本发明涉及一种包括自由动力涡轮的民用和地面燃气涡轮发动机。
背景技术：
燃气涡轮发动机是已知的，其中存在滚子轴承支架，所述滚子轴承支架的内环安装在涡轮轴上(专利US 2008/0098717，IPC F02K3/02，公布日期：2008年5月1日)。
这种设计的缺点在于其可靠性低，因为滚子轴承故障可能由于其过热而导致涡轮轴断裂。
最接近要求保护的设计是燃气涡轮发动机，其中滚子轴承的内环安装在发动机轴上并且用螺母锁定在轴向位置，所述螺母与位于轴的轴向凹槽中的保持板周向锁定在一起。还存在安装到轴的迷宫环，所述迷宫环与定子凸缘共同构成迷宫密封件(专利RU 2 250 386，IPC F02K3/06，公布日期：2005年4月20日)。
被认为是原型的已知设计的缺点在于其可靠性较低，因为轴的轴向凹槽是应力升高器，其由于潜在的轴故障而降低燃气涡轮的可靠性。另外，在降低的功率条件下，油可能从油腔泄漏到气腔，从而也降低发动机的可靠性。
通过要求保护的发明来解决的技术挑战是凭借通过周向地固定滚子轴承保持螺母来避免发动机轴中的应力升高，以及通过避免油在发动机降低功率下从油腔泄漏到气腔，来提高燃气涡轮发动机的可靠性。
技术实现要素：
技术成果通过自由动力涡轮实现，所述自由动力涡轮包括：滚子轴承，所述滚子轴承的内环用螺母锁定在轴向位置；以及具有迷宫环和迷宫凸缘的空气迷宫封件，并且根据本发明，所述自由动力涡轮包括：
具有径向螺母取向的环形边缘的滚子轴承间隔衬套位于滚子轴承内环和轴的圆柱形表面之间，而所述环形边缘的内侧是一系列平坦和圆柱形的表面，其中衬套平坦表面接触轴的平坦外表面，并且所述环形环的外侧是圆柱形的，其上容纳被制造成具有轴的轴向取向边缘的锁环的轴向边缘，所述轴向边缘也具有由一系列平坦和圆柱形的表面制成的内侧，其中锁环的平坦表面接触轴的平坦外表面；
在滚子轴承内环和锁环之间的间隔衬套上，存在迷宫环，所述迷宫环与定子凸缘一起形成迷宫密封件，所述迷宫密封件具有中心环形气腔，所述中心环形气腔在入口处连接到轴的内部气腔，而在出口处其通过一组迷宫齿连接到燃气涡轮发动机的气腔，以及通过单个迷宫密封件且通过C形开槽空腔连接到涡轮的油腔，所述C形开槽空腔由定子凸缘的圆柱形部分并由具有倾斜内表面的迷宫环的周围前部形成。
安装在滚子轴承内环和自由涡轮轴的圆柱形表面之间的滚子轴承间隔衬套使得可以在滚子轴承故障的情况下避免涡轮轴损坏，从而提高燃气涡轮的可靠性。
与原型相反，本发明使得在滚子轴承间隔衬套上制造径向螺母取向的环形边缘，其具有作为一系列平坦和圆柱形的表面的内侧，所述表面沿着轴的平坦外表面接触，这使得可以防止衬套抵靠轴进行轴向移动，从而防止高速自由涡轮转子的不平衡；在这种情况下，轴表面上的应力集中最小。
由于间隔衬套的径向环形边缘的外侧被制成为圆柱形的，其上安装有锁环的轴向圆柱形边缘，所以可以满足锁环与高速涡轮轴的同心性，从而防止转子在发动机操作范围内的失衡。
制造具有轴的轴向取向环形边缘的锁环，所述环形边缘的内侧是一系列平坦和圆柱形的表面，其中衬套平坦表面接触轴的平坦外表面，使得可以防止锁环抵靠轴的周向移动，从而确保轴承内环保持螺母周向地固定在适当位置。
在滚子轴承内环和锁环之间的间隔衬套上安装迷宫环，使得可以在迷宫密封件被阻塞的情况下防止过热和涡轮轴的故障，这提高了燃气涡轮发动机的可靠性。
由于具有用于滚子轴承的油腔的迷宫密封件，其中中心环形气腔在入口处连接到涡轮轴的内部气腔，而在出口处，其通过一组迷宫齿连接到燃气涡轮发动机的气腔，以及通过单个迷宫密封件且通过C形开槽气腔连接到滚子轴承支架的油腔，所述C形开槽气腔由定子凸缘的圆柱形部分并由具有倾斜内表面的迷宫环的周围前部形成，所以可以确保迷宫密封件在发动机操作范围(包括瞬态模式)下的可靠操作，从而提高燃气涡轮发动机的可靠性。
附图说明
图1是自由动力涡轮的纵向剖面；
图2是图1中的剖面I的放大视图；
图3是图2中的A-A剖面；
图4是图2中的B-B剖面；
图5是图2中的剖面II的放大视图。
具体实施方式
自由动力涡轮组件1包括具有内环3的后滚子轴承2，所述内环3安装在间隔衬套4上，所述间隔衬套4又设置在涡轮1的转子7的轴6的外圆柱形表面5处。
与安装在其上的内环3耦合的间隔衬套4、迷宫环8和锁环9用安装在轴6上的螺母10进行轴向固定，而螺母10与锁环9的后支架11周向地锁定在一起。
间隔衬套4被制造成具有锁环9取向的径向环形边缘12，所述径向环形边缘的内表面13被制成为一系列平坦表面14和圆柱形表面15，所述表面接触轴6的配合平坦外表面16。径向间隙18位于间隔衬套4的环形边缘12的圆柱形表面15和轴的配合圆柱形表面17之间。
径向环形边缘12的外表面19被制成为圆柱形的，其中锁环9的环形轴向边缘20安装在其上。
锁环9还被制造成具有环形边缘22，所述环形边缘被取向在涡轮1内的轴6的轴线21上，而环形边缘22的内表面23也被制成为一系列平坦表面24和圆柱形表面25，所述表面接触轴6的配合平坦外表面26。径向间隙28位于环形边缘22的圆柱形表面27和轴6的配合圆柱形表面25之间。
迷宫环8与定子迷宫凸缘29共同构成迷宫密封件30，从而将气腔31与自由动力涡轮1内的油腔32隔绝密封。迷宫密封件30包括中心环形气腔33，所述中心环形气腔在入口处通过径向管道34、35和36连接到轴6的内部气腔37，并且在出口处：通过一组迷宫齿38连接到气腔31，以及通过单个齿39且通过C形开槽气腔40连接到涡轮1的油腔32，所述C形开槽气腔由定子凸缘29的圆柱形部分41和具有倾斜内表面43和44的迷宫环8的周围前部形成。
该组件操作如下。
在自由动力涡轮1以降低的功率操作期间，迷宫密封件30通过施加到C形开槽气腔40中的油颗粒的离心力而有效地密封油腔32，因为油颗粒通过倾斜表面43、44排放到油腔32中。当燃气涡轮发动机功率升高时，在增加的压力下的冷却空气从轴6的内部气腔37递送到迷宫密封件，这使得迷宫密封件30更有效地工作。在迷宫密封件8接触定子凸缘29并且迷宫密封件8加热的情况下，抵靠轴6与平坦表面14周向固定在一起的间隔衬套4将保护轴6免受损坏。
因此，具有上述特征的本发明的实施方案以及要求保护的发明的已知特征使得可以凭借通过周向地固定滚子轴承保持螺母避免发动机轴中的应力升高，以及通过防止油在所有发动机操作模式下从油腔泄漏到气腔，来提高燃气涡轮的可靠性。