用于旋转组件的辅助供油设备的制作方法

本公开涉及将油供应到旋转装置的组件。在一个实际应用中，旋转装置可为周转齿轮布置。

背景技术：

在这类旋转装置中的离心力可迫使油从已提供油的组件径向向外收集。可以期望此收集的油净化并且再循环到旋转装置的其它组件表面。

周转齿轮布置一般来说包含三个齿轮系元件：中心太阳齿轮、具有内齿轮齿的外环形齿轮，和在太阳齿轮和环形齿轮两者之间并且与其啮合接合的多个行星齿轮。齿轮系元件共享公用纵向中心轴，齿轮系元件中的至少两个绕其旋转。已知这类布置用于在燃气涡轮发动机的发动机核心和风扇之间的减速传动。在一些这类布置（被称为行星齿轮箱）中，太阳齿轮被布置成在外环形齿轮固定时收纳来自发动机核心的旋转输入。行星齿轮在公用纵向中心轴周围进动。托架用于将此进动传输到通常驱动风扇驱动轴的输出轴。行星齿轮托架在与太阳齿轮相同的方向上旋转以在降低转速下提供扭矩输出。

行星托架的旋转意指行星齿轮安装在其上的轴承必须承载行星齿轮的离心重量。在飞行操作期间，主要油管理系统为齿轮箱的这些轴承和其它组件和接口提供适当的润滑。这类主要油管理系统可依赖于电源，例如以将润滑剂泵送到所需部位或操作选择性递送润滑剂的控制系统。然而，在飞行停车或油系统故障的情况下，这类布置是不可依赖的。需要辅助油源以维持油馈入轴承、其它组件和接口以防止风扇卡咬。辅助油源可再分布和再循环通过主要油源递送的油。替代地，辅助油源可循环来自除主要油源系统之外的源的油。

技术实现要素：

本公开提供用于旋转装置的辅助供油设备，旋转装置包括主要油源系统、旋转组件和使旋转组件的旋转中心径向向外定位并且被布置成在旋转组件旋转时收集从旋转组件径向向外迫使的油的静态组件，辅助油系统包括与旋转组件相关联并且响应于已知参数的改变在静态组件中的第一位置到在静态组件和旋转中心之间的第二位置之间移动的铲。

静态组件可环绕旋转组件。在替代方案中，静态组件可包括布置在旋转组件的旋转中心下方被布置成用于收集在重力下合并的过量的油的槽道。

参数可为旋转组件的转速，参数具有两种可识别的条件，第一条件对应于旋转组件的第一转速范围，并且第二条件对应于旋转组件的第二转速范围。第一转速范围可对应于旋转组件为电力驱动，并且第二转速范围可对应于旋转组件风车运动。

在一些实施例中，铲可枢转地安装到旋转组件并且通过配重平衡。可选择配重以在第二条件期间在产生的离心力下使旋转中心径向向外移动和在第二条件期间径向向内移动并且引起铲在第一条件中径向向内移动到第二位置并且在第二条件中径向向外移动到第一位置。

铲可与旋转组件的元件流体连通。当旋转组件携带铲旋转时，油从槽收集并且可在装置旋转时通过软管被递送到元件。

设备可进一步包括与铲臂相关联的缩回器装置用于使铲臂从第二位置返回到第一位置，由此将从槽挖取的油递送到旋转组件的元件。举例来说，但不限于，元件可为轴承或齿轮啮合接口。缩回器装置可具有平衡位置，在所述平衡位置处，铲臂保持在第一位置。举例来说，但不限于，缩回器装置选自；扭力弹簧、拉伸弹簧、压缩弹簧、液压致动器或气动致动器。

在一些实施例中，参数为在主要油源的油的压力，此参数具有两种可识别的条件，第一条件对应于在主要油源中的第一油压范围，并且第二条件对应于在主要油源中的第二油压范围。举例来说，主要油源可与被布置成使得响应于主要油源的压力改变使活塞在气缸内移动的在气缸中可滑动地接合的活塞流体连通。铲以使得活塞的移动引起铲在第一位置和第二位置之间移动的方式连接到活塞。

在参数为在主要油源的油压的情况下，第一油压范围可对应于其中主要油源为有源的情况（例如其供应通过泵驱动），并且第二油压范围可对应于其中主要油源为无源的第二条件（例如泵失去电力）。

在替代实施例中，设备包括用于监测主要油源的油压的传感器和与传感器相关联的致动器，当传感器检测从第一条件到第二条件和/或第二条件到第一条件的改变时，致动器响应于将铲臂从第一位置移动到第二位置。举例来说，致动器可为机电、液压或气压的。

在一些实际实施例中，旋转装置为周转齿轮箱的组件。齿轮箱可为行星齿轮箱，环形齿轮固定并且行星齿轮在公用纵向中心轴周围自由进动。旋转组件可为用于行星齿轮的行星托架。举例来说，但不限于，周转齿轮箱可在燃气涡轮发动机的涡轮轴和风扇轴之间轴向布置，由此提供从涡轮轴到风扇轴的减速传动。在一个实例中，设备可用于确保在其中在主要油源中驱动输入轴和/或泵送油的电源已受到限制或切断的条件期间将油连续供应到行星齿轮的轴承。

因此，在一个具体实施例中，旋转装置包括周转齿轮箱的行星托架，周转齿轮箱具有沿公用纵向中心轴远离齿轮箱的旋转中心径向布置的静态槽。静态槽可环绕齿轮箱。

举例来说，周转齿轮箱包括三种齿轮系元件；

中心太阳齿轮、具有内齿轮齿的外环形齿轮，和在太阳齿轮和环形齿轮两者之间并且与其啮合接合的多个行星齿轮；齿轮系元件共享公用纵向中心轴，齿轮系元件中的至少两个绕其旋转；

每个行星齿轮借助于轴承安装用于旋转。

用于在第一条件期间馈入行星齿轮轴承的主要油源系统；用于在第二条件期间馈入行星齿轮轴承的辅助油源系统，其中在使用时，通过主要油系统供应的油收集在静态槽中。

辅助油源系统可包括；

紧固到托架的一个或多个枢轴或周转齿轮箱的另一个旋转组件；

从枢轴延伸并且在已知参数的第一条件期间的第一位置和在已知参数的第二条件期间的第二位置之间可移动的铲臂。

托架可将扭矩从进动行星齿轮传输到输出轴，例如燃气涡轮发动机的风扇轴。在使用时可布置齿轮箱以提供在燃气涡轮发动机中的涡轮轴和风扇驱动轴之间的减速传动。

在其中第一和第二条件对应于齿轮的第一和第二转速范围的实施例中，较高转速可对应于输入轴到齿轮箱为电力驱动，并且较低转速对应于其中电源切断并且通过齿轮箱耦合的组件风车运动的条件。可提供在与铲臂相反的方向上从枢轴延伸的配重。可通过与电力驱动转速比较来选择配重，使得在这些速度下，在配重上产生的离心力将配重推动到径向向外极限。配重相对于铲臂安置，使得当配重在其径向外极限处时，铲臂处于缩回位置（第一位置）。随转速降低，配重上的离心力下降，并且配重朝向径向内极限径向向内移动。配重相对于铲臂安置，使得当配重在其径向内极限处时，铲臂处于在槽中的延伸位置（第二位置）。

设备可包含被配置成将铲臂牵拉回到第一位置返回到平衡位置由此将收集的油递送到轴承的缩回器装置。举例来说，缩回器装置为被布置成通过配重受拉放置在其径向内极限处的弹簧。在弹簧返回到平衡时，铲臂被径向向内牵拉。在替代方案中，缩回器装置为液压或气压装置。在另一个替代方案中，缩回器装置可包括响应于监测参数的传感器的机电装置。

附图说明

现在将参考附图描述实施例，其中：

图1示出如从先前技术中已知的周转齿轮箱的示意图；

图2示出从先前技术中已知的周转齿轮箱的替代视图；

图3示出根据本公开的包含辅助供油设备的周转齿轮箱的第一实施例；

图4开示出根据本公开的包含辅助供油设备的旋转装置；

图5示出在不同主要油源压力条件期间图4的实施例；

图6为根据本公开的周转齿轮箱和辅助供油设备可并入的燃气涡轮发动机的截面侧视图。

具体实施方式

图1示出周转齿轮箱的示意性布置。如可看出，齿轮箱包括与环形齿轮2同轴并且与其径向对准的太阳齿轮1。在太阳齿轮1的外径和环形齿轮2的内径之间的径向空间中提供行星齿轮3的阵列。行星齿轮3各自与太阳齿轮1和环形齿轮2啮合。每个行星齿轮3安装在轴承4上。齿轮布置通过行星托架（未示出）的板5包封。环形齿轮2径向向外为槽6。在使用时，太阳齿轮1通过输入轴（未示出）旋转驱动。

图2示出与在图1中示出的齿轮箱类似的齿轮箱的截面视图。齿轮箱为行星齿轮箱。图包含与环形齿轮2啮合接合的一个行星齿轮3的局部截面。行星齿轮3安装在轴承4上。环形齿轮2固定并且行星齿轮3在太阳齿轮（未示出）周围自由进动。图还示出行星托架的臂7，其将扭矩从行星齿轮3传输到输出轴（未示出）。齿轮的啮合表面8和轴承4的滚柱需要持续润滑以防止齿轮箱卡咬。主要供油回路9将润滑油递送到所需位置。过量的油可排入充当贮油槽的槽6中。

齿轮箱可形成在齿轮涡扇发动机中的涡轮轴和风扇轴之间的传动减速装置的一部分。在一些操作期间，机油可从贮槽6泵送回到所需位置。有时，从贮槽有源泵送油的电力可为限制或不可用的，然而在这类时间期间可存在风扇持续旋转的持续要求。为了防止卡咬，即使在不存在电源的情况下齿轮箱也必须持续润滑。

图3示出本发明的第一实施例。所述图示出具有太阳齿轮31、环形齿轮32和在太阳齿轮31和环形齿轮32之间的径向空间中并且各自与太阳齿轮31和环形齿轮32啮合接合的行星齿轮33的阵列的行星齿轮箱的透明局部截面。在示出的布置中的环形齿轮32固定，使行星齿轮33在三个齿轮系的公用纵向中心轴周围进动。齿轮系通过板35至少部分包封，所述板35可继而形成将扭矩传输到输出轴（未示出）的行星托架的一部分。槽36充当在齿轮箱的径向外极限处的贮油槽。

在板35的面上安装携带铲38的枢轴37，所述铲38被布置成在其中它与轴承34相邻搁置的第一位置（以点线示出）和其中它搁置在槽36中的第二位置（以实线示出）之间枢转。臂39也由枢轴37承载并且相对于铲38固定。支架40紧固到板35，并且弹簧41在第一端部处紧到固支架40并且在第二端部处紧固到臂39。用于铲38和臂39的配重42从枢轴37在相反的方向上延伸。在盖板35上提供止动件43并且防止臂39和配重42的过旋转并且使弹簧41阻尼。

在许多发动机循环期间，齿轮箱的离心力使得迫使配重42径向向外压缩弹簧41并且将铲38拉到其中其缩回与轴承34相邻的位置的第一位置（由虚线轮廓表示）中。在较慢速度下，对配重42的力降低，引起它顺时针驱动枢轴，使铲38向外延伸并且进入槽36同时使弹簧41受拉。在弹簧41返回到平衡时，铲38从贮槽36收集油并且将其朝向轴承34甩回。因此，布置对输入轴的转速降低起反应以引起辅助油系统将油供应到轴承。

应了解，描述的实施例可适于任何旋转装置并且不严格限于行星齿轮箱。

在图4和5的实施例中，旋转装置包括通过静态组件51环绕的旋转组件50。箭头r表示旋转组件50的旋转方向。静态组件51限定旋转组件50周围的槽。主要油回路52在旋转装置的第一操作条件期间将油提供到旋转组件50。主要油回路52的油压在旋转装置的第一操作条件和旋转装置的第二操作条件之间改变。

图4示出其中主要油系统52的压力相对高的条件。主要油系统回路包含其中可滑动地收纳活塞54的气缸53。在此条件下，油压作用于活塞54，迫使它进入气缸53。活塞54经由连杆55连接到铲56。铲56与软管57流体连通。在此条件期间，铲56保持在静态组件51的径向内侧。旋转旋转装置50引起油58在静态组件51的槽中累积。

图5示出其中与在先前描述的图4的条件中的压力相比，主要油系统的压力相对低的条件。减压的结果是，活塞54被牵拉离开气缸53。气缸53、活塞54和铲56被布置成使得，在活塞向外移动时，铲56进入在静态组件51中的槽并且进入累积的油58。在旋转组件50持续在方向r上旋转时，来自槽的油58由铲收集并且进入软管57。软管57可将净化的油重导引到静态组件51径向内侧的旋转组件50的元件。

参考图6，燃气涡轮发动机大体上以610指示，具有主要和旋转轴线611。在轴向流动系列中，发动机610包括进风口612、推进风扇613、高压压缩机614、燃烧设备615、高压涡轮机616、低压涡轮机617和排气喷嘴618。外罩620大体上包围发动机610并且限定进口612。

燃气涡轮发动机610以常规方式工作，使得进入进口612的空气通过风扇613加速以产生两个气流：进入高压压缩机614的第一气流和穿过旁路管道621以提供推进力的第二气流。高压压缩机614压缩引导进入其的气流，之后将所述空气递送到燃烧设备615。

在燃烧设备615中，气流与燃料混合并且燃烧混合物。所得的热燃烧产物随后膨胀通过并且由此驱动高压涡轮机616和低压涡轮机617，之后通过喷嘴618排放以提供额外推进力。高616和低617压力涡轮机各自通过合适的互连轴分别驱动高压压缩机614和风扇613。

举例来说，根据本公开的并入辅助油系统的周转齿轮箱可设置在公共轴中，所述公共轴承载在低压涡轮机517和风扇513之间以便提供从低压涡轮机517到风扇513的减速传动。

本公开可应用到的其它燃气涡轮发动机可具有替代配置。借助于实例，这类发动机可具有替代数量的互连轴（例如三个）和/或替代数量的压缩机和/或涡轮机。另外，发动机可包括在驱动系中提供的从涡轮机到压缩机和/或风扇的齿轮箱。

应理解，本发明不限于上述实施例，并且可在不脱离本文所描述的概念的情况下进行各种修改和改进。除其中相互排斥外，可分别或与任何其它特征组合采用任何特征，并且本公开延伸到并且包含本文所描述的一个或多个特征的所有组合和子组合。