动力涡轮输出轴结构的制作方法

本发明涉及一种动力涡轮输出轴，特别涉及一种应用于涡轴发动机的具有被动振动抑制功能的动力涡轮输出轴。

背景技术：

为了提高功重比或推重比，中小型航空发动机转子质量越来越轻，工作转速越来越高。对于功率前输出的涡轴发动机，动力涡轮转子结构细长，刚性较差，工作时需跨弯曲临界转速工作，过临界时振动响应大。已有的振动抑制措施是通过高速动平衡，同时在支承上引入阻尼(如挤压油膜阻尼器)来实现振动抑制。

仅在支承上引入阻尼只能在一定程度减小转子的振动幅度，不能改变转子的临界转速，同时转子的平衡状态会随着发动机工作时数的增加而恶化，因此现有的动力涡轮转子振动抑制措施对振动的抑制能力有限，并且抑制效果会随着发动机工作时数的增加而降低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种动力涡轮输出轴结构，可用于解决涡轴发动机动力涡轮转子的振动抑制问题。

本发明提供一种动力涡轮输出轴结构，应用于涡轴发动机，包括一输出轴及一与之连接的动力涡轮轴。输出轴包括主支承段和辅助支承段，主支承段上设置有一主支承，辅助支承段上设置有一辅助支承。其中，主支承段设置主支承处采用型结构，型结构处与主支承接触一侧和与主支承非接触一侧之间具有间隙，形成一开口，与主支承非接触一侧沿开口方向延伸，连接辅助支承段。与主支承接触一侧沿开口的反向延伸形成输出端。主支承段与辅助支承段之间设置有柔性结构。输出轴在主支承段的型结构处的与主支承非接触一侧设置有连接结构，与动力涡轮轴连接；输出轴在辅助支承段上设置辅助支承处与动力涡轮轴具有一间隙，使输出轴与动力涡轮轴形成间隙配合。辅助支承上设置有阻尼器。

在本发明的一个方面，柔性结构为鼠笼结构。

在本发明的一个方面，动力涡轮轴在与辅助支承形成间隙配合处设置有一凸台。

在本发明的一个方面，输出轴在辅助支承处与动力涡轮轴的间隙配合为小间隙配合。

在本发明的一个方面，输出轴在辅助支承处与动力涡轮轴的间隙配合的配合间隙小于0.1mm。

在本发明的一个方面，阻尼器为挤压油膜阻尼器。

在本发明的一个方面，输出轴的输出端设置有凸出的连接结构，以连接欲传导动力的工件。

在本发明的一个方面，连接结构为花键。

在本发明的一个方面，输出轴与动力涡轮轴在输出轴的主支承段的连接结构为花键连接结构。

在本发明的一个方面，输出轴与动力涡轮轴在输出轴的主支承段的连接结构为螺栓连接结构。

本发明除了可以对动力涡轮转子进行阻尼外，在振动较大时，尤其是转子过临界时，辅助支承将会转变为主支承，从而改变转子的临界转速，因而同时具备阻尼减振和被动临界转速调整两种功能。

附图说明

图1为本发明的动力涡轮输出轴结构的一个实施例示意图。

其中，附图标记如下：

1输出轴

2动力涡轮轴

3主支承

4辅助支承

具体实施方式

以下将结合附图，通过本发明的具体实施例对本发明所提供的技术方案进行详细说明，以供本领域技术人员对本发明进行更明确的了解。需要说明的是，以下实施例所提供的技术方案及说明书附图仅供对本发明进行说明使用，并非用于对本发明加以限制。其中相同的元件、步骤将以相同的附图标记加以说明。以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件、步骤均已省略而未示出；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

以下详细叙述本发明的一实施例，从而对本发明所提供的技术方案进行详细说明，以供本领域技术人员对本发明进行更明确的了解。

参见图1，图1为本发明的动力涡轮输出轴结构的一个实施例的示意图。如图1所示的，本发明所提供的动力涡轮输出轴结构，包括一输出轴1及一动力涡轮轴2。其中动力涡轮轴2为直型结构。输出轴1包括有主支承段和辅助支承段，主支承段和辅助支承段一体成型为输出轴1。主支承段上设置有一主支承3，主支承3连接涡轴发动机的轴承座(图中未示出)。辅助支承段上设置有一辅助支承4。

其中主支承段设置有主支承3处采用型结构，如图1中a处所示，型结构处与主支承3接触一侧和与主支承3非接触一侧之间具有间隙，形成一开口。由于这一型结构的设置，使得主支承3处的刚度较未形成开口的轴型刚度为低，具有更高的柔性，从而能够提供更高的阻尼。型结构处与主支承3接触一侧沿开口的反向延伸形成输出端。型结构的设置与主支承3非接触一侧沿开口方向延伸，连接辅助支承段。主支承段与辅助支承段之间设置有柔性结构连接两段，如图1中b处所示的。

输出轴1与动力涡轮轴2相连，输出轴1在主支承段的型结构处的与主支承3非接触一侧设置有连接结构，与动力涡轮轴2连接。同时，输出轴1在辅助支承段上设置辅助支承4处与动力涡轮轴2具有一小间隙，形成间隙配合结构。与此对应的，在本实施例中，动力涡轮轴2在与输出轴1的辅助支承4处相应的设有一凸台，与输出轴1形成间隙配合，如图1中c处所示。同时，在辅助支承4上还设置有阻尼器。

在本实施例中，辅助支承4上的阻尼器采用的是挤压油膜阻尼器，本领域技术人员也可根据实际需求，采用其他类型的阻尼器，本发明并不以此为限。

在本实施例中，b处采用的为鼠笼结构。本领域技术人员也可根据实际需要，采用其他的柔性结构形式。例如，将b处单纯的厚度设置得较两侧的主支承段与辅助支承段为薄，使得b处的刚度较两侧相对较低即可。本发明并不以此为限。

在本发明的一些实施例中，输出轴1与动力涡轮轴2在辅助支承4处的间隙配合为小间隙配合。在本实施例中，该处形成间隙配合的配合间隙为小于0.1mm。

在本发明中，输出轴1的输出端还设置有凸出于输出端的连接结构，用以连接欲传到动力的工件。在本实施例中，此处连接结构采用花键结构。然而本领域技术人员也可根据需要选择其他的连接结构，如配合连接结构，螺栓连接结构等，本发明并不以此为限。

在本发明的一些实施例中，在输出轴1与动力涡轮轴2在主支承段的连接处，可采用各种形式的连接，如配合连接、螺栓连接、花键连接等。本实施例采用的是花键连接，在输出轴1的主支承段的型结构处的与主支承3非接触一侧的开口外侧设置有花键，与之相对应的，动力涡轮轴2上与此处相对应的位置也设置有花键。这样，动力涡轮轴2与输出轴1，在主支承3处及辅助支承4处均有连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过输出轴1在主支承3处采用型结构，可以在主支承3处提供与未设置开口的轴型相对较高的阻尼；主支承3和辅助支承4之间采用柔性结构，可以在此处提供一定程度的阻尼；辅助支承4处输出轴1与动力涡轮轴2之间采用间隙配合，并且辅助支承4上设置阻尼器的设置，使得本发明所提供的动力涡轮输出轴结构除了可以对动力涡轮转子进行阻尼外，在振动较大时，尤其是转子过临界时，辅助支承4将会转变为主支承3，从而改变转子的临界转速，因而使本发明的动力涡轮输出轴结构同时具备阻尼减振和被动临界转速调整两种功能。

以上为本发明所提供的传动轴装置的一些实施例，通过实施例的说明，相信本领域技术人员能够了解本发明的技术方案及其运作原理。然而以上仅为本发明的优选实施例，并非对本发明加以限制。本领域技术人员可根据实际需求对本发明所提供技术方案进行适当修改，所做修改及等效变换均不脱离本发明所要求保护的范围。本发明所要求保护的权利范围，当以所附的权利要求书为准。