[發明專利]一種可實現軸承共腔及軸承外腔均壓的封嚴結構

有效

• 申請號: 201710706924.7
• 申請日: 2017-08-17
• 公開（公告）號: CN107269396B
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 劉軍;杜強;柳光;胡嘉麟;王沛;徐慶宗;高金海;劉紅蕊;楊曉潔;阮昌龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所;青島輕型動力研究所（中科院工程熱物理研究所青島分所）
• 主分類號: F02C7/06
• 分類號: F02C7/06;F02C7/28
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種可實現軸承共腔及軸承外腔均壓的封嚴結構，前后兩個軸承支點，一個采用簡支支撐結構設計，另一個采用懸臂支撐結構設計，從而實現兩個相鄰軸承空間距離上的相近，前后軸承座連接在一起，實現相鄰軸承之間的共腔設計，方便調節軸承腔內的壓力。在前后軸承座上分別沿周向設有若干通氣孔結構，兩個軸承座上的通氣孔結構的角向位置、形狀以及尺寸相適配，并一一對應，形成連通兩個軸承外腔的通道，從而實現前后兩個軸承外腔的壓力均衡，簡化了空氣系統流路，降低了空氣系統封嚴軸承腔的設計難度，而且運行可靠性高；軸承外腔的壓力通過調節其進出口蓖齒間隙進行調整，有利于軸承外腔壓力的建立，提高封嚴效果。

技術領域

本發明涉及地面燃氣輪機以及航空發動機領域，具體涉及一種可實現軸承共腔及軸承外腔均壓的封嚴結構，采用新型結構以及布局理念，實現發動機軸承共腔，以及軸承外腔壓力均衡，從而改善軸承腔封嚴效果，提高發動機安全性。

背景技術

在地面燃氣輪機，以及航空發動機中，軸承是發動機必不可少的關鍵部件之一，主要對發動機其他部件起支撐作用，并承受一定的軸向力。在此過程中，對軸承進行潤滑是保證軸承安全、可靠運行的最基本，也是最重要的環節。滑油可以減少軸承的摩擦以及磨損，帶走由摩擦面所產生的熱量和磨損雜質并保證軸承內圈能得到充分冷卻，有效減小經常出現在高速軸承內圈跑道上發生蹭傷故障的概率。

為了收集滑油，并確保潤滑效果，軸承通常被軸承腔包裹。發動機運行過程中，軸承腔中始終充滿著滑油油霧以及液態滑油，為了防止滑油的泄露，降低滑油消耗，對軸承腔進行有效地封嚴是發動機中的一項重要難題。雖然接觸式封嚴是效果最好的一種封嚴方式，但是發動機中轉動部件高速旋轉的狀態決定了這種封嚴不可能滿足長壽的需求。非接觸式封嚴成為主流結構。其主要原理是通過控制軸承腔內外壓力，保證軸承腔外的壓力高于軸承腔內的壓力，即可確保不會發生滑油的泄露。而且行業內的設計人員普遍認可的是，如果可以盡可能的保證軸承腔內部以及外部各處壓力的均衡，對于發動機的設計也較為方便，也可以盡可能地保證軸承腔的封嚴效果。在以往的發動機結構中，雖然設計人員通過不同的結構或者設計方法，努力地實現對軸承腔外壓力的有效均衡和控制，但一方面受限于軸承布局，另一方面由于結構過于復雜，空氣系統流路太長，導致實際的運行情況并不理想。為了解決這一難題，更進一步地提高發動機的性能，有必要尋求新的結構，簡化空氣系統流路，實現軸承腔的封嚴壓力的均衡，改善封嚴效果，提高發動機性能。

發明內容

針對現有技術的上述缺點和不足，本發明旨在提供一種可實現軸承共腔及軸承外腔均壓的封嚴結構，用于改進現代地面燃氣輪機以及航空發動機內軸承腔封嚴效果。通過采用該新型封嚴結構以及布局理念，可實現發動機軸承共腔，以及軸承腔外壓力均衡，從而改善軸承腔封嚴效果，提高發動機安全性，進而提高發動機競爭力。

為實現該目標，本發明采用的技術方案為：

一種可實現軸承共腔及軸承外腔均壓的封嚴結構，包括后軸承座和前軸承座，所述后軸承座中設置后軸承，所述前軸承座中設置前軸承，所述后軸承通過懸臂支撐方式固定在低壓渦輪旋轉軸上，所述前軸承通過簡支支撐方式固定在高壓渦輪旋轉軸上，所述低壓渦輪旋轉軸同軸地套設在中空的高壓渦輪旋轉軸內，其特征在于，

所述后軸承座整體呈筒狀結構，所述前軸承座整體呈盤狀結構，所述后軸承座的環狀前配合端面與所述前軸承座的盤狀后配合端面通過螺栓連接或者焊接的方式連接在一起，由所述后軸承座、前軸承座、前軸承、后軸承、部分低壓渦輪旋轉軸共同圍成兩個軸承的軸承腔；

由設置在高壓渦輪盤后側的前封嚴環、前封嚴蓖齒環以及前軸承座的前端面共同組成前軸承外腔，由設置在低壓渦輪盤前側的后封嚴環、后軸承座的后端面、部分低壓渦輪旋轉軸共同組成后軸承外腔；

在所述前軸承座上沿周向設有若干通氣孔結構，在所述后軸承座上沿周向設有若干通氣孔結構，兩個軸承座上的通氣孔結構的角向位置、形狀以及尺寸相適配，并一一對應，形成連通所述前軸承外腔和后軸承外腔的通道，從而實現前后兩個軸承外腔的壓力均衡。