CN109424636B

CN109424636B - 多转子用轴承及航空发动机

Info

Publication number: CN109424636B
Application number: CN201710754442.9A
Authority: CN
Inventors: 梁霄; 李琳; 彭伟; 车俊龙
Original assignee: AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Current assignee: AECC Commercial Aircraft Engine Co Ltd
Priority date: 2017-08-29
Filing date: 2017-08-29
Publication date: 2020-12-29
Anticipated expiration: 2037-08-29
Also published as: CN109424636A

Abstract

本发明涉及一种多转子用轴承及航空发动机，其中多转子用轴承包括内环(1)、外环(2)和至少一个中环，内环(1)、至少一个中环和外环(2)沿轴承的径向自内向外依次排布，内环(1)和至少一个中环之间以及至少一个中环和外环(2)之间设有滚动体，内环(1)、至少一个中环和外环(2)中的至少一个设有油孔(11)，油孔(11)用于输送润滑油。本发明通过设置内环、外环和至少一个中环，可以通过一个轴承同时连接和支撑多个转子，应用于航空发动机后可以简化航空发动机的支撑结构，减少轴承和支点数量，减轻航空发动机的重量，提高推重比；另外，轴承上设有用于输送润滑油的油孔，方便轴承的润滑，减少磨损，提高轴承的使用寿命。

Description

多转子用轴承及航空发动机

技术领域

本发明涉及航空发动机技术领域，尤其涉及一种多转子用轴承及航空发动机。

背景技术

随着航空发动机技术的不断发展，推重比不断提高，从早期的5左右已发展到目前的10左右，预计未来将向更高的水平发展，到2020年，将发展成功推重比为20的战斗机发动机，推重比的提高在很大程度上要取决于发动机本身的结构减重，如何有效降低发动机结构重量已经成为一个不可回避的问题。

降低发动机结构重量的举措很多，其中航空发动机由于转子多、支点较多，导致主支撑结构比较复杂，如果能有效简化航空发动机主支撑结构，无疑对发动机减重将起到举足轻重的作用。

目前已有航空发动机的支撑结构普遍比较复杂，对于减轻航空发动机结构重量和提高推重比非常不利，因此亟需对航空发动机的主支撑结构进行改进。

需要说明的是，公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是提出一种多转子用轴承及航空发动机，以简化现有的航空发动机支撑结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种多转子用轴承，包括内环、外环和至少一个中环，内环、至少一个中环和外环沿轴承的径向自内向外依次排布，内环和至少一个中环之间以及至少一个中环和外环之间设有滚动体，内环、至少一个中环和外环中的至少一个设有油孔，油孔用于输送润滑油。

进一步地，油孔设置在内环上。

进一步地，至少一个中环的轴向长度比内环和/或外环的轴向长度大。

进一步地，至少一个中环包括第一中环和第二中环，第一中环设置在第二中环的内侧。

进一步地，第一中环和第二中环分别沿不同的方向凸出内环和外环。

进一步地，滚动体包括滚珠、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针或球面滚子。

进一步地，内环和第一中环之间设有滚珠，第一中环和第二中环之间设有第一圆柱滚子，第二中环与外环之间设有第二圆柱滚子。

进一步地，轴承还包括至少一个保持架，保持架用于安装滚动体。

进一步地，内环的外侧设有用于容纳滚动体的滚道；和/或，中环的内侧和外侧均设有用于容纳滚动体的滚道；和/或，外环的内侧设有用于容纳滚动体的滚道。

进一步地，中环的轴向端部设有用于与转子连接的安装槽。

为实现上述目的，本发明还提供了一种航空发动机，包括上述的多转子用轴承。

进一步地，至少一个中环包括第一中环和第二中环，航空发动机还包括低压转子、中压转子、高压转子和机匣，低压转子与内环连接，中压转子与第一中环连接，高压转子与第二中环连接，机匣与外环连接。

基于上述技术方案，本发明的多转子用轴承通过设置内环、外环和至少一个中环，可以通过一个轴承同时连接和支撑多个转子，应用于航空发动机后可以简化航空发动机的支撑结构，减少轴承和支点数量，减轻航空发动机的重量，提高推重比；另外，内环、至少一个中环和外环中的至少一个还设有用于输送润滑油的油孔，方便轴承的润滑，减少磨损，提高轴承的使用寿命。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明多转子用轴承一个实施例的结构示意图。

图中：

1、内环；2、外环；3、第一中环；4、第二中环；5、第一保持架；6、第二保持架；7、第三保持架；8、滚珠；9、第一圆柱滚子；10、第二圆柱滚子；11、油孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“纵向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示，为本发明多转子用轴承的一个实施例的结构示意图，该图为沿轴向的剖视图。

在本发明所提供的多转子用轴承的一个示意性实施例中，多转子用轴承包括内环1、外环2和至少一个中环，内环1、至少一个中环和外环2沿轴承的径向自内向外依次排布，内环1和至少一个中环之间以及至少一个中环和外环2之间设有滚动体，内环1、至少一个中环和外环2中的至少一个设有油孔11，油孔11用于输送润滑油。

在上述示意性实施例中，通过设置内环1、外环2和至少一个中环，可以通过一个轴承同时连接和支撑多个转子，应用于航空发动机后可以简化航空发动机的支撑结构，减少轴承和支点数量，降低发动机轴向尺寸，减轻航空发动机的重量，提高推重比；另外，内环1、至少一个中环和外环2中的至少一个还设有用于输送润滑油的油孔11，方便轴承的润滑，减少磨损，提高轴承的使用寿命，同时也有利于对轴承进行降温。

优选地，油孔11设置在内环1上。这样可以方便内部油路系统的布置，并且在旋转过程中可以使润滑油通过内环1进入中环或外环2，以尽可能地到达轴承内的所有滚动体，实现较全面的润滑作用。

进一步地，至少一个中环的轴向长度比内环1和/或外环2的轴向长度大。这样可以方便中环与转子或机匣的连接，避免由于长度不够而增加连接的困难，也可以减少中间连接部件，不仅有利于减轻整体重量，还可以避免由于连接点太多而造成的可靠性差的问题。

在本发明多转子用轴承的一个优选实施例中，至少一个中环包括第一中环3和第二中环4，第一中环3设置在第二中环4的内侧。

第一中环3和第二中环4分别沿不同的方向凸出内环1和外环2。如图1所示，第一中环3沿轴向向左侧延伸，且凸出内环1和外环2的边缘；第二中环4沿轴向向右延伸，且凸出内环1和外环2的边缘。这样可以使第一中环3和第二中环4更加方便地与转子或机匣连接。

在上述各个实施例中，多转子用轴承中的滚动体可以包括滚珠8、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针或球面滚子。其中，滚珠8为球形滚子。

具体地，内环1和第一中环3之间设有滚珠8，第一中环3和第二中环4之间设有第一圆柱滚子9，第二中环4与外环2之间设有第二圆柱滚子10。

在上述各个实施例中，轴承还包括至少一个保持架，保持架用于安装滚动体。

具体来说，至少一个保持架包括设置在内环1和第一中环3之间的第一保持架5、设置在第一中环3和第二中环4之间的第二保持架6以及设置在第二中环4与外环2之间的第三保持架7，第一保持架5位于内环1的外侧和第一中环3的内侧之间，第二保持架6位于第一中环3的外侧和第二中环4的内侧之间，第三保持架7位于第二中环4的外侧和外环2的内侧之间。

保持架可以采用实体保持架、浪形保持架或者弹性保持架，其中弹性保持架具有一定的变形能力，可以方便滚动体的安装；浪形保持架采用冲压结构，重量较轻。

优选地，保持架上设有多个等间距分布的滚动体安装位，以使各个滚动体在保持架的圆周方向上等间距地布置，保持滚动体的均衡性。

进一步地，内环1的外侧设有用于容纳滚动体的滚道；和/或，中环的内侧和外侧均设有用于容纳滚动体的滚道；和/或，外环2的内侧设有用于容纳滚动体的滚道。这样设置可以使多转子用轴承的结构更加紧凑，有利于减小航空发动机的整体体积。

另外，中环的轴向端部设有用于与转子连接的安装槽，以方便中环与转子的连接。

多转子用轴承与转子、机匣之间的连接可以采用螺纹连接、胶粘接、焊接、铆接、端齿或花键等连接结构。具体地，安装槽可以为螺纹孔，方便与转子通过螺纹进行连接；安装槽也可以设置法兰边，以使其与转子通过法兰盘并用螺栓连接。

本发明所提供的多转子用轴承实施例可以应用于各类军用或民用航空发动机、地面燃机或燃气发生器以及其他具有多转子机械支点的机械设备上。

基于上述的多转子用轴承，本发明还提出一种航空发动机，该航空发动机包括上述的多转子用轴承。上述各个实施例中多转子用轴承所具有的积极技术效果同样适用于航空发动机，这里不再赘述。

进一步地，当多转子用轴承中的至少一个中环包括第一中环3和第二中环4，航空发动机还包括低压转子、中压转子、高压转子和机匣时，低压转子与内环1连接，中压转子与第一中环3连接，高压转子与第二中环4连接，机匣与外环2连接。

当然，若航空发动机上还包括更多地转子，则多转子用轴承可以相应地设置更多地中环，以方便多个转子的安装。

下面对本发明多转子用轴承及航空发动机的一个实施例的具体结构进行说明：

如图1所示，多转子用轴承包括由内向外依次设置的内环1、第一中环3、第二中环4和外环2，内环1和第一中环3之间设有第一保持架5，第一保持架5上设有滚珠8，第一中环3和第二中环4之间设有第二保持架6，第二保持架6上设有第一圆柱滚子9，第二中环4和外环2之间设有第三保持架7，第三保持架7上设有第二圆柱滚子10。内环1上设有油孔11，油孔11与航空发动机内供油系统连通，以使润滑油通过油孔11到达轴承内的各个滚动体，以对滚动体进行润滑，同时也有利于对轴承降温。

通过对本发明多转子用轴承及航空发动机的多个实施例的说明，可以看到本发明多转子用轴承及航空发动机实施例至少具有以下一种或多种优点：

1、突破传统的外环、内环、保持架、滚动体四大件构型，本发明的多转子用轴承设置有至少一个中环，相应地，保持架和滚动体可以设置两组及以上，可以通过一个轴承同时支撑和连接多个转子，可以简化支撑结构，减少轴承和支点数量，减轻航空发动机结构重量，提高推重比；

2、内环上设有油孔，方便轴承中滚动体的润滑；

3、中环采用复合滚道设计，内侧和外侧均设有滚道，结构新颖独特，为设置多组滚动体提供了基础，并且使轴承的整体结构更加紧凑；

4、中环的轴向端部设有安装槽，方便轴承与转子或机匣的对接安装。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种航空发动机，其特征在于，包括多转子用轴承，所述多转子用轴承包括内环(1)、外环(2)和至少一个中环，所述内环(1)、至少一个所述中环和所述外环(2)沿所述轴承的径向自内向外依次排布，所述内环(1)和至少一个所述中环之间以及至少一个所述中环和所述外环(2)之间设有滚动体，所述内环(1)、至少一个所述中环和所述外环(2)中的至少一个设有油孔(11)，所述油孔(11)用于输送润滑油；

至少一个所述中环包括第一中环(3)和第二中环(4)，所述第一中环(3)设置在所述第二中环(4)的内侧；

所述第一中环(3)和所述第二中环(4)分别沿不同的方向凸出所述内环(1)和所述外环(2)；

所述航空发动机还包括低压转子、中压转子、高压转子和机匣，所述低压转子与所述内环(1)连接，所述中压转子与所述第一中环(3)连接，所述高压转子与所述第二中环(4)连接，所述机匣与所述外环(2)连接。

2.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述油孔(11)设置在所述内环(1)上。

3.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，至少一个所述中环的轴向长度比所述内环(1)和/或所述外环(2)的轴向长度大。

4.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述滚动体包括滚珠(8)、圆柱滚子、圆锥滚子、滚针或球面滚子。

5.根据权利要求4所述的航空发动机，其特征在于，所述内环(1)和所述第一中环(3)之间设有滚珠(8)，所述第一中环(3)和所述第二中环(4)之间设有第一圆柱滚子(9)，所述第二中环(4)与所述外环(2)之间设有第二圆柱滚子(10)。

6.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述轴承还包括至少一个保持架，所述保持架用于安装所述滚动体。

7.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述内环(1)的外侧设有用于容纳所述滚动体的滚道；和/或，所述中环的内侧和外侧均设有用于容纳所述滚动体的滚道；和/或，所述外环(2)的内侧设有用于容纳所述滚动体的滚道。

8.根据权利要求1所述的航空发动机，其特征在于，所述中环的轴向端部设有用于与转子连接的安装槽。