[發明專利]一種用于軸承腔滑油密封的流路設計方法

有效

• 申請號: 201710084355.7
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN106884722B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 趙耘墨;李俊山;陸海鷹;趙家軍;楊守輝
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F02C7/06
• 分類號: F02C7/06
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 周良玉

技術領域

本發明屬于航空發動機領域，特別涉及航空發動機軸承腔領域，具體涉及一種用于軸承腔滑油密封的流路設計方法。

背景技術

航空發動機軸承腔滑油泄漏，會引起軸承腔外的轉靜子部件臟污、主流道氣體污染從而引起性能損失、滑油進入旋轉結構內腔從而引起轉子振動等，危害發動機的安全性和可靠性。

軸承腔滑油密封包括動密封和靜密封兩方面：動密封是指對軸承腔周圍具有相對運動的界面處進行密封，主要依靠動密封件(包括篦齒、石墨、浮環、密封刷等形式)和軸承與滑油系統的空氣封嚴設計密封。靜密封是指對軸承腔與軸承腔外腔之間的無相對運動的裝配面縫隙進行密封，主要依靠靜密封件密封，包括密封墊、成形填料密封圈、密封膠、波紋管等形式，也存在依靠裝配面過盈配合實現密封的情況。

發動機前軸承腔的軸向位置一般處于進口到高壓壓氣機進口之間，所以在沒有專門的空氣系統支點封嚴流路設計情況下，前軸承腔外部周邊腔室(以下統稱軸承腔外腔)壓力較低，尤其是臨近發動機進口部位的軸承腔外腔，由于進氣壓力損失和輪盤旋轉離心效應，其壓力甚至低于大氣壓力，而前軸承腔必須有足夠高的壓力來保證回油效率，這就造成前軸承腔壓力往往高于前軸承腔外腔壓力。同時由于航空發動機振動大、壓力和溫度范圍寬且變化激烈，前軸承腔滑油靜密封所用密封件與裝配面、裝配面之間過盈配合往往在某些情況下出現縫隙，導致前軸承腔滑油靜密封在某處失效。當前軸承腔靜密封失效，又沒有專門的空氣系統支點封嚴流路設計情況下，由于前軸承腔壓力往往高于前軸承腔外腔壓力，必然在靜密封失效位置發生滑油泄漏。

目前用于軸承腔滑油密封的支點封嚴流路，其功能是在動密封件一側設計專門的空氣系統封嚴腔，對前軸承腔進行動密封。具體實現方式是從壓氣機適當部位引氣到空氣系統封嚴腔，控制空氣系統封嚴腔壓力與軸承腔壓力之差在設計要求范圍內(空氣系統封嚴腔壓力高于軸承腔壓力)，從而達到對前軸承腔滑油的動密封，但該方法只保證動密封件一側的空氣系統封嚴腔壓力高于軸承腔壓力，不考慮靜密封的前軸承腔外腔的壓力控制，即只考慮動密封，不考慮靜密封，不能做到全方位支點封嚴。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于軸承腔滑油密封的流路設計方法，同時考慮前軸承腔滑油動密封和靜密封，全方位空氣封嚴前軸承腔。

本發明的目的通過如下技術方案實現：一種用于軸承腔滑油密封的流路設計方法，包括如下步驟：

步驟一：根據前軸承腔在航空發動機中所處部位和軸承腔外圍結構形式，確定空氣封嚴位置，并區分該空氣封嚴位置是動密封還是靜密封；

步驟二：確定航空發動機所需的設計狀態；

步驟三：根據步驟一確定的空氣封嚴位置以及該空氣封嚴位置的密封形式，同時根據滑油動密封封嚴壓差要求，結合航空發動機總體性能參數、部件氣動性能參數，進行空氣系統支點封嚴流路布局；

步驟四：在步驟三中確定的支點封嚴流路布局基礎上，初步確定支點封嚴流路上所有構件參數，同時保證航空發動機設計狀態下用于動密封的空氣系統封嚴腔壓力與軸承腔壓力之差在設計要求范圍內，且靜密封的前軸承腔外腔壓力也高于軸承腔壓力；

步驟五：在步驟四的基礎上，進行空氣系統分析，保證航空發動機工作包線內的非設計狀態下用于動密封的空氣系統封嚴腔壓力與軸承腔壓力之差在設計要求范圍內，且靜密封的前軸承腔外腔壓力也高于軸承腔壓力，同時滿足空氣系統各項設計要求。

優選地是，所述步驟三中的空氣系統支點封嚴流路為多條。

優選地是，所述步驟四中的支點封嚴流路上所有構件參數包括各腔室壓力、溫度、限流單元的流量和幾何參數。

本發明所提供的一種用于軸承腔滑油密封的流路設計方法的有益效果在于，保證動密封件一側的空氣系統封嚴腔壓力高于軸承腔壓力基礎上，兼顧前軸承腔滑油靜密封的空氣封嚴，大大降低由于靜密封失效造成的前軸承腔滑油泄漏故障概率。

附圖說明

圖1為本發明優選實施例中前軸承腔在航空發動機中所處部位及其外部結構示意圖；

圖2為本發明優選實施例中空氣系統支點封嚴流路布局示意圖；

圖3為圖2中H處局部放大圖。

附圖標記：

1-第一位置、2-第二位置、3-第三位置、4-第一流路、5-第二流路、6-軸承腔、7-軸承腔外腔位置一處、8-軸承腔外腔位置二處、9-軸承腔外腔位置三處、10-帽罩前。

具體實施方式