[發(fā)明專利]一種發(fā)動機轉子過渡段彈性支承結構

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011459611.4
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112483199B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發(fā)明（設計）人: 孫濤;馮引利;蔣文婷;高金海;李佳琦;莫古云
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01D25/16
• 分類號: F01D25/16;F02C7/06;F16C27/00;F16C27/04;F16C33/66;F16C33/76;F16C37/00
• 代理公司: 北京鍾維聯(lián)合知識產(chǎn)權代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

本發(fā)明公開了一種發(fā)動機轉子過渡段彈性支承結構，涉及航空發(fā)動機和燃氣輪機的轉子支承領域，其主要包括軸承座、排氣機匣以及設置在所述軸承座與排氣機匣之間的柔性過渡段。所述柔性過渡段用于連接排氣機匣與軸承座，其內(nèi)安裝邊與軸承座外壁面固定連接，外安裝邊與排氣機匣內(nèi)壁面固定連接。本發(fā)明中柔性過渡段結構可兼做彈性支承元件，且通過改變?nèi)嵝赃^渡段材料、結構等措施可以實現(xiàn)調(diào)節(jié)過渡段的剛度，從而改變軸承和機匣的組合剛度，進而改變整個轉子系統(tǒng)的動力學性能，實現(xiàn)最優(yōu)支承剛度，提高轉子系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

技術領域

本發(fā)明涉及航空發(fā)動機和燃氣輪機的轉子支承技術領域，涉及一種發(fā)動機轉子過渡段支承結構，特別涉及一種S型過渡段彈性支承結構，可作為軸承和機匣連接處的緩沖元件，并可根據(jù)結構設計靈活調(diào)整其支承剛度，提供最優(yōu)的轉子支承剛度，并且通過油膜阻尼減小轉子振動響應，提高航空發(fā)動機轉子-支承系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

背景技術

航空發(fā)動機轉子動力學設計是航空發(fā)動機設計的核心技術之一，轉子-支承系統(tǒng)的振動特性是航空發(fā)動機高性能、高可靠性的保障。隨著航空發(fā)動機轉子系統(tǒng)工作轉速的不斷提高和支承結構的限制，一般采用彈性支承結構調(diào)整轉子各階臨界轉速，保證其動力學特性達到最優(yōu)。

彈性支承不但可以調(diào)節(jié)臨界轉速，避免共振，同時又能將轉子彎曲應變能轉移到彈性支承上或靜子部件上，從而可采用適當?shù)淖枘崞饔行У臏p小振動。通常的作法是在軸承座外環(huán)單獨設計鼠籠(如圖2所示)、彈性環(huán)及拉桿式彈性支承。傳統(tǒng)彈性支承結構加工復雜，存在應力集中，容易產(chǎn)生高循環(huán)疲勞，且對支承結構的軸向空間有一定要求。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術問題

針對現(xiàn)有技術中所存在的上述的技術缺陷，本發(fā)明提供一種發(fā)動機轉子過渡段彈性支承結構，可作為軸承和機匣連接處的緩沖元件，并可根據(jù)結構設計靈活調(diào)整其支承剛度，提供最優(yōu)的轉子支承剛度，并且通過油膜阻尼減小轉子振動響應，提高航空發(fā)動機轉子-支承系統(tǒng)的穩(wěn)定性。當采用這種新型彈性支承承力結構時，其結構比較緊湊，應力集中小，并由于其簡單的結構非常適合批量生產(chǎn)，便于安裝、維護和更換，對于航空發(fā)動機和燃氣輪機有廣泛應用前景。

(二)技術方案

本發(fā)明為解決其技術問題所采用的技術方案如下：

一種發(fā)動機轉子過渡段彈性支承結構，包括設置在燃燒室機匣下游的排氣機匣、用于支承發(fā)動機低壓軸的軸承座、在徑向上設置在所述排氣機匣與軸承座之間的柔性過渡段，其特征在于，

所述排氣機匣，包括同心設置的一外機匣、一內(nèi)機匣以及固定設置在所述外機匣與內(nèi)機匣之間并沿周向均勻分布的多個導流支板，所述外機匣通過其前端面上設置的一前安裝邊與所述燃燒室機匣固定連接；

所述軸承座內(nèi)至少設置一用于支承發(fā)動機低壓軸的軸承，且所述軸承的外環(huán)與所述軸承座的內(nèi)壁為間隙配合，所述軸承座的內(nèi)壁面上設有油膜孔，所述油膜孔通過管路與發(fā)動機滑油供給單元連通，使得所述軸承座的內(nèi)壁與所述軸承的外環(huán)之間形成用以提供阻尼減振的擠壓油膜；所述軸承座上還設有與發(fā)動機滑油供給單元連通并用以向所述軸承噴射滑油的噴油孔；

所述柔性過渡段整體呈環(huán)形盤狀，其縱截面呈S形，且在徑向上具有低于所述排氣機匣及軸承座的剛性，所述柔性過渡段通過一上安裝邊與所述排氣機匣的內(nèi)機匣的前端面固定連接，所述柔性過渡段通過一下安裝邊與所述軸承座固定連接，以實現(xiàn)所述排氣機匣與軸承座的同軸固定連接。

在進一步地實施方案中，所述排氣機匣中，所述外機匣的前安裝邊上沿周向設置有多個安裝孔和頂絲孔，并借助所述安裝孔和頂絲孔與所述燃燒室機匣固定連接。

在進一步地實施方案中，所述排氣機匣、軸承座和柔性過渡段均由高溫合金材料制成。

在進一步地實施方案中，所述柔性過渡段在徑向上的剛度較低，從而改變所述軸承座和排氣機匣組合結構的剛度，使得所述柔性過渡段可兼做彈性支承元件。