申请/专利权人：奥德克-航空发动机股份公司

申请日：2017-10-17

公开（公告）日：2020-12-01

公开（公告）号：CN108252810B

主分类号：F02C7/06(20060101)

分类号：F02C7/06(20060101);F02C7/28(20060101);F02C7/00(20060101)

优先权：["20161228 RU RU2016152406"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.12.01#授权;2018.07.31#实质审查的生效;2018.07.06#公开

摘要：本发明涉及动力涡轮，动力涡轮内的滚子轴承的内环安装在间隔衬套上，并使用穿过弹簧环的轴安装螺母轴向固定在下游后侧，螺母具有环形轴向边缘，环形轴向边缘面向滚子轴承并位于弹簧环的外侧，并且在间隔衬套和轴之间存在环形开槽空腔；在下游前侧存在迷宫环，其中迷宫径向环齿安装在间隔衬套上，以及位于迷宫环和滚子轴承的内环之间的调节环，调节环的外表面面向定子凸缘的环形径向边缘，在边缘和迷宫环齿之间形成间隙环形空腔，间隙环形空腔在出口处穿过径向通道连接到轴承支架的油腔。结果，通过减小由动力涡轮轴施加到所述滚子轴承的内环的应力，以及通过防止油在降低的功率条件下渗透到气腔和涡轮燃气路径来提高动力涡轮的可靠性。

主权项：1.一种动力涡轮，包括：容纳滚子轴承4的定子2，具有安装在滚子轴承4中的涡轮圆盘9的涡轮转子轴7，其特征在于：动力涡轮滚子轴承4的内环安装在位于动力涡轮轴上的间隔衬套6上，内环轴向固定在下游后侧，内环使用穿过弹簧环14的轴安装螺母15进行固定，同时螺母15被制造成具有环形轴向边缘16，环形轴向边缘面向滚子轴承4并位于弹簧环14的外侧，并且在间隔衬套6和轴7之间存在环形开槽空腔18；在下游前侧存在迷宫环9，其中迷宫径向环齿20安装在所述间隔衬套6上，以及位于迷宫环9和所述滚子轴承4的内环之间的调节环21，调节环21的外表面面向定子凸缘的环形径向边缘23，在环形径向边缘23和迷宫环齿20之间存在间隙环形空腔25，其在出口处穿过径向通道26连接到轴承支架3的油腔11。

全文数据：动力涡轮技术领域[0001]本发明涉及一种包括自由动力涡轮的燃气涡轮发动机。背景技术[0002]自由涡轮是己知的，其包括容纳滚子轴承的定子和容纳在滚子轴承中的涡轮转子专利US6711887，IPCB64C1148，公布日期:2004年4月19日）。这种设计的缺点是滚子轴承内环经受增加的热应变，从而导致动力涡轮的可靠性低。[0003]最接近要求保护的设计并被认为是原型的是包括具有滚子轴承的定子和安装在滚子轴承中的涡轮转子的动力涡轮专利US7437877，IPCF02K304，公布日期:2005-08-18〇[0004]被认为是原型的己知设计的缺点在于：由于油渗透到涡轮气腔中，其可靠性低，并且由于涡轮轴的热应变升高，动力涡轮滚子轴承缺乏耐久性。[0005]通过要求保护的发明来解决的技术挑战是通过减小由动力涡轮轴施加到滚子轴承内环的应力以及通过防止油在涡轮操作期间在降低的功率条件下进入气腔和涡轮燃气路径，来提高动力涡轮的可靠性。发明内容[0006]根据本发明，技术成果通过动力涡轮实现，所述动力涡轮包括容纳滚子轴承的定子和具有安装在滚子轴承中的涡轮圆盘的涡轮转子轴，其中：[0007]动力涡轮滚子轴承的内环安装在间隔衬套上，所述间隔衬套位于动力涡轮轴上，并使用穿过弹簧环的轴安装螺母轴向固定在下游后侧，[0008]同时螺母被制造成具有环形轴向边缘，所述环形轴向边缘面向滚子轴承并位于弹簧环的外侧，并且[0009]在间隔衬套和轴之间存在环形开槽空腔；[0010]在下游前侧处存在迷宫环，其中迷宫径向环齿安装在间隔衬套上，以及位于迷宫环和滚子轴承内环之间的调节环，其中外表面面向定子凸缘的环形径向边缘，在环形径向边缘和迷宫环齿之间形成间隙环形空腔，所述间隙环形空腔在出口处穿过径向通道连接到轴承支架的油腔。[0011]由于滚子轴承的内环安装在间隔衬套上，间隔衬套又安装在具有径向间隙的动力涡轮的轴上，以及滚子轴承的所述内环通过穿过弹簧环的螺母固定，所以可以补偿高温轴的过大的径向和轴向热应变，从而提高滚子轴承和燃气涡轮发动机的可靠性。[0012]由于间隙环形空腔位于定子凸缘的环形径向边缘和迷宫环齿之间，并在出口处穿过径向通道连接到动力涡轮的轴承支架的油腔，所以可以在降低的功率条件下通过离心力将油颗粒排放到轴承油腔，从而避免油渗透到动力涡轮的燃气路径。附图说明[0013]图1是动力涡轮的纵向剖面；[0014]图2是滚子轴承的纵向剖面；[0015]图3是滚子轴承的纵向剖面。具体实施方式+[0016]动力涡轮1包括具有轴承支架的定子2,其中滚子轴承4位于所述定子中，滚子轴承的内环5通过间隔衬套6容纳具有圆盘9的转子8的轴7。滚子轴承4被制造成具有滚子10并安装在轴承支架3的油腔11中。在涡轮1的燃气路径13中从滚子轴承4的内环5的下游后侧12处，存在安装在间隔衬套6上的弹簧环〖4,所述弹簧环与内环5—起用螺母15轴向固定到轴7,所述螺母15被制造成具有位于弹簧环14的外侧的环形轴向边缘16。在轴向方向上，抵靠轴7的螺母15用锁17固定。在滚子轴承4的内环5的内侧处，在间隔衬套6和轴7之间存在环形开槽空腔18。[0017]在下游前侧12处，存在迷宫环19,其中径向环形齿20安装在间隔衬套6上，以及位于迷宫环19和滚子轴承的内环5之间的调节环21，其中调节环21的外侧22面向定子凸缘24的环形径向边缘23，在环形径向边缘23和齿20之间形成间隙环形空腔25，所述间隙环形空腔在出口处穿过径向通道连接到轴承3的油腔11。环形空腔25与气腔27用迷宫环19的齿20分开。[0018]该组件的操作如下。在动力涡轮1的操作期间，与滚子轴承4的内环5中的温度相比，轴7具有高得多的温度，从而导致与滚子轴承4的环5的温度应变相比径向温度应变7较高。然而，这不会导致滚子轴承4阻塞和内环5故障，因为轴7的较高的径向热应变由位于环5内侧的环形开槽空腔18来平衡。轴7的轴向升高的热应变由弹簧环14的弹性来平衡，从而使得可以将滚子轴承4的内环5固定而不发生轴向移动。如果转子8安装在定子2中，那么螺母15将在滚子轴承4的滚子10下方轴向移动，这可能导致滚子1〇被弹簧环14损坏。然而，这不会发生，因为弹簧环14在外侧被螺母15的轴向环形边缘16覆盖。[0019]因此，具有上述特征的本发明的实施方案以及要求保护的发明的己知特征使得可以通过减小由动力涡轮轴施加到滚子轴承的内环的应力以及通过防止油在降低的功率条件下渗透到气腔和涡轮燃气路径，来提高动力涡轮的可靠性。

权利要求：1.一种动力涡轮，包括：容纳滚子轴承的定子，具有安装在滚子轴承中的祸轮圆盘的涡轮转子轴，其特征在于：动力涡轮滚子轴承的内环安装在位于动力涡轮轴上的间隔衬套上，内环轴向固定在下游后侧，内环使用穿过弹簧环的轴安装螺母进行固定，_同时螺母被制造成具有环形轴向边缘，环形轴向边缘面向滚子轴承并位于弹簧环的外侧，并且在间隔衬套和轴之间存在环形开槽空腔；在下游前侧存在迷宫环，其中迷宫径向环齿安装在所述间隔衬套上，以及位于迷宫环和所述滚子轴承的内环之间的调节环，调节环的外表面面向定子凸缘的环形径向边缘，在环形径向边缘和迷宫环齿之间存在间隙环形空腔，其在出口处穿过径向通道连接到轴承支架的油腔。

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