[發明專利]一種航空發動機軸承支承組件及航空發動機

有效

• 申請號: 201810167754.4
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN110206647B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 趙芝梅;唐振南;宋會英;鄭李鵬
• 申請（專利權）人: 中國航發商用航空發動機有限責任公司
• 主分類號: F02C7/06
• 分類號: F02C7/06
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

本發明的目的是提供一種航空發動機軸承支承組件及航空發動機。航空發動機軸承支承組件包括安裝座、剛性支承結構和吸震組件；吸震組件包括第一連接環、第二連接環和由阻尼吸能材料構成的吸震體；第一連接環和第二連接環分別密封固定連接在安裝座上，并用于與軸承分別密封連接，以支承軸承，并在安裝座和軸承之間形成密閉的環形腔體；阻尼吸能材料用于充滿環形腔體，以形成吸震體。由于密閉的環形腔體的存在，吸震體在承受各個方向的沖擊而反復變形的過程中能夠始終被密閉的環形腔體容納，進而使得吸震體的吸震能力能夠保持較長時間，從而使得吸震組件具有較長的使用時間。航空發動機包括上述航空發動機軸承支承組件，因此其具有的吸震組件具有較長的使用時間。

技術領域

本發明涉及一種航空發動機軸承支承組件及航空發動機。

背景技術

根據適航條例(FAR33.74、FAR33.94)的要求，商用航空發動機必須保證FBO事件(風扇葉片飛出)的發生不會導致災難性后果。FBO事件會產生極大的不平衡載荷，可能導致發動機安裝節、軸承等關鍵部件破壞，造成發動機脫落、斷葉擊穿機艙等災難性事故。發生FBO事件后，應立即對受損的發動機進行停車操作，使發動機從較高的工作轉速緩慢下降至風車轉動，并在風車轉動階段持續一段時間(有時多達180分鐘)，直到具備降落條件時減速安全著陸。

為保證發動機在FBO事件發生后能安全著陸，一般采用減載設計來減小發動機各部件(主要為安裝系統、低壓轉軸等部件)所承受的FBO極限載荷，保證發動機的安全。常用的減載設計也稱為熔斷設計，是指在軸承支承結構上設置一個機械性能薄弱的部件，如減薄段(見專利US6447248)、徑縮螺栓(見專利US7318685)等，使其在預定載荷(門檻值)作用下失效，一方面降低轉子的臨界轉速，使轉子處于超臨界轉速狀態，降低不平衡載荷；另一方面改變FBO載荷向靜子機匣的傳遞路徑，使FBO載荷重新分布，從而有效保護發動機的安全。目前常見的熔斷設計一般位于1號軸承座或支承錐壁上，在FBO載荷下，局部薄弱部件斷裂，以改變傳遞路徑，降低支承剛度，減少傳遞到關鍵部件的FBO載荷，但仍存在以下問題：

1、熔斷部件失效后，1號軸承對風扇軸沒有任何支撐作用，低壓轉子完全失去了在1號軸承處的約束，導致風扇擺動很大，可能造成1號軸承潤滑冷卻系統的失效，引發軸承的失效。此外，風扇擺動過大會對臨近的2號軸承產生巨大的不平衡力矩。這會導致風扇軸在2號軸承處產生較大的局部彎曲變形和應力集中，可能使風扇軸斷裂，風扇轉子飛脫，引發災難性后果。2、對于在1號軸承支承錐壁上采用局部薄弱部件(如專利US6447248等)的熔斷設計方案，在FBO載荷作用下局部薄弱部件斷裂失效后，支承錐壁前半段完全失去約束，會繞風扇軸任意運動，與風扇軸發生碰摩和刮蹭，造成風扇軸的損傷。由于FBO事件發生后，發動機還需要在風車轉動階段持續很久(可能長達180分鐘)，風扇軸的損傷可能會影響發動機在持續轉動下的安全。

如圖4所示，美國專利US20160097301A1公開了一種用于應對FBO事件的航空發動機的吸震組件，包括連接軸承外圈39的連接件40，連接件40上設置有預斷裂點33，還包括吸震元件34。當發生FBO事件時，連接件40的預斷裂點33發生斷裂，以使得吸震元件34在徑向上于風扇軸承結構37和軸承外圈39之間提供緩沖。由于FBO事件發生后，發動機還需要在風扇轉動階段持續很久(可能長達180分鐘)，這對吸震元件34能夠持續使用的時間具有較高要求。

本領域需要一種能夠在發生FBO事件后，吸震組件具有較長使用時間的航空發動機軸承支承組件及航空發動機。

發明內容

本發明的目的在于提供一種航空發動機軸承支承組件，其具有的吸震組件具有較長的使用時間。

本發明的目的還在于提供一種航空發動機，包括上述航空發動機軸承支承組件，因此其具有的吸震組件具有較長的使用時間。