金。非金属相提供减磨、抗黏着和自润滑性能，如石墨、聚苯酯、硅藻土等，这里不做具体限定。

在本实施例中，外环2的径向内侧壁和内环1的径向外侧壁均设置有滚道6，滚动体3分布在外环2的滚道6与内环1的滚道6之间，内环1的径向外侧壁的两端设有挡边(图中未示出)，涂层9的直径大于所述滚道6的直径，是为了便于轴承的安装。

第一内环11或第二内环12设有拉拔槽5，拉拔槽5设置在篦齿7靠近内环1端面的一侧。拉拔槽5的设置是为了便于轴承的安装，并且在使用拉拔器使得滚动体3与轴承外圈不会发生直接接触，从而避免了轴承外圈滚道 6产生压痕的可能性，降低了拆卸过程对轴承造成的直接损伤。

需要说明的是，在其他实施例中，第一内环11和第二内环12也均可布置拉拔槽5，可以根据实际需要对拉拔槽5的设置位置做出适应性的调整，这里不做具体限定。

外环2的径向内侧壁和内环1的径向外侧壁均设置有滚道6，滚动体3 分布在外环2的滚道6与内环1的滚道6之间，位于内环1径向外侧壁的滚道6的底部设置有若干个供油槽8。

轴承一般应用在承载力高的环境，承载力高的部位需要有更多的润滑，否则容易抱死。所以用油槽和油孔来加油润滑。并且轴承环境比较恶劣的地方，通过油槽可以带出一部分垃圾。

本实施例还提供一种航空发动机，包括使用如上述所述的角接触球轴承。

使用上述自带封严结构的角接触球轴承，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。

实施例2

实施例2与实施例1的区别在于，密封件为蜂窝衬套。气体在蜂窝腔内流动时形成漩涡，影响篦齿腔内部气体的流动状况，使得泄漏量下降。

综上所述，角接触球轴承自带封严结构，从而简化发动机结构，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机可靠性，并且突破传统意义上的发动机轴承结构形式，为轴承及发动机结构设计开辟了新思路。在一定程度上解决传统航空发动机结构复杂、零件数量多、种类多、装配困难，可靠性差等问题的目的。同时，由于结构简化、重量降低，对滑油系统设计、制造、装配难度均有所降低，对燃油耗油率下降也有一定贡献。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种角接触球轴承，包括：内环、外环、滚动体，所述外环套设在所述内环外，所述内环与所述外环之间设有保持架，所述滚动体沿轴承的周向设置在所述保持架上，并分别与所述内环和所述外环滚动接触，其特征在于，所述内环的径向外侧壁设有封严件，所述外环的径向内侧壁设有密封件，所述封严件与所述密封件之间间隙配合，所述封严件可相对于所述密封件旋转。

2.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，所述封严件为篦齿和/或所述密封件为涂层或蜂窝衬套。

3.如权利要求2所述的角接触球轴承，其特征在于，所述篦齿的齿高小于所述滚动体的直径。

4.如权利要求2所述的角接触球轴承，其特征在于，所述涂层的材料包括银铜合金、NiCrAl、镍石墨中的一种。

5.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，所述密封件的宽度大于所述封严件的宽度。

6.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，所述外环的径向内侧壁和所述内环的径向外侧壁均设置有滚道，所述滚动体分布在所述外环的滚道与所述内环的滚道之间，所述内环的径向外侧壁的两端设有挡边，所述密封件的直径大于所述滚道的直径。

7.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，所述内环包括第一内环和第二内环，所述第一内环和第二内环沿所述保持架中心线对称布置，所述封严件设置于所述第一内环和/或第二内环的径向外侧壁。

8.如权利要求7所述的角接触球轴承，其特征在于，所述第一内环和/或所述第二内环设有拉拔槽，所述拉拔槽设置在所述封严件靠近所述内环端面的一侧。

9.如权利要求1所述的角接触球轴承，其特征在于，所述外环的径向内侧壁和所述内环的径向外侧壁均设置有滚道，所述滚动体分布在所述外环的滚道与所述内环的滚道之间，位于所述内环径向外侧壁的所述滚道的底部设置有若干个供油槽。

10.一种航空发动机，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的角接触球轴承。

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