[發明專利]一種帶籠條的渦輪級間支承

有效

• 申請號: 202110945124.7
• 申請日: 2021-08-17
• 公開（公告）號: CN113653536B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發明（設計）人: 何康;賀宜紅;聶建豪
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: F01D9/04
• 分類號: F01D9/04
• 代理公司: 湖南正則奇美專利代理事務所(普通合伙) 43105
• 代理人: 肖琦

本發明公開了一種帶籠條的渦輪級間支承，屬于航空發動機技術領域，包括承力外環，承力支板和承力內環，承力內環包括內環安裝邊、籠條式套筒和內緣板組成，籠條式套筒一端與內環安裝邊固定連接，籠條式套筒設有若干籠條和用于固定籠條兩端的支承部，籠條周向分布于渦輪轉子，用于渦輪級間彈性支承。將籠條式彈性支承結構集成到承力內環上，可以同時滿足渦輪級間支承的承力、控制轉子臨界轉速及減振需要，減少了零件數量，利于裝配，降低成本。籠條式承力內環能減少流道熱燃氣經由內環向軸承座及軸承的傳熱，減小承力內環熱應力，降低軸承工作溫度，提高渦輪級間支承和軸承的壽命及安全性。

技術領域

本發明屬于航空發動機技術領域，具體是一種帶籠條的渦輪級間支承。

背景技術

現有燃氣渦輪發動機的渦輪級間支承，軸向位置一般位于兩級渦輪之間，主要包括承力外環，承力支板或葉片，及承力內環。承力外環具有安裝邊，與發動機外機匣或安裝節連接；中部為承力支板或葉片，是燃氣流道的組成部分，并用來傳遞轉子的機械載荷等；內環為承力套筒及安裝邊，與軸承座，彈性支承及軸承連接。發動機轉子的載荷，通常經軸承，彈性支承，軸承座，渦輪級間支承等傳遞至發動機外機匣或安裝節。其中，渦輪級間支承一般為剛性設計，為滿足發動機高速轉子支承系統的穩健性需求，通常會在軸承座上設置彈性支承結構，用于降低轉子臨界轉速，減小轉子振動。

渦輪級間支承，是發動機承力系統的一部分，一般用于支承低壓轉子或動力轉子。級間支承的承力內環與軸承座及軸承連接，轉子的載荷經由其傳遞到承力支板或葉片，再傳遞到承力外環安裝邊上。整個渦輪級間支承一般具有較好的強度和剛度要求，且處于高溫燃氣周圍，需要具有耐高溫和耐熱應力的能力。

因轉子系統降低臨界轉速和減振的需要，軸承與還需經由彈性支承，再連接到軸承座、渦輪級間支承上。整個軸承座組件包括了復雜的供回油，空氣冷卻及封嚴，彈性支承等結構，使得設計困難，結構復雜。

因此，本發明提供了一種帶籠條的渦輪級間支承，以解決上述背景技術中提出的問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術的不足，提供了一種帶籠條的渦輪級間支承，將籠條式彈性支承結構集成到承力內環上，其承力內環為籠條結構，可以在不需要單獨彈性支承的情況下，實現發動機轉子的降臨界轉速和減振需求，并降低渦輪級間支承的熱應力，減少高溫燃氣向軸承座及軸承的熱傳導。

根據本發明的一個方面，提供了一種帶籠條的渦輪級間支承，包括承力外環，承力支板和承力內環，所述承力外環與承力內環之間為渦輪燃氣流道，所述承力支板一端固定于承力外環，所述承力支板另一端固定于承力內環，所述承力內環包括內環安裝邊、籠條式套筒和內緣板組成，所述內環安裝邊固定連接軸承座，軸承座與渦輪轉子軸承定心配合，所述籠條式套筒一端與內環安裝邊固定連接，所述籠條式套筒與內緣板組成的結構的軸向剖面呈U形，所述籠條式套筒設有若干籠條和用于固定籠條兩端的支承部，所述籠條周向分布于渦輪轉子，用于渦輪級間彈性支承。

根據本發明的優選實施方式，所述承力外環包括外環安裝邊，連接套筒及外緣板，所述連接套筒一端弧形過度連接于外緣板尾部外側，所述連接套筒另一端與外環安裝邊固定連接，所述外環安裝邊與發動機外機匣或安裝節固定連接，通過連接套筒來間接連接外環安裝邊和外緣板可以有效降低承力外環的整體熱應力。

根據本發明的優選實施方式，所述內緣板和外緣板分別為渦輪燃氣流道的內邊界和外邊界。

根據本發明的優選實施方式，所述連接套筒軸線與渦輪轉子軸線方向一致，有利于承力外環整體結構的穩定。

根據本發明的優選實施方式，所述籠條徑向剖面呈圓形、橢圓形或者矩形，通過截面積較小的籠條結構，可以直接減少燃氣向軸承座及軸承的熱傳導，且剛性較小的結構在對抗熱變形時的熱應力也較小，繼而顯著增加了渦輪級間支承，軸承座及軸承的整體壽命和安全性。

根據本發明的優選實施方式，所述籠條與支承部位連接處的倒角半徑R為3-10mm。