[發明專利]一種對轉渦輪中介支點軸承腔結構

有效

• 申請號: 202211113661.6
• 申請日: 2022-09-14
• 公開（公告）號: CN115217536B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 曹茂國;劉云龍;劉美;崔?;孫國志
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 主分類號: F01D25/12
• 分類號: F01D25/12;F01D25/16;F01D11/02;F01D25/18;F01D25/28
• 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: 劉傳準

本申請屬于航空發動機與燃氣輪機的設計領域，為一種對轉渦輪中介支點軸承腔結構，包括高渦后軸頸、低壓渦輪軸、盤心封嚴環、軸承封嚴環、后軸封嚴環和軸承組件；盤心封嚴環、軸承封嚴環與高渦后軸頸之間形成冷卻腔，低壓渦輪軸錐臂上沿周向間隔設置有多組與冷卻腔連通的通氣孔；工作時，通氣孔從航空發動機的后機匣引入外涵氣，進入到冷卻腔內通過降低軸承封嚴環外側環境溫度，實現軸承腔冷卻；外涵氣冷卻軸承腔后分通過第二篦齒進入到封嚴排氣腔內，一部分在第一篦齒處對高溫的低壓盤前氣進行封嚴，其余的外涵氣通過低壓渦輪盤上的通氣排出孔排出，從而綜合提升對轉渦輪軸承腔工作可靠性和安全性。

技術領域

本申請屬于航空發動機與燃氣輪機的設計領域，特別涉及一種對轉渦輪中介支點軸承腔結構。

背景技術

對轉結構航空發動機采用中介支點支撐結構，使高低壓轉子連接更加緊湊，減小發動機長度、重量，提高發動機推重比。高低壓渦輪中介支點軸承腔的設計包括軸承內外圈連接結構、軸承的潤滑冷卻、以及軸承腔的封嚴等。

由于高低壓渦輪為對轉狀態，軸承內外環相對轉速高，帶來的發熱量高，需要重點解決軸承腔冷卻和降溫。現有軸承腔的方案常采用雙層壁封嚴環的方案減少對軸承腔的熱傳導，以降低軸承腔的溫度。

采用雙層壁結構封嚴環可以實現對轉渦輪軸承腔的降溫，但存在以下問題：

（1）由于燃氣、封嚴氣引起的軸承腔環境溫度未變，雙層壁結構帶來的軸承腔降溫效果有限；

（2）雙層壁結構增加零件數量，增加結構復雜性，且使發動機重量增加。

因此，如何提高對轉渦輪軸承腔內的冷卻質量、減少結構復雜性是一個需要解決的問題。

發明內容

本申請的目的是提供了一種對轉渦輪中介支點軸承腔結構，以解決現有技術中采用雙層壁結構封嚴環對渦輪軸承腔降溫時降溫效果有限、結構復雜度高的問題。

本申請的技術方案是：一種對轉渦輪中介支點軸承腔結構，設于高壓渦輪盤和低壓渦輪盤之間，所述高壓渦輪盤與低壓渦輪盤之間設有第一篦齒，包括高渦后軸頸、低壓渦輪軸、盤心封嚴環、軸承封嚴環、后軸封嚴環和軸承組件；所述軸承封嚴環與后軸封嚴環、低壓渦輪軸之間形成軸承腔，所述軸承組件設于軸承腔內，所述盤心封嚴環與低壓渦輪盤、高渦后軸頸之間形成封嚴排氣腔；所述盤心封嚴環與高渦后軸頸之間設有第二篦齒，所述軸承封嚴環與高渦后軸頸之間設有第三篦齒；所述盤心封嚴環、軸承封嚴環與高渦后軸頸之間形成冷卻腔，所述低壓渦輪軸沿周向間隔設置有多組與冷卻腔連通的通氣孔，所述通氣孔與外涵氣連通。

優選地，所述盤心封嚴環上設有第一平直環，所述軸承封嚴環上設有第二平直環，所述第二平直環對應設置第一平直環的內側，所述第一平直環與第二平直環的徑向寬度小于第一篦齒至第二篦齒之間的徑向寬度。

優選地，所述低壓渦輪盤對應盤心封嚴環外側的位置處設有內凸環，，所述第一平直環至內凸環的徑向寬度小于第一平直環至第一篦齒外表面的徑向寬度。

優選地，所述軸承組件包括軸承外環、軸承內環、軸承滾珠和壓緊螺母；所述軸承滾珠連接于軸承外環和軸承內環之間，所述軸承內環和壓緊螺母均連接于后軸封嚴環上，所述軸承外環連接于低壓渦輪軸上；所述軸承外環與軸承封嚴環之間形成第一回油通道，所述低壓渦輪軸對應第一回油通道的位置處開設有回油孔；所述低壓渦輪軸上設有第二回油通道，所述第二回油通道對應軸承滾軸設置。

優選地，所述軸承封嚴環、軸承外環和低壓渦輪軸之間開設有相互對應設置的螺栓孔，所述軸承外環的螺栓孔位于軸承封嚴環和低壓渦輪軸的螺栓孔之間，所述螺栓孔內連接有長螺栓。

優選地，所述長螺栓上開設有內凹環，所述長螺栓上的非內凹環位置與軸承封嚴環、軸承外環和低壓渦輪軸上的螺栓孔螺紋連接。

優選地，所述軸承封嚴環的螺栓孔的端部開設有局部斜角。