[发明专利]一种分段式发动机细长柔性轴结构

说明书

本发明公开了一种分段式发动机细长柔性轴结构，涉及燃气涡轮发动机技术领域，包括前段轴和后段轴，前段轴和后段轴通过前段轴安装边和后段轴安装边的固定连接来形成一个整体，使得前段轴传递转子扭矩、承受轴向力；后段轴不传递扭矩和承受轴向力，安装有两个滚棒轴承，两个滚棒轴承均通过轴承座承载，轴承座分别与两个发动机机匣固定连接。本发明通过一种分段式的细长柔性轴结构，将弹性支承和两个轴承内环集成到一段柔性轴上，并在轴承外环上施加油膜阻尼，继而组成完整的转子弹性支承和挤压油膜系统；后段轴上的轴承内环结构，可以简化生产、装配，提升轴功能集成度；鼠笼式柔性轴结构可以代替弹性支承调整转子的临界转速，控制转子径向变形。

技术领域

本发明属于燃气涡轮发动机技术领域，具体是一种分段式发动机细长柔性轴结构。

背景技术

现有的燃气涡轮发动机，一般通过一根细长柔性轴输出轴功率，继而驱动旋翼，螺旋桨，风扇或压气机运转。因转轴及轴上旋转件存在偏心质量，高速旋转时必然产生离心惯性力而发生弓形回转，在相应的临界转速下，动挠度达到最大继而发生破坏。因此，发动机转子系统一般采用弹性支承和挤压油膜结构，一方面，通过弹性支承调整控制转子的临界转速，使发动机工作转速区间避开临界转速；另一方面，通过油膜阻尼作用吸收转子振动的能量，减小振动带来的影响。

在现有的燃气涡轮发动机转子支承系统中，合理配置其临界转速，是保证发动机正常运转的重要前提，因此，通常需要设立单独的弹性支承和油膜阻尼结构。经典的转子支承系统，一般包括一根完整的轴，轴上嵌套完整的轴承(包括内环和外环，相应的轴向限位件及锁紧件如螺母等)，在轴承外环上，继续嵌套弹性支承，最后在弹性支承的外环上，施加油膜阻尼系统。

因此，本发明提供了一种分段式发动机细长柔性轴结构，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分段式发动机细长柔性轴结构，以解决如下技术问题：

1)现有的转子支承系统，通过设立单独的弹性支承，完整的轴承和油膜阻尼结构来保证转子正常工作运转，使得零件加工，组件装配较为复杂，也不利于减少零件数量和发动机质量；

2)现有轴整体偏刚性，使得支承系统要降低刚度以适应低临界转速的需要，继而增加了转子变形量，不利于控制转静子径向间隙，降低发动机的效率，并造成转静子径向碰磨的风险。

根据本发明的一个方面，提供一种分段式发动机细长柔性轴结构，包括前段轴和后段轴，所述前段轴和后段轴通过前段轴安装边和后段轴安装边的固定连接来形成一个整体，使得前段轴传递转子扭矩、承受轴向力；

所述后段轴不传递扭矩和承受轴向力，所述后段轴上安装有第一滚棒轴承和第二滚棒轴承，所述第一滚棒轴承和第二滚棒轴承均通过轴承座承载，所述轴承座分别与第一发动机机匣和第二发动机机匣固定连接。

根据本发明的一个实例性的实施例，所述后段轴上设有与第一滚棒轴承和第二滚棒轴适配的第一轴承内环和第二轴承内环。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述后段轴位于第一轴承内环和第二轴承内环之间的结构为鼠笼式结构，所述鼠笼式结构为弹性结构。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一滚棒轴承和第二滚棒轴承分别包括第一轴承外环和第二轴承外环，所述轴承座包括第一轴承座支架和第二轴承座支架，所述第一轴承外环和第二轴承外环分别套设在第一轴承座支架和第二轴承座支架内。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一轴承外环和第二轴承外环与轴承座之间采用间隙配合或过盈配合，所述第一轴承外环和第二轴承外环与第一轴承座支架和第二轴承座支架对应形成两组配合。

根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一轴承外环和第一轴承座支架之间以及第二轴承外环和第二轴承座支架之间至少有一组为间隙配合，其中为间隙配合的一组之间装配有两条封严涨圈。