[發明專利]渦輪發動機帶支座的撓性后軸承安裝架

有效

• 申請號: 201180010953.0
• 申請日: 2011-02-24
• 公開（公告）號: CN102782260A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 馬克·莫里斯·迪朱迪;吉恩-盧克·皮埃爾·薩歐瑞斯;吉恩-莫里斯·卡薩爾斯-柏克
• 申請（專利權）人: 渦輪梅坎公司
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16;F01D9/04
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 宋義興;桑麗茹

技術領域

本發明領域為航空渦輪發動機組領域，特別是有助于它們的旋轉軸軸承安裝的它們的部件領域。

背景技術

航空渦輪發動機組，不論是單軸還是多軸的，一般都包括一個或多個稱之為軸承安裝架的結構部件，這些軸承安裝架支撐著所述這些軸的旋轉軸在其上旋轉的軸承。如果是渦輪軸發動機，這些部件也可支撐由自由渦輪驅動的動力軸。在后軸承的軸承安裝架的情況下，安裝架會承受較高的熱應力，因為這些安裝架由位于冷區域的凸緣連接到發動機的外殼上，而其中央部分為管道形式，來自發動機燃氣流過該管道，因此，位于一個特別熱的區域。在朝向發動機的內部，它們連接到一組部件上，這些部件構成了殼體，用于安裝旋轉軸的軸承位于該殼體內。這些殼體同樣也位于較冷區域，因為該區域被發動機冷卻空氣和軸承潤滑油掃過。由于構成該安裝架各個不同部件之間存在溫度差異，在工作期間，可能出現不同的徑向移動，因此，還必須考慮這些徑向移動。

為此，后軸承安裝架通常都是環形管道形式，燃氣流過該環形管道，而且，結構臂也橫穿該管道，所述管道通過兩個部分向外和向內延伸，這兩個部分幾何構型復雜，稱之為發夾。這些發夾將裝有軸承的剛性中央部分與外部連接，與此同時，又允許溫度差異而造成的徑向移動。按目前的技術狀態，這些發夾都采用軸對稱，或局部穿孔，目的是增加撓性，同時又確保軸承具有足夠的剛性。

實際上，在結合了后軸承安裝架的設計方案的具體情況下，在設計這種安裝架的時候，需要實現兩個彼此相對的目標：首先，必須具有足夠的剛性，目的是調整轉軸旋轉時的尺寸，并限制轉子在負載系數下移動范圍(這就是說，當渦輪機組承受與其旋轉軸線成橫向的加速度時)，其次，必須通過下發夾和外發夾的尺寸調整來確保軸承安裝架具有足夠撓性，目的是延長該部件的壽命。

該部件為鑄件或采用全焊接結構，很復雜，因此制造成本很高；此外，使用中的機械可靠性也會造成附加成本，這些費用并不是微不足道，而且是因為多次維修或需要提前報廢部件所致。為了改善其耐久性，重要的是，這種部件的設計應在其發夾處具有最大可能的撓性，與此同時，確保整個組合件足夠堅硬，以便可保持與其所支撐的軸的旋轉對準。

專利申請GB?952774或FR?1346653給出了這種部件的實施方式，但是，這些部件的生產都是采用了專用部件，這些專用部件的唯一作用就是確保預期的撓性。它們并不能使渦輪移動部件具有高負載。

發明內容

本發明的一個目的是通過提出一種改進了使用壽命的后軸承安裝架來滿足所述目標，該安裝架可穩穩地保持其所支持的旋轉軸的軸承，而且，該安裝架的生產可以最大可能地降低渦輪模塊中存在的部件數量。渦輪模塊是一個各種部件的組合體，包括至少一個渦輪機葉輪，這些部件相互結合，從而構成了獨立的渦輪機組分組件；為此，該分組件可以與其它模塊裝配在一起，或者作為機械上獨立的整體件從渦輪機組上拆下。

為此，本發明的一個主題是提出一種組合件，該組合件包括用于安裝渦輪機組軸至少一個軸承的安裝部件和形成用于所述安裝部件支座的支撐部件，所述安裝部件包括發動機燃氣流過的至少一個管道和連接部件，所述連接部件能夠首先將所述管道連接到發動機的外結構上，其次再連接到帶有所述軸承的殼體上，至少其中一個連接部件為撓性，從而可以允許所述管道相對于所述軸的旋轉軸線方向徑向移動，所述徑向移動的幅度受與所述支撐部件所帶有的支座相抵接的安裝部件中元件中至少一個元件限制其特征在于：所述支撐部件相對于渦輪機組旋轉軸線方向縱向延伸，從而產生了渦輪殼體，該渦輪殼體用于面對渦輪機組渦輪機葉輪而被定位。

然后，這可使部件的徑向剛性出現變化，不論其是否與支座接觸，而且，當其與支座不發生相互作用時，還會產生很大的撓性。因為大部分熱機械疲勞載荷發生在該部件未與支座相抵時，所以，可獲得一種部件，在該部件中，所產生的應力較小，提高了部件的使用壽命。當不與支座相抵時所獲得的撓性的提高，改善了承受不同熱膨脹時部件的總體特性。為了限制非軸線對稱附加移動，后者與航空器機動載荷或回轉載荷相關，通過將軸承安裝架中一個元件與該支座接觸，增加與渦輪機組結構相連的徑向支座。

這些連接部件，或發夾，可以連接所述管道上，或構成整個部件的一個組成部分。

然而，甚至在支座與軸承安裝架(管道或結構發夾)部分持久接觸的情況下，仍可以優化結構發夾在與不同熱膨脹相關載荷下的使用壽命，因為這些部件彼此并不是相互剛性連接(滑動接觸)。另外，還可觀察磨耗和磨損現象，但是，這些對各個部件功能并不會帶來任何重大影響，或特別是，對徑向剛性效果的永久性不會產生任何重大影響。