一种航空发动机轴流压气机转子结构的制作方法

1.本发明涉及航空发动机技术领域，具体涉及一种航空发动机轴流压气机转子结构。


背景技术：

2.目前航空发动机转子支承经常采用前后两支承与机匣固定连接，两支点分别润滑的方式。该方式支承结构复杂，加工难度大；润滑结构复杂，管路连接众多，装配难度大。小型航空发动机为了尽可能的缩短发动机尺寸，经常采用叶盘与心轴一体化设计。某发动机低压压气机采用轴流式叶轮后加心轴的整体轴流式转子，需在短尺寸心轴上对压气机转子进行两支点固定。一个支点为传力支点通过推力轴承传递转子轴向力；另一个支点在保证转动的可靠性的同时，既要允许转子与机匣可发生热位移，又要有一定的防振措施。小型航空发动机一般转速较高，为保证支点轴承转动时的可靠性，需要使用高压滑油对传力轴承进行冲击冷却和润滑，对仅产生支承作用的轴承进行浸油润滑，保证滑油密封的同时将使用完成的滑油回收至滑油箱内。
3.有鉴于此，特提出本技术。


技术实现要素：

4.本发明提出一种航空发动机轴流压气机转子结构，以解决上述提到的技术问题。
5.本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
6.一种航空发动机轴流压气机转子结构，包括：
7.转子轴、传力轴承座组件、支承轴承座组件、机匣；
8.其中，所述传力轴承座组件、所述支承轴承座组件都套设在所述转子轴上，并与所述机匣适配连接；
9.所述传力轴承座组件设有传力轴承，所述支承轴承座组件设有支承轴承；所述传力轴承、所述支承轴承都与所述转子轴适配；
10.所述支承轴承座组件与所述机匣之间设有润滑衬套；
11.所述支承轴承座组件与所述润滑衬套间隙配合；
12.所述润滑衬套与所述机匣的配合处具有环形油槽；
13.所述环形油槽具有径向油孔和轴向油孔，所述径向油孔通向所述支承轴承座组件与所述润滑衬套之间的间隙，所述轴向油孔通向所述传力轴承。
14.进一步地，所述传力轴承座组件还包括传力轴承座、挡油环、螺母、螺圈；
15.所述挡油环、所述螺母处于所述传力轴承的两侧，所述螺圈处于所述螺母所在的一侧；
16.所述螺母将所述传力轴承的内环压紧在所述转子轴的限位面上；
17.所述螺圈配合压紧在所述传力轴承的外圈处。
18.进一步地，所述传力轴承座组件还设有石墨封油组合件；
19.所述石墨封油组合件端部的石墨端与所述挡油环适配。
20.进一步地，所述传力轴承座组件与所述机匣的内部配合处设有密封圈；
21.所述传力轴承座组件外侧部与所述机匣通过螺钉连接。
22.进一步地，所述支承轴承座组件包括支承轴承座、卡圈、垫圈、弹簧；
23.所述支承轴承座与所述润滑衬套的前段与后段都具有台阶过渡；
24.所述卡圈、所述垫圈、所述弹簧在前段进行配合；
25.所述卡圈设于最外侧，所述弹簧配合在两个所述垫圈之间，其中一个的所述垫圈与所述卡圈接触，另一个与所述润滑衬套的台阶配合。
26.进一步地，所述支承轴承座的后段的靠近前段的端部设有第一胶圈。
27.进一步地，所述石墨封油组合件包括安装座、波形弹簧、垫板、第二胶圈、石墨；
28.所述波形弹簧、所述垫板配合在所述安装座内部；
29.所述石墨一端与所述垫板配合，另一端与所述挡油环配合；
30.所述第二胶圈配合在所述垫板与所述石墨之间。
31.进一步地，所述机匣具有滑油进口和滑油出口；
32.所述滑油进口连通至所述环形油槽；
33.所述滑油出口与机匣内腔连通。
34.本发明的有益效果包括：
35.转子轴支承在两个轴承上，一个是安装在传力轴承座内的尺寸较大的、内环可分的轴承，另一个是安装在浮动地套在机匣的支承轴承座内的尺寸较小的轴承，既要允许转子与机匣可发生热位移，又有一定的防振措施。润滑和冷却轴承的滑油由机匣上环形油槽供给，一部分滑油经润滑衬套上向前的轴向油孔喷向传力轴承，润滑衬套上还有多个径向孔，使得部分滑油通向支承轴承座和润滑衬套的配合表面，从而在间隙形成一个减振油膜。润滑传力轴承后的滑油向后回油流过支承轴承，以浸油的方式润滑支承轴承。
附图说明
36.图1为航空发动机轴流压气机转子结构的结构图；
37.图2为传力轴承座组件的局部结构图；
38.图3为支承轴承座组件的局部结构图。
39.图中：转子轴1；传力轴承座组件2；支承轴承座组件3；机匣4；润滑衬套5；传力轴承6；支承轴承7；环形油槽8；第一胶圈9；传力轴承座21；挡油环22；螺母23；螺圈24；石墨封油组合件25；密封圈26；螺钉27；支承轴承座31；卡圈32；垫圈33；弹簧34；油进口41；滑油出口42；安装座251；波形弹簧252；垫板253；第二胶圈254；石墨255。
具体实施方式
40.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
41.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
42.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
43.如图1-3所示，一种航空发动机轴流压气机转子结构，包括：
44.转子轴1、传力轴承座组件2、支承轴承座组件3、机匣4；
45.其中，传力轴承座组件2、支承轴承座组件3都套设在转子轴1上，并与机匣4适配连接；
46.传力轴承座组件2设有传力轴承6，支承轴承座组件3设有支承轴承7；传力轴承6、支承轴承7都与转子轴1适配；
47.支承轴承座组件3与机匣4之间设有润滑衬套5；
48.支承轴承座组件3与润滑衬套5间隙配合；
49.润滑衬套5与机匣4的配合处具有环形油槽8；
50.环形油槽8具有径向油孔81和轴向油孔82，径向油孔81通向支承轴承座组件3与润滑衬套5之间的间隙，轴向油孔82通向传力轴承6。
51.具体而言，在转子轴1设置两处支点：传力轴承座组件2和支承轴承座组件3，在传力轴承座组件2内设置传力轴承6，在支承轴承座组件3内设置支承轴承7，润滑衬套5与机匣4过盈配合，支承轴承座组件3设于润滑衬套5中心并间隙配合，使得工作中允许支承轴承座3和机匣4之间有相对的移动，使转子和机匣4之间允许相互因热膨胀不同而产生位移。滑油是通过环形油槽8进入供给的，环形油槽8中的滑油有两个去向，其中一处是通过轴向油孔82通向传力轴承6，从而实现对传力轴承6能够进行冲击冷却和润滑，之后润滑传力轴承6后的滑油向后回油流过支承轴承7，以浸油的方式润滑支承轴承7；另一处是通向支承轴承座组件3与润滑衬套5之间的间隙，使得间隙生成一层油膜，能够起到减震缓冲的效果。
52.在一些实施例中，传力轴承座组件2还包括传力轴承座21、挡油环22、螺母23、螺圈24；
53.挡油环22、螺母23处于传力轴承6的两侧，螺圈24处于螺母23所在的一侧；
54.螺母23将传力轴承6的内环压紧在转子轴1的限位面上；
55.螺圈24配合压紧在传力轴承6的外圈处。
56.采用以上技术方案，通过螺圈24能够将传力轴承6压紧在传力轴承座21内，通过螺母23将传力轴承6的内环压紧在转子轴1的限位面上。因此，转子的轴向负荷是由这个轴承传给传力轴承座21和机匣4的。
57.在一些实施例中，传力轴承座组件2还设有石墨封油组合件25；
58.石墨封油组合件25端部的石墨端与挡油环22适配。
59.采用以上技术方案，由于该处属于运动部位与静止部位之间，采用石墨封油组合
件25，石墨具有较强的耐磨性，利用石墨端与挡油环22配合来实现油腔的密封。
60.在一些实施例中，传力轴承座组件2与机匣4的内部配合处设有密封圈26；
61.传力轴承座组件2外侧部与机匣4通过螺钉27连接。
62.采用以上技术方案，由于该处属于静止部位之间，通过密封圈26来保证传力轴承座组件2与机匣4之间的密封。可选的，通过螺钉27让将传力轴承座21固定在机匣4上。
63.在一些实施例中，支承轴承座组件3包括支承轴承座31、卡圈32、垫圈33、弹簧34；
64.支承轴承座31与润滑衬套5的前段与后段都具有台阶过渡；
65.卡圈32、垫圈33、弹簧34在前段进行配合；
66.卡圈32设于最外侧，弹簧34配合在两个垫圈33之间，其中一个的垫圈33与卡圈32接触，另一个与润滑衬套5的台阶配合。
67.采用以上技术方案，将支承轴承7装入支承轴承座31的后段内侧，并用卡圈进行轴向止动，支承轴承座31前端用卡圈32和两个垫圈33安装着一个弹簧34，它使支承轴承7经常承受向前的轴向负荷以消除轴承的间隙，改善在高速下轴承的工作条件。
68.在一些实施例中，支承轴承座31的后段的靠近前段的端部设有第一胶圈9。
69.采用以上技术方案，设置第一胶圈9后使得支承轴承座31与润滑衬套5的后段间隙形成的油膜更加稳定，并且第一胶圈9并不妨碍支承轴承座组件3与润滑衬套5之间的相对移动。
70.在一些实施例中，石墨封油组合件25包括安装座251、波形弹簧252、垫板253、第二胶圈254、石墨255；
71.波形弹簧252、垫板253配合在安装座251内部；
72.石墨255一端与垫板253配合，另一端与挡油环22配合；
73.第二胶圈254配合在垫板253与石墨255之间。
74.采用以上技术方案，波形弹簧252能够将石墨255推向挡油环22，使得二者配合更加紧密，从而保证密封效果。
75.在一些实施例中，机匣4具有滑油进口41和滑油出口42；
76.滑油进口41连通至环形油槽8；
77.滑油出口42与机匣4内腔连通。
78.采用以上技术方案，滑油通过滑油进口41进入环形油槽8，再从环形油槽8进入内腔，使用完成的滑油通过滑油出口42回收至滑油箱内。
79.在装配时：
80.1.将石墨封油圈组合件、传力轴承外环装入传力轴承座中，并用螺圈压紧轴承外环。
81.2.将支承轴承和卡圈装入支承轴承座轴承安装面，将垫圈、弹簧、卡圈装入弹簧安装面，装入胶圈。
82.3.将挡油环、传力轴承内环上半环装入转子轴的轴承定位面；装入第一步装配完成的传力轴承座及滚珠；装入轴承内环下半环并用螺母压紧。
83.4.装入第二步装配完成的支承轴承座组件。
84.5.将装配完成的转子装入已装有润滑衬套的机匣，并使用螺钉均匀拧紧。
85.应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的
原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。