[发明专利]齿轮箱行星衰减弹簧阻尼器

说明书

技术领域

本主题大体上涉及圆柱形滚柱轴承，或更具体地涉及用于燃气涡轮发动机中的周转齿轮箱(epicyclic gearbox)中的行星齿轮(planet gear)的圆柱形滚柱轴承。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和核心，其中核心沿穿过燃气涡轮的流动方向设置在风扇下游。燃气涡轮发动机的核心大体上以串流顺序包括压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在多轴燃气涡轮发动机的情况下，压缩机区段可包括设置在低压压缩机(LP压缩机)下游的高压压缩机(HP压缩机)，且涡轮区段可类似地包括设置在高压涡轮(HP涡轮)下游的低压涡轮(LP涡轮)。在此种构造的情况下，HP压缩机经由高压轴(HP轴)与HP涡轮联接，且LP压缩机经由低压轴(LP轴)与LP涡轮联接。

在操作时，风扇上的空气的至少一部分被提供至核心的入口。空气的此种部分由LP压缩机然后由HP压缩机逐渐地压缩，直到压缩空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩空气混合且被焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体被从燃烧区段发送穿过HP涡轮且然后穿过LP涡轮。穿过涡轮区段的燃烧气流驱动HP涡轮和LP涡轮，HP涡轮和LP涡轮中的各个又经由HP轴和LP轴驱动HP压缩机和LP压缩机中的相应的一者。燃烧气体然后被发送穿过排气区段，例如，至大气。

LP涡轮驱动LP轴，LP轴驱动LP压缩机。除驱动LP压缩机之外，LP轴可通过周转齿轮布置的动力齿轮箱驱动风扇，这允许风扇为了更高效率而在比LP轴的转速低的每单位时间转数下旋转。动力齿轮箱可旋转地支承太阳齿轮，太阳齿轮相对于环齿轮和多个行星齿轮设置在中心，行星齿轮围绕太阳齿轮设置，且接合在太阳齿轮与环齿轮之间。取决于是使用恒星齿轮箱(star gearbox)还是行星齿轮箱，LP轴通过联接到太阳齿轮上来将输入提供至周转齿轮布置，而风扇可联接成与行星齿轮的托架或与环齿轮一齐旋转。各行星与太阳齿轮且与环齿轮啮合。托架或环齿轮中的一者可保持静止，但并非它们中的二者。各行星齿轮能够在其自身的轴承上旋转，轴承安装在收纳在行星齿轮箱内的支承销上，该支承销固定到周转齿轮布置的托架的外周区域。风扇的轴能够在其自身的轴承上旋转，该轴承收纳在太阳齿轮箱中，该太阳齿轮箱也称为动力齿轮箱。

对于任何给定的燃气涡轮发动机应用，行星齿轮都设计成提供LP轴的转速与风扇轴的转速之间的固定减速比。由于收纳各行星齿轮的各行星齿轮箱设置在燃气涡轮发动机的流动路径内，故难题在于一方面设计满足发动机的所有飞行条件的可靠且稳健的行星齿轮箱，且另一方面设计足够紧凑来以不需要整个发动机大小比在其他情况下容纳行星齿轮箱所需的更大且更重的方式配合在流动路径内的行星齿轮箱。

由于行星齿轮箱在将动力从构件传递至构件时用作减速器或加速器，故齿轮箱效率是最重要的。各种动态问题总会在动力齿轮箱的长期操作期间出现。因此，轴承的容忍和减轻这些动态问题的能力可改善动力齿轮箱的能力、寿命和可靠性，且因此降低发动机维护的频率。此外，向支承行星齿轮的行星轴承(即，支持行星齿轮的旋转的轴承)提供适当的润滑和冷却是使行星轴承的寿命和行星轴承的负载能力最大化所必需的。因此，轴承处理预期动态问题的耐受方面的任何改善必须不会不利地影响对行星轴承的适当润滑和冷却。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实施本发明而习得。

在本公开的一个示范实施例中，燃气涡轮发动机的动力齿轮箱包括周转齿轮布置，该周转齿轮布置具有至少两个行星轴承，各行星轴承包括安装在托架销上的滚柱轴承。各滚柱轴承包括衰减弹簧，该衰减弹簧附接在行星齿轮与滚柱轴承的外环之间，以向系统提供阻尼。涡扇发动机的LP轴向动力齿轮箱提供旋转输入，且提供来自动力齿轮箱的输出以使涡扇发动机的风扇轴旋转。在处于行星布置形式的该实施例的一个实现方式中，各行星齿轮具有齿轮齿表面，该齿轮齿表面与太阳齿轮输入和静止环齿轮啮合，以将具有减小的转速的输出给予行星齿轮的托架。在处于恒星布置形式的该实施例的另一个实施方式中，各行星齿轮具有齿轮齿表面，该齿轮齿表面在托架保持静止时与太阳齿轮输入啮合，以将具有减小的转速的输出给予环齿轮。