渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種葉輪裝置，帶有穿過其的徑向驅(qū)動軸（37，49），包括徑向臂（112），徑向臂之一包括軸，以及固定葉片，后者與殼體（114）和護罩（111）單獨制造，然后裝配到其上。圍繞軸（57）的套筒（34）穿過殼體（114）。套筒用于支撐軸承，該軸承以精確定位支撐該軸，以及通過用軸穿過的徑向臂凹槽（112，115）形成單個凹槽，用于保持密封。
【專利說明】渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置
[0001]本發(fā)明涉及一種渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置。
[0002]這種軸徑向地延伸通過渦輪發(fā)動機并適于設(shè)置發(fā)動機的啟動，或在外部移動另一套核心設(shè)備。它們通過氣流通道而被封裝在徑向臂內(nèi)，這在流動和效率損失中將導(dǎo)致低水平的擾動，并且同樣密封以防止?jié)櫥托孤┑搅黧w中。軸承經(jīng)常被布置在該軸的中間部分周圍以對其支撐。應(yīng)參考法國專利2824362和2921423以披露這種驅(qū)動軸的一些現(xiàn)有設(shè)計，但其與本發(fā)明無關(guān)。在文獻GB-A-926947中披露了進一步的設(shè)計。
[0003]現(xiàn)有定子經(jīng)常具有整體結(jié)構(gòu)，包括圓形的所謂中間殼體，圓形并與殼體同心并包圍其的所謂外套圈，以及當(dāng)與其一體形成時將殼體與套圈連接在一起的導(dǎo)流葉片。徑向臂被放置在葉片圓圈內(nèi)，以加強殼體和套圈的連接以及同樣剛性地連接到其上；這些臂之一包括驅(qū)動軸。軸支撐軸承通常安裝在獨立的支撐部件上，包括被螺栓連接到中間殼體的端部凸緣的安裝凸緣。
[0004]靠近軸的設(shè)備的潤滑，如軸承，應(yīng)從軸內(nèi)側(cè)通過潤滑管道，擋板和戽斗的離心和布置，或由外源而被提供。為了不在由軸橫穿過的圓形殼體擴散油，圓柱形護套被添加到該軸周圍以保持其中容納的體積。然而，應(yīng)該理解的是，這些護套表示發(fā)動機結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化，以及它們需要增加徑向臂的寬度以被容納在其中，以及因而增加阻礙氣流的臂部的中剖面。在被螺栓連接到殼體的支撐部件上安裝軸承同樣導(dǎo)致有害地影響正確的軸校準(zhǔn)的定位精度的缺乏。最后，如果徑向臂不再與外套圈和中間殼體一體形成而是裝配在一起，在圍繞軸的潤滑區(qū)域和輪外部，特別是流動通道之間保持密封性，將變得更困難；然而，該設(shè)計將是有利的，由于與整體設(shè)計相比，制造起來不復(fù)雜，并且如果需要，可以更換葉片。
[0005]本發(fā)明涉及適于防止這些各種缺點和顯著地兼容渦輪發(fā)動機設(shè)計的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其中葉片和徑向臂與套圈和殼體在分別制造后被裝配在一起。
[0006]該徑向臂大體上為位于風(fēng)機葉片后面并結(jié)合在中間殼體內(nèi)成一體的導(dǎo)向輪廓件；通常被稱為“0GV臂”并且機械地結(jié)合在中間殼體內(nèi)成一體。
[0007]它適用于提供以上提到或建議的三個功能:
[0008]一空氣動力學(xué)引導(dǎo)功能；
[0009]一關(guān)于中間殼體以及因此渦輪發(fā)動機的結(jié)構(gòu)強度功能；
[0010]一機械整體功能，其是形成用于徑向軸的中間軸承的殼體結(jié)構(gòu)。
[0011]該“0GV臂”密封以結(jié)合驅(qū)動軸的中間軸承成一體。
[0012]在通常的實施方式中，本發(fā)明涉及渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，包括，除了軸之外，圓形殼體，包圍該殼體的圓形套圈，將殼體連接到套圈并由該軸橫穿，也延伸到殼體中的中空徑向臂，安裝在被固定到殼體上的支撐部件上的軸支撐軸承，與殼體裝配在一起而不是與其一體的徑向臂，該徑向臂包括設(shè)置有鉆孔的凸臺，該裝置的特征在于:它包括用于將臂與殼體聯(lián)結(jié)的套筒，凸臺和套筒通過彼此接合裝配，該軸延伸通過凸臺和套筒，密封件在套筒和凸臺之間產(chǎn)生密封性，并且軸承安裝在套筒中。
[0013]圍繞驅(qū)動軸的套筒類似于根據(jù)已知設(shè)計的護套，但不延伸進入徑向臂，而是用作臂和殼體之間的聯(lián)結(jié)，確保從外部的密封性，而通過材料的連續(xù)性提供了根據(jù)傳統(tǒng)設(shè)計的聯(lián)結(jié)。由裝配有密封件的套筒所提供的密封性可消除徑向臂和殼體之間的連續(xù)性；在徑向臂內(nèi)缺乏套筒或護套適于減少其寬度并促進臂周圍的氣體流動；最后，使用用于安裝軸承的套筒表示重要的優(yōu)點，因為套筒用令人滿意的精度在通常與軸承安裝相鄰的位置上和沿其軸線被安裝抵靠在殼體上。
[0014]在徑向臂的另一側(cè)可有利地提出了類似設(shè)計:徑向臂的另一側(cè)也與套圈裝配在一起而不是與其一體的，并且該裝置包括另一聯(lián)結(jié)套筒，將套圈通過產(chǎn)生密封性連接到臂，另一個穿過所述其他的套筒。
[0015]至于通常出現(xiàn)的導(dǎo)向葉片，徑向臂然后可獨立于套圈構(gòu)造，并在不損失密封性的情況下與其裝配在一起。第二套筒進一步表示套圈和OGV臂之間的短聯(lián)結(jié)，使殼體的外套圈和OGV臂之間的位置自由，同時確保由驅(qū)動軸橫穿產(chǎn)生的空腔的密封性。
[0016]套筒(或當(dāng)兩個都存在時的套筒)有利地包括分別插入臂的鉆孔凸臺中的兩個圓柱形軸承以及鉆孔凸臺屬于殼體或?qū)儆谔兹?，軸承繼續(xù)從密封件在軸承周圍延伸。裝配因此特別容易。
[0017]然而，在其他的設(shè)計中，套筒與殼體可是一體的。
[0018]套筒有利地從其外半徑到其內(nèi)半徑延伸通過殼體，從而僅幫助防止殼體內(nèi)側(cè)潤滑劑的擴散。當(dāng)殼體包括與分別插入的套筒的兩個圓柱形軸承連續(xù)兩個鉆孔凸臺時，適于獲得這種結(jié)果的簡單設(shè)計是可用的，密封件被布置在凸臺和軸承之間。
[0019]本發(fā)明將經(jīng)常應(yīng)用到包括兩個同心流動通道的雙流渦輪發(fā)動機中，殼體為分隔所述通道的中間殼體。套筒將因此用作在(橫穿外輔助通道)上述的徑向臂和橫穿內(nèi)主通道的另一徑向臂內(nèi)由驅(qū)動軸所橫穿的空腔的密封連接。
[0020]可有利地經(jīng)由軸內(nèi)中空的管道以及經(jīng)由橫穿該軸，同時從該管道延伸到軸承的鉆孔提供潤滑，以轉(zhuǎn)移一些潤滑油到軸承。
[0021]根據(jù)又一種改進，軸可包括由槽連接的兩部分，應(yīng)該正常地為其提供潤滑；它可經(jīng)由橫穿該軸并從管道延伸到槽引導(dǎo)的圓形室的鉆孔而被提供。
[0022]本發(fā)明的進一步方面是航空器渦輪發(fā)動機，包括根據(jù)上述特征所描述的裝置，以及包括這種渦輪發(fā)動機的航空器。
[0023]現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明，其中:
[0024]一圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)計；
[0025]一圖2為葉輪的視圖；
[0026]一圖3為本發(fā)明一個可能實施方式的總的視圖；
[0027]一圖4、5、6、7和8為該實施方式的詳細視圖，
[0028]一圖9為屬于另一實施方式的可替代實施方式，
[0029]一以及圖10示出了另一實施方式。
[0030]參考圖1，根據(jù)已知設(shè)計的驅(qū)動軸I在發(fā)動機裝置2和減速齒輪以及位于發(fā)動機軸線上中心軸線5的齒圈4的驅(qū)動小齒輪3之間徑向地延伸通過渦輪發(fā)動機。在這種情況下具有雙流I的渦輪發(fā)動機延伸通過小半徑主通道6和大半徑輔助通道7，穿過將其分隔遠至匯合噴口的中間殼體8。輔助通道7在外部由外部套圈9所限制，并且發(fā)動機裝置2延伸到其外部。
[0031]也參考圖2，注意到渦輪發(fā)動機定子包括葉輪10，其從外面看，包括外套圈9的部分11，分布在通過輔助通道7的圓圈上的徑向臂12和導(dǎo)向葉片13，中間殼體8的部分14，同樣經(jīng)由主通道6分布在圓圈上的另一徑向臂15和另一導(dǎo)向葉片16，以及確定主通道6的內(nèi)半徑的內(nèi)殼17。葉輪10在低壓壓氣機18和高壓壓氣機19之間延伸。葉輪10的結(jié)構(gòu)是整體的，其所有元件通過鑄造制造成單件。軸I延伸通過部分11、14和內(nèi)殼17，并且在一個徑向臂12和一個徑向臂15中，從一端到另一端橫穿。它由軸承20支撐，該軸承20位于中間殼體8的部分14內(nèi)側(cè)并由支撐部件21所支撐，該支撐部件21設(shè)置有用于在凸緣23上安裝到部分14后面的凸緣22。軸I由從外套圈9的部分11延伸到支撐部件21的外護套24所包圍，并經(jīng)由從支撐部件21延伸到內(nèi)殼17的內(nèi)套筒25，其中每個都因此延伸到徑向臂12或15。護套24和25與支撐部件21 —起確定了特別包含軸承的封閉空間，其因此可被潤滑而不導(dǎo)致油擴散。
[0032]由于徑向臂內(nèi)護套的存在以及用于軸承的支撐部件類型的存在，該設(shè)計具有上述的缺點。
[0033]現(xiàn)在將使用以下附圖，首先圖3和圖4，描述本發(fā)明的實施方式。
[0034]整體葉輪10由相似形狀的葉輪所替代，但是其中導(dǎo)向葉片和徑向臂被螺栓連接到其上連接的元件上，中間殼體部分(現(xiàn)在為114)和套圈部分(現(xiàn)在為111)現(xiàn)在分別制造。
[0035]中間殼體部分114在其外邊緣設(shè)置有被定位在外徑向臂112前面的凸臺30。凸臺30包括圓柱形鉆孔31。另一凸臺32被布置在同樣包括鉆孔33、從之前鉆孔30延伸的(穿過主通道6)的內(nèi)徑向臂115的前面。套筒34插入到鉆孔31和33中，其端部為按壓在鉆孔31和33上，設(shè)置有在所述鉆孔31和33上產(chǎn)生密封性的O形環(huán)35的圓柱形軸承。套筒34由插入到凸臺30內(nèi)的螺栓36所保持。凸臺30和32被布置在中間殼體部分14的端部，由肋28和29支撐。內(nèi)凸臺32直接通向內(nèi)徑向臂115，其與中間殼體部分114以及與內(nèi)殼117 —體形成。
[0036]根據(jù)圖9所示的可替代的設(shè)計，中間殼體部分，現(xiàn)在為214，與從鉆孔31和33延伸的第一套筒234 —體形成。然而，就接收軸承38，連接凸臺30與螺栓36以及在其圓柱形軸承和鉆孔31之間的密封件35的存在而言，第二套筒235被單獨制造并插入到外鉆孔31內(nèi)，并類似于套筒34被成形。
[0037]套筒234和235 —起從而代替套筒34與235，具有以下的優(yōu)點，短而且被固定在單個鉆孔31內(nèi)的第二套筒235易于安裝，并且沒有用于內(nèi)鉆孔33的密封裝置。
[0038]該驅(qū)動軸包括兩部分，其一是延伸到套筒34中，然后向內(nèi)和結(jié)束于驅(qū)動小齒輪上的主軸37，，現(xiàn)在為103。軸承38 (圖5)被布置在主軸37和套筒34之間以對其支撐，其內(nèi)環(huán)和外環(huán)由分別螺合到主軸37上和套筒34中的兩個螺母39和40保持在軸向方向上，并且它們緊靠在相對肩部。單獨構(gòu)造的外徑向臂和外通道導(dǎo)向葉片用螺栓41 (僅示出一個)安裝在中間殼體元件114上。主軸37的一端在套筒34外部延伸并突出進入外徑向臂112的空腔42中。徑向臂112的內(nèi)表面包括接合在套筒34外端的鉆孔的內(nèi)凸臺43，其同樣設(shè)置有密封件35以在其間產(chǎn)生密封性(圖6)。
[0039]徑向臂112 (圖7)包括與前一個相對并同樣設(shè)置有鉆孔45的外凸臺44。當(dāng)安裝套圈元件111并用螺栓113連接到徑向臂112，其中所包括凸臺46延伸到外凸臺44上，并且凸臺46的鉆孔47延伸鉆孔45。第二套筒48插入鉆孔45和47，并且具有兩個同樣也設(shè)置有O型環(huán)35的圓柱形軸承以在這些鉆孔之間產(chǎn)生密封性。該兩套筒結(jié)構(gòu)將徑向臂112的空腔42連接到套圈的外側(cè)，包括對應(yīng)于發(fā)動機單元2的發(fā)動機單元，以及連接到靠近發(fā)動機軸線的體積，該體積包含驅(qū)動小齒輪103而不包括折衷的密封性，尤其不允許與氣流通道溝通，套筒34將外徑向臂112的空腔42連接到內(nèi)徑向臂115。和主軸37 —起形成驅(qū)動軸并從外單元102延伸的的副軸49穿過空腔42并延伸直到套筒34，在套筒34中它通過槽50連接到主軸37。
[0040]應(yīng)該注意的是，主軸37和副軸49可朝發(fā)動機軸線傾斜，在這種情況下向后部朝著發(fā)動機外圍，并且徑向臂112然后有利地傾斜一個相等的角度，這樣副軸不變地處于臨近空腔42的更寬后邊緣的同一區(qū)域，因此不必在別處加寬徑向臂112。
[0041]已知設(shè)計和錐形圓柱狀的，以在發(fā)動機裝置2中未示出的方式被安裝的副軸49的定心碗54 (圖3)，被完全包括在其中，而其下部進入根據(jù)現(xiàn)有設(shè)計的徑向臂(12)。添加密封套筒48，其為定心碗54在徑向臂(12)和發(fā)動機裝置102之間分配該密封功能，使得可以吸收僅由發(fā)動機裝置102的副軸49所傳遞的負載，從而緩解徑向臂112，無需對其加強。
[0042]可如下實施該裝置的潤滑。來自發(fā)動機單元102的油注入中空的類似于主軸37的副軸49的管道。在抵達副軸49的端部時，油進入通過在軸承38前面的主軸37產(chǎn)生的鉆孔51并對其潤滑。油的另一部分在副軸49的端部到達鉆孔52并幫助潤滑到達位于其前面的圓形室53的槽50。以這種方式所消耗的油到達包圍驅(qū)動軸的封閉腔，其中它不能加入發(fā)動機中流體或過度被分散，并且其中它可被回收。
[0043]進一步的解決方案同樣可用于實施本發(fā)明，其可明顯地用于單流式渦輪發(fā)動機。
[0044]使用圖10表示這些解決方案之一。至今被認為是單獨部件的聯(lián)結(jié)套筒，可實際上剛性地連接到該組件的另外元件。以這種方式，現(xiàn)在為314的殼體可包括結(jié)合在其中成一體的，即與其一體的，并在兩個流體通道之間以與例如圖4實施方式的套筒34相同的方式延伸的套筒。
[0045]這種設(shè)計的一個優(yōu)點是，可在這種情況下省略在套筒34和殼體114之間需要的密封件。該實施方式可與第一相同。然而，可設(shè)想又一可替代的實施方式:被容納在與根據(jù)前面實施方式的軸承38相同的位置的軸承，現(xiàn)在為338，可為平滑軸承而不是此前所表示的滾動軸承。此外，在本發(fā)明的所有實施方式中發(fā)現(xiàn)了選擇這種軸承的自由度。
【權(quán)利要求】
1.渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，包括，除了軸(37，49)之外，圓形殼體(114，214)，包圍該殼體的圓形套圈(111)，將殼體連接到套圈并由該軸橫穿、同樣延伸進入殼體中的中空徑向臂(112)，安裝在被固定在殼體上的支撐部件上的軸支撐軸承(38)，徑向臂(112)與殼體(114，214)裝配在一起而不是與其一體的，該徑向臂包括設(shè)置有鉆孔的凸臺(30)，該裝置的特征在于:它包括用于將臂與殼體聯(lián)結(jié)的套筒(34，235)，凸臺和套筒通過彼此接合裝配，該軸延伸通過凸臺和套筒，密封件(35)在套筒和凸臺之間產(chǎn)生密封性，并且軸承安裝在套筒內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:套筒與殼體是一體的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:套筒與殼體的凸臺裝配在一起，殼體的凸臺設(shè)置有軸延伸通過的鉆孔，殼體的凸臺和套筒彼此接合，并且密封件在套筒和殼體的凸臺之間產(chǎn)生密封性。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:該徑向臂(112)同樣與套圈(111)裝配在一起而不是與其一體的，徑向和套圈包括設(shè)置有延伸鉆孔(45，47)的另一凸臺(44，46)，并且該裝置包括將套圈連接到臂而接合在所述另一凸臺的鉆孔內(nèi)的另一聯(lián)結(jié)套筒(48)，另一密封件(35)在另一套筒和所述另一凸臺的每個鉆孔之間產(chǎn)生密封性，軸穿過所述另一套筒。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一權(quán)利要求所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:軸承被保持抵靠在套筒的相對肩部并且該軸分別由螺母(39，40)螺合在軸上和在套筒中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:套筒(34)從外半徑到內(nèi)半徑延伸通過殼體(114)，并且殼體包括從所述凸臺(30)延伸的第二鉆孔凸臺(32)，插入通過所述凸臺的套筒(34)，被布置在第二凸臺和套筒之間的密封件(35)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:該殼體包括與其一體的并且從殼體的凸臺(30)的鉆孔(31)和第二凸臺(32)的鉆孔(33)延伸的殼體套筒(234)，所述凸臺和所述第二凸臺在殼體的外半徑和內(nèi)半徑處，并且套筒(275)插入到殼體套筒(234)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:該殼體為分隔兩個同心氣流通道(6，7)的中間殼體，徑向臂(112)穿過外部輔助通道，并且第二凸臺(32)延伸直到橫穿內(nèi)主通道的另一徑向臂(115)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1到8中任一權(quán)利要求所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于:它包括在軸內(nèi)產(chǎn)生的潤滑管道，從管道到軸承(35)橫穿軸的鉆孔(51),并且軸包括由槽(50)連接的兩部分(38，49)，并且鉆孔(52)從管道到該槽通向的圓形室(53)橫穿該軸。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任一權(quán)利要求所述的渦輪發(fā)動機驅(qū)動軸裝置，其特征在于，該軸在渦輪發(fā)動機的軸向方向上傾斜并且徑向臂(112)也在軸向方向上傾斜，同時不變地鄰近徑向臂的后邊緣。
11.渦輪發(fā)動機，其特征在于:它包括根據(jù)上述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的裝置。
12.航空器，其特征在于:它包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的渦輪發(fā)動機。
【文檔編號】F01D9/06GK103717844SQ201280037718
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月4日
【發(fā)明者】蒂里·弗朗索瓦·莫里斯·杜查特利, 維吉尼亞·吉爾伯特, 塞德里克·瑪格麗特, 蒂里·喬治斯·保羅·帕潘 申請人:斯奈克瑪