TWI522526B - 用於氣渦輪發動機之軸總成 - Google Patents

Description

用於氣渦輪發動機之軸總成

本發明大體係關於一種氣渦輪發動機，且更明確而言，係關於用於氣渦輪發動機之軸總成。

此項技術中已知用於氣渦輪發動機的各種軸總成。一類軸總成包括一發動機軸、一轉子盤、一堆積螺母及一堆積螺母鎖。轉子盤安裝在軸上，位於軸肩與螺母之間。螺母鎖安置在螺母上，且包括複數個突起。第一組突起延伸至該軸中相應的凹口內。第二組突起延伸至該螺母中相應的凹口內。螺母鎖因此將螺母與該軸互鎖，且因此阻止螺母在發動機操作期間相對於該軸轉動。

前述螺母鎖可使用組合的鍛造及機械加工製程製造。然而，組合的鍛造及機械加工製程通常涉及長的機械加工時間，且在螺母鎖由鍛造加工出時需要相對大量的材料。

根據本發明之一態樣，提供一種軸總成，其包括一軸、一螺母、一螺母鎖環及一管狀螺母支撐環。該軸包括安裝在該軸上之一螺母底部，及複數個突起，該複數個突起自該螺母底部徑向向外延伸。相鄰的突起在圓周上由一間隙分開。螺母鎖環包括一管狀環底部，該管狀環底部軸向連接在複數個第一鎖柄與複數個第二鎖柄之間。該環底部安置於螺母底部上。每個第一鎖柄徑向向內延伸穿過該等凹口中之一各別者。每個第二鎖柄軸向延伸穿過該等間隙中 之一各別者。該螺母支撐環安置於該環底部上。

該螺母鎖環可由一段長度之金屬管原料或片狀金屬製成。該螺母支撐環可由一段長度之金屬管原料或片狀金屬製成。

根據以下描述及隨附圖式，本發明之前述特徵及操作將變得更顯而易見。

圖1為用於氣渦輪發動機的軸總成10之截面圖。軸總成10包括一發動機軸12；複數個轉子葉片14(例如，風扇葉片)，其在圓周上安置於轉子盤16周圍且連接至轉子盤16上；及一鎖螺母系統18。

軸12可圍繞軸向中心線20旋轉。參看圖2，軸12包括一齒型軸段22、一螺紋軸段24及一第三軸段26。齒型軸段22自第一軸端部28軸向延伸至螺紋軸段24，且其包括複數個保持器凸緣30及複數個凹口32。每個保持器凸緣30在第一軸端部28自軸段22徑向向內延伸至遠端凸緣端部34。凹口32軸向延伸至第一軸端部28內。凹口32在內徑向軸表面36與外徑向軸表面38之間徑向延伸。螺紋軸段24自軸段22軸向延伸至第三軸段26。

鎖螺母系統18包括一螺母40(例如，扳手螺母)、一螺母鎖環42及一管狀螺母支撐環44。螺母40包括一螺母底部46及複數個突起48。螺母底部46在第一螺母端部50與第二螺母端部52之間軸向延伸，且在螺紋螺母孔54與外徑向鎖環接觸表面56之間徑向延伸。突起48自螺母底部46向外徑向 延伸。突起48軸向安置於鎖環接觸表面56與第二螺母端部52之間。相鄰的突起48由間隙58在圓周上分開。

參看圖3及圖4，螺母鎖環42包括一管狀環底部60、複數個第一鎖柄62、複數個第二鎖柄64及一或多個第三鎖柄66。參看圖4，環底部60包括一過渡段68及一螺母接觸段70。過渡段68自第一底部段端部72軸向延伸至螺母接觸段70。螺母接觸段70軸向延伸，例如，實質上平行於中心線20，自過渡段68至第二底部段端部74。螺母接觸段70具有一螺母接觸段厚度76。

每個第一鎖柄62包括一轉角柄段78，該轉角柄段78連接於第一底部柄段80與第一端部柄段82之間。第一底部柄段80軸向延伸，例如，實質上平行於中心線20，自第一底部段端部72至轉角柄段78。第一底部柄段80具有一底部柄段厚度84，亦即，例如，大於或等於螺母接觸段厚度76。第一端部柄段82徑向延伸，例如，實質上垂直於中心線20，自轉角柄段78至遠端第一鎖柄端部86。

每個第二鎖柄64包括一第二底部柄段88及一第二端部柄段90。第二底部柄段88軸向延伸，例如，實質上平行於中心線20，自第二底部段端部74至第二端部柄段90。第二端部柄段90自第二底部柄段88軸向延伸至遠端第二鎖柄端部92。第二端部柄段90可相對於第二底部柄段88徑向向外傾斜。

每個第三鎖柄66自第一底部段端部72徑向向外延伸至遠端第三鎖柄端部91。參看圖3，每個第三鎖柄66在圓周上 安置於兩個各別第一鎖柄62之間。

參看圖4，螺母支撐環44在第一支撐環端部94與第二支撐環端部96之間軸向延伸。螺母支撐環44在內徑向螺母鎖環接觸表面98與外徑向支撐環表面100之間徑向延伸。第一支撐環端部94具有具緩和幾何形狀(例如，外圓角或倒角幾何形狀)之內徑向邊緣。第二支撐環端部96具有具緩和幾何形狀(例如，外圓角或倒角幾何形狀)之內徑向邊緣。支撐環表面100沿軸向延伸，例如，平行於中心線20，在第一支撐環端部94與第二支撐環端部96之間。

參看圖2，轉子盤16安裝於第三軸段26上。螺紋螺母孔54螺旋安裝至螺紋軸段24上，使得第二螺母端部52鄰接轉子盤16，此將轉子盤16軸向地緊固至軸12上。螺母接觸段70安置於鎖環接觸表面56上。每個第一端部柄段82徑向延伸穿過凹口32中之一各別者。每個第二端部柄段90軸向延伸穿過間隙58中之一各別者。現參看圖3及圖4，螺母支撐環44安置於螺母接觸段70上，且軸向處於第三鎖柄66與第二鎖柄64之間。

再次參看圖2，保持環102可軸向安置於保持器凸緣30與第一端部柄段82之間以將螺母鎖環42軸向緊固至螺母40上。

在發動機操作期間，螺母鎖環42防止螺母40相對於軸12旋轉，且因此防止自軸12上鬆弛下來或拆卸下來。螺母支撐環44在結構上加強螺母鎖環42及螺母40。螺母支撐環44亦可輔助在螺母40斷裂處將螺母40固持在一起。

螺母鎖環42可由一段長度的金屬管原料製成(例如，機械加工、切割、彎曲等)。或者，螺母鎖環42可由片狀金屬製成。螺母支撐環44可由一段長度的金屬管原料製成。或者，螺母支撐環44可由片狀金屬製成。藉由自管狀原料及/或片狀金屬製造(例如，機械加工、切割、彎曲等)螺母鎖環42及/或螺母支撐環44，相對於如在背景技術中描述之鍛造及機械加工典型螺母鎖，相關聯的製造時間及浪費材料可減少。

雖然本發明之各種實施例已經揭示，但對於一般熟習此項技術者將顯而易見，在本發明之範疇內，更多的實施例及實施係可能的。因此，本發明不應受除根據所附申請專利範圍及其等效物之外的限制。

10‧‧‧軸總成

12‧‧‧發動機軸

14‧‧‧轉子葉片

16‧‧‧轉子盤

18‧‧‧鎖螺母系統

20‧‧‧軸向中心線

22‧‧‧齒型軸段

24‧‧‧螺紋軸段

26‧‧‧第三軸段

28‧‧‧第一軸端部

30‧‧‧保持器凸緣

32‧‧‧凹口

34‧‧‧遠端凸緣端部

36‧‧‧內徑向軸表面

38‧‧‧外徑向軸表面

40‧‧‧螺母

42‧‧‧螺母鎖環

44‧‧‧管狀螺母支撐環

46‧‧‧螺母底部

48‧‧‧突起

50‧‧‧第一螺母端部

52‧‧‧第二螺母端部

54‧‧‧螺紋螺母孔

56‧‧‧外徑向鎖環接觸表面

58‧‧‧間隙

60‧‧‧管狀環底部

62‧‧‧第一鎖柄

64‧‧‧第二鎖柄

66‧‧‧第三鎖柄

68‧‧‧過渡段

70‧‧‧螺母接觸段

72‧‧‧第一底部段端部

74‧‧‧第二底部段端部

76‧‧‧螺母接觸段厚度

78‧‧‧轉角柄段

80‧‧‧第一底部柄段

82‧‧‧第一端部柄段

84‧‧‧底部柄段厚度

86‧‧‧遠端第一鎖柄端部

88‧‧‧第二底部柄段

90‧‧‧第二端部柄段

91‧‧‧遠端第三鎖柄端部

92‧‧‧遠端第二鎖柄端部

94‧‧‧第一支撐環端部

96‧‧‧第二支撐環端部

98‧‧‧內徑向螺母鎖環接觸表面

100‧‧‧外徑向支撐環表面

102‧‧‧保持環

圖1為用於氣渦輪發動機的軸總成之橫截面說明；圖2為圖1中說明的軸總成之一部分之橫截面透視說明；圖3為定位於螺母鎖環上的螺母支撐環之透視說明；及圖4為圖3中說明的螺母支撐環及螺母鎖環之橫截面說明。

10‧‧‧軸總成

12‧‧‧發動機軸

16‧‧‧轉子盤

18‧‧‧鎖螺母系統

22‧‧‧齒型軸段

24‧‧‧螺紋軸段

26‧‧‧第三軸段

28‧‧‧第一軸端部

30‧‧‧保持器凸緣

32‧‧‧凹口

34‧‧‧遠端凸緣端部

36‧‧‧內徑向軸表面

38‧‧‧外徑向軸表面

40‧‧‧螺母

42‧‧‧螺母鎖環

44‧‧‧管狀螺母支撐環

46‧‧‧螺母底部

48‧‧‧突起

50‧‧‧第一螺母端部

52‧‧‧第二螺母端部

54‧‧‧螺紋螺母孔

56‧‧‧外徑向鎖環接觸表面

58‧‧‧間隙

70‧‧‧螺母接觸段

82‧‧‧第一端部柄段

90‧‧‧第二端部柄段

102‧‧‧保持環

Claims (16)

1. 一種軸總成，包含：一軸，其包含軸向延伸至其一端部內之複數個凹口；一螺母，其包含一螺母底部及複數個突起，其中該螺母底部安裝於該軸上，該等突起自該螺母底部徑向向外延伸，且相鄰的突起由一間隙在圓周上分開；一螺母鎖環，其包含軸向連接於複數個第一鎖柄與複數個第二鎖柄之間的一管狀環底部，其中該環底部安置於該螺母底部上，每個第一鎖柄向內徑向延伸穿過該等凹口中之一各別者，且每個第二鎖柄軸向延伸穿過該等間隙中之一各別者，其中該螺母鎖環進一步包含連接至該環底部之一第三鎖柄，其中該第三鎖柄向外徑向延伸，且該螺母支撐環沿軸向安置於該第三鎖柄與該等第二鎖柄之間；及一管狀螺母支撐環，其安置於該環底部上。
2. 如請求項1之軸總成，其中該第三鎖柄在圓周上安置於兩個各別第一鎖柄之間。
3. 如請求項1之軸總成，其中該螺母支撐環包含一外部徑向支撐環表面，該外部徑向支撐環表面實質上平行於該軸之一中心線，在一第一支撐環端部與一第二支撐環端部之間延伸。
4. 如請求項1之軸總成，其中該螺母支撐環在一第一支撐環端部與一第二支撐環端部之間軸向延伸，且該等支撐環端部中之至少一者的一內徑向邊緣包含一緩和幾何形 狀。
5. 如請求項1之軸總成，其中每個第一鎖柄包含一軸向延伸之第一底部柄段及一徑向延伸之第一端部柄段，其中該第一底部柄段連接於該環底部與該第一端部柄段之間，且其中該第一端部柄段延伸穿過該各別凹口。
6. 如請求項5之軸總成，其中該環底部包含接觸該螺母底部之一螺母接觸段，且該螺母接觸段包含一螺母接觸段厚度，其小於該第一底部柄段之一底部柄段厚度。
7. 如請求項1之軸總成，其中每個第二鎖柄包含一第二底部柄段及一第二端部柄段，該第二底部柄段在該環底部與該第二端部柄段之間軸向延伸，該第二端部柄段延伸穿過該各別間隙，且該第二端部柄段相對於該第二底部柄段向外徑向傾斜。
8. 如請求項1之軸總成，其中該軸進一步包含一螺紋軸段，且該螺母底部包含一螺紋螺母孔，該螺紋螺母孔與該螺紋軸段配合。
9. 一種軸總成，包含：一軸，其包含軸向延伸至其一端部內之複數個凹口；一螺母，其包含一螺母底部及複數個突起，其中該螺母底部安裝於該軸上，該等突起自該螺母底部徑向向外延伸，且相鄰的突起由一間隙在圓周上分開；一螺母鎖環，其包含軸向連接於複數個第一鎖柄與複數個第二鎖柄之間的一管狀環底部，其中該環底部安置於該螺母底部上，每個第一鎖柄向內徑向延伸穿過該等 凹口中之一各別者，且每個第二鎖柄軸向延伸穿過該等間隙中之一各別者；及一管狀螺母支撐環，其安置於該環底部上，其中該軸進一步包含在該軸之該端部徑向向內延伸的一保持器凸緣，且一保持環軸向安置於該保持器凸緣與該等第一鎖柄中之至少一者之間以將該螺母鎖環軸向緊固至該螺母上。
10. 如請求項1之軸總成，其中該螺母鎖環由一段長度之管狀原料製成。
11. 如請求項1之軸總成，其中該螺母鎖環由片狀金屬製成。
12. 如請求項1之軸總成，其中該螺母支撐環由一段長度之管狀原料製成。
13. 如請求項1之軸總成，其中該螺母支撐環由片狀金屬製成。
14. 如請求項1之軸總成，其中該螺母包含一扳手螺母。
15. 如請求項1之軸總成，其中該軸包含用於一氣渦輪發動機之一發動機軸。
16. 如請求項15之軸總成，進一步包含安裝於該軸上之一轉子盤，其中該螺母將該轉子盤軸向緊固至該軸上。