润滑油路系统、轴承共腔结构、燃气涡轮发动机的制作方法_3

文档序号:8525253阅读:来源:国知局
油回油管路204内,避免了润滑油回油管路中油气混合,不利于润滑油回收。
[0068]为避免轴承腔以及润滑油腔内的油气进入涡轮盘腔,在T型盘外环的两端与前、后封严环之间设有浮动式石墨封严结构401以及501。通过该封严结构,利用低压涡轮盘腔中相对较高的气流压力,最终实现对后轴承腔中润滑油的封严。T型盘锥面下表面处于回油路的分散的润滑油恰好实现了对石墨接触面对象件的润滑油封严。通过控制石墨与对象件运转磨损后的温升,保证石墨有效的工作寿命和可靠的工作环境。
[0069]需要指出的是,本发明中的封严结构不限于浮动式石墨封严结构,也可以用其它接触式和非接触式的封严结构,如:接触式石墨封严结构、蓖齿封严结构、以及刷式封严等。
[0070]倾斜支撑肋板106连接在中心筒108与锥形筒101之间。采用肋板连接方式,可以减轻T型盘的重量,有利于采用其的发动机的减重。可选地,该肋板与水平方向的夹角介于35°?70°之间,周向数量不小于4,厚度不小于2.5_,宽度不小于15_。该肋板结构可以有效的提高T型盘及其所在转子组件的结构刚性。同时,T型盘的刚度可以通过改变该肋板的宽度及厚度调节。
[0071]如图2所示,在T型盘I的中心筒与环状体之间的支撑壁面上,贴近环状体沿圆周均匀布置有多个例如扇形的回油通道105,该回油通道105数量不少于3个。润滑轴承的润滑油可以通过该回油通道105沿锥形筒内壁流入回油管路204。在发动机运行时,如果有润滑油附着在T型盘的该倾斜壁面上,在离心力的作用下,润滑油会沿该壁面向外侧移动,然后通过回油管路204汇入主润滑油中。
[0072]可选择的,回油管路可以为矩形,或者圆柱形等其他几何形状。
[0073]可选择的,虽然没有示出,为进一步增加倾斜壁面的结构稳定性及刚度,可以在肋板与中心筒之间周向地进一步布置加强肋板结构。
[0074]因为例如锥形筒101的存在,减少了低压涡轮盘盘心向轴承腔402和润滑油腔601内的传热,可以有效地控制轴承腔402和润滑油腔601内部的温度。
[0075]在燃气涡轮发动机运行时,高温高压的燃气冲转低压涡轮转子做功,带动低压涡轮盘7旋转。与低压涡轮轮盘紧固在一起的T型盘I随之旋转,并将扭矩通过型面配合(例如锥齿配合)转递到中心轴8上。
[0076]在本发明的实施例中,通过采用T型盘,可以至少获得如下技术效果之一:
[0077]I)、采用T型盘结构,可以实现发动机高压后轴承及低压后轴承的共腔布局,简化发动机的结构。
[0078]2)、采用T型盘结构,将轴承腔的回油通道布置在T型盘的靠近锥形筒的倾斜壁面外缘上,在发动机运行时,在离心力作用下,T型盘倾斜壁面对于轴承腔内的润滑油起到了“油雾分离器”的作用,液体很自然的被甩到T型盘外环锥形筒壁面而顺利回油。
[0079]3)、采用T型盘结构,可以将润滑油系统的回油管路安排在低压涡轮的下游,而不用通过在高压涡轮与低压涡轮之间的过渡段中专门设置宽厚支板的方式进行回油,润滑油可以通过T型盘上的回油通道进入低压涡轮后的回油管路,这可以进一步减轻发动机重量,同时因为取消或将过渡段内部为专门提供润滑油系统管路而设置的宽厚支板做薄,对于发动机的气动性能也有良好的改善作用。
[0080]4)、采用T型盘结构,将后轴承腔与涡轮盘盘心隔开,不仅减少了轮盘盘心向轴承腔的导热,也减少了轮盘的辐射效应。因而可以降低轴承腔中的温度,改善轴承的工作环境,有利于轴承的安全运行。
[0081]综上所述,本发明图1示出的实施例中,通过合理安排高压后轴承以及低压后轴承的支承方式,采用环下供油方式使两个轴承共用一套润滑油供油管路;通过采用T型盘,实现两个轴承的共腔,以及润滑油回油管路的共用。在本发明中,轴承布置更紧凑,同时润滑油系统得到极大简化,从而实现发动机减重的目的。该T型盘结构简单,易于实现,可以在现代发动机结构中进行推广,对于发动机性能的提高具有积极地推动作用。
[0082]虽然在本发明中以对应于燃气涡轮发动机的低压涡轮盘的润滑油路系统和轴承共腔结构为例进行了说明,但是,本发明的技术方案也可以应用到对应于燃气涡轮发动机的低压压气机附近的润滑油路系统和和轴承共腔结构。
[0083]在本发明中,T型盘是一种表述方式,并不要求其截面必然具有标准T形的形状。实际上,只要环状体具有足够的轴向长度,对于肋板的倾斜角度以及中心筒的轴向长度并无特别限定。
[0084]基于以上,本发明提出了如下方案:
[0085]1、一种用于相邻布置在中心轴8上的至少两个轴承301、302的润滑油路系统,包括:
[0086]用于第一轴承302的第一轴承润滑油路;和
[0087]用于第二轴承301的第二轴承润滑油路,第一轴承302和第二轴承301彼此相邻、且第二轴承301相较于第一轴承302更靠近中心轴的端部,
[0088]其中:
[0089]第一轴承润滑油路和第二轴承润滑油路的润滑油腔601共腔布置,润滑油腔601的上部与油气出口(对应于图1中的油气抽气管路203)连通,润滑油腔601的下部与润滑油回油口(对应于回油管路204)连通,来自第一轴承302和第二轴承301的润滑油均流向所述润滑油回油口。
[0090]2、根据I的润滑油路系统,其中:
[0091]中心轴8的端部上设置有T型盘I,所述T型盘I具有中心筒108和环状体(对应于锥形筒101),中心筒108与环状体之间利用肋板109连接,中心筒套接在中心轴8的端部上,且中心筒相较于第二轴承301更靠近中心轴的端部;
[0092]相邻肋板在圆周方向上间隔开而形成空隙开口,或者如图2所示,肋板109为圆板结构,所述圆板结构靠近所述环状体设置有沿圆周方向等距离间隔开的多个间隙开口(对应于回油通道105);
[0093]所述环状体具有由肋板间隔开的轴向内侧筒(对应于前半段102)和轴向外侧筒(对应于后半段103),来自第一轴承302和第二轴承301的润滑油适于依次经由轴向内侧筒的内侧表面、所述空隙开口、轴向外侧筒的内侧表面而到达所述润滑油回油口。
[0094]在本发明中,相对于中心轴的端部而言,远离该端部的一侧为轴向内侧,靠近该端部的一侧为轴向外侧。
[0095]3、根据2的润滑油路系统,其中:
[0096]所述油气出口、所述润滑油回油口在轴向方向上位于轴向外侧筒的轴向外端的外侧。
[0097]4、根据2的润滑油路系统,其中:
[0098]第一轴承302和第二轴承301均采用环下供油方式。
[0099]5、根据2-4中任一的润滑油路系统,其中:
[0100]如图1所示,中心轴8的端部设置有中空部(形成了中空部的端部对应于供油套202),润滑油供油管路将润滑油提供到所述中空部中;
[0101]如图1所示,中心轴8的端部还设置有与中空部相通的第一轴承供油口 205和第二轴承供油口 206,分别向第一轴承302和第二轴承301提供润滑油。
[0102]6、根据5的润滑油路系统,如图1所示,还包括端盖6,
[0103]其中:
[0104]端盖6的中部设置有所述润滑油供油管路(对应于供油嘴201),
[0105]端盖6的径向外端还具有端盖圆筒部602,端盖圆筒部位于轴向外侧筒的径向外侦牝且所述油气出口、所述润滑油回油口分别设置在所述端盖圆筒部上。
[0106]7、根据6的润滑油路系统,其中:
[0107]如图1所示,端盖圆筒部602与所述轴向外侧筒的外侧壁之间的通道中设置有第一封严结构(对应于后浮动式石墨封严结构501)。
[0108]8、根据7的润滑油路系统,其中:
[0109]所述轴向外侧筒的径向外侧设置有第一封严环(对应于后封严环5),所述端盖圆筒部连接到所述第一封严环,所述第一封严环与所述轴向外侧筒的外侧壁之间设置有所述第一封严结构。
[0110]9、根据2-8中任一的润滑油路系统,其中:
[0111]如图1所示,所述轴向内侧筒的径向外侧设置有第二封严环(对应于前封严环4),所述第二封严环与所述轴向内侧筒的外侧壁之间的通道中设置有第二封严结构(对应于前浮动式石墨封严结构401)。
[0112]10、根据9的润滑油路系统,其中:
[0113]如图1和3所示,所述轴向内侧筒的内侧设置有径向向内突出的凸起环(对应于环形挡油凸台104);
[0114]所述第二封严环具有径向内筒404和径向外筒405,所述径向外筒405与所述轴向内侧筒的外侧壁之间设置有所述第二封严结构,所述径向内筒404位于所述凸起环的径向内侧且延伸到所述凸起环的轴向外侧;
[0115]所述径向内筒404的内侧壁构成第一轴承的润滑油回流通道的一部分,来自径向内筒404的内侧壁的润滑油适于流向轴向内侧筒的内壁。
[0116]11、根据10的润滑油路系统,其中:
[0117]所述环状体的自所述凸起环到所述轴向外侧筒的轴向外端的内侧表面形成为朝向所述轴向外端渐扩的圆锥面。
[0118]12、根据11的润滑油路系统,其中:
[0119]所述圆锥面与水平方向的夹角在0.5度-15度之间。
[0120]13、根据10-12中任一的润滑油路系统,其中:
[0121]所述凸起环的径向向内突出高度不小于5_。
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