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      軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法

      文檔序號(hào):12634446閱讀:426來(lái)源:國(guó)知局
      軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制作方法與工藝

      本實(shí)用新型涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)。



      背景技術(shù):

      典型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓轉(zhuǎn)子一般包括風(fēng)扇、增壓級(jí)、低壓渦輪和轉(zhuǎn)軸等,其中低壓轉(zhuǎn)子由多個(gè)軸承支承,將渦輪產(chǎn)生的力和力矩傳遞到增壓級(jí)和風(fēng)扇。正常情況下,風(fēng)扇、增壓級(jí)和低壓渦輪等各部件的重心所在直線與轉(zhuǎn)軸重合。為保證臨界轉(zhuǎn)速的裕度,低壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一般由三個(gè)軸承支承,其中1#軸承和2#軸承位于風(fēng)扇轉(zhuǎn)子附近,稱為風(fēng)扇軸承。風(fēng)扇軸承通過(guò)支承結(jié)構(gòu)將風(fēng)扇轉(zhuǎn)子連接到靜子件中介機(jī)匣上,因此正常工作時(shí),風(fēng)扇軸承及其支承結(jié)構(gòu)是風(fēng)扇與中介機(jī)匣等固定結(jié)構(gòu)間的傳力部件。

      航空發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程中,風(fēng)扇葉片由于外物吸入或疲勞等因素導(dǎo)致風(fēng)扇葉片斷裂或脫落,即FBO(Fan Blade Off)。FBO事件發(fā)生后,風(fēng)扇的重心會(huì)偏離低壓轉(zhuǎn)子的中心線。然而,由于軸承的限制,風(fēng)扇仍繞低壓轉(zhuǎn)子的中心線轉(zhuǎn)動(dòng)。風(fēng)扇繞偏離其重心的軸轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)激勵(lì)低壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)振蕩模態(tài),從而產(chǎn)生不平衡載荷。對(duì)于當(dāng)前商用飛機(jī)上常用的大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),其風(fēng)扇葉片半徑長(zhǎng)、質(zhì)量大,F(xiàn)BO事件會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇的重心與發(fā)動(dòng)機(jī)的中心線不重合,引起巨大的不平衡載荷。由于軸承沿徑向約束風(fēng)扇軸,故FBO不平衡載荷主要通過(guò)軸承及其支承結(jié)構(gòu)傳遞到中介機(jī)匣上,并進(jìn)一步傳遞到安裝節(jié)甚至飛機(jī)上。

      針對(duì)以上問(wèn)題,通常有兩種做法,一種是傳統(tǒng)做法,通過(guò)增大發(fā)動(dòng)機(jī)傳力路徑上各部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,如轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)、承力機(jī)匣、安裝系統(tǒng)等,使其具有較高的應(yīng)力裕度儲(chǔ)備,以應(yīng)對(duì)FBO載荷。然而,這會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)重量增加,降低經(jīng)濟(jì)性,不利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。

      另一種是采用熔斷設(shè)計(jì),即通過(guò)有目的地將發(fā)動(dòng)機(jī)中某些部件設(shè)計(jì)為犧牲單元,使其在FBO載荷下失效,一方面減少FBO事件產(chǎn)生的不平衡能量,另一方面改變傳力路徑,使FBO載荷重新分布,減少傳遞到關(guān)鍵部件的不平衡載荷,保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全。比如,在距離風(fēng)扇最近的1#軸承上設(shè)置可失效部件,所謂可失效部件是指機(jī)械性能薄弱的結(jié)構(gòu),能夠在預(yù)定載荷(門(mén)檻值)作用下失效。FBO事件發(fā)生后,1#軸承支承錐壁上熔斷部件失效,低壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速下降,遠(yuǎn)小于工作轉(zhuǎn)速,使低壓轉(zhuǎn)子處于超臨界狀態(tài),繞軌運(yùn)動(dòng)半徑減小,從而減小輸入不平衡載荷;另一方面,熔斷部件失效改變了FBO載荷向靜子機(jī)匣傳遞的路徑,使FBO載荷重新分布,有效保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的安全。

      然而,常用的熔斷設(shè)計(jì)中,一種是在1#軸承支承錐壁上采用局部打薄的錐壁結(jié)構(gòu),會(huì)使錐壁的加工非常困難;另一種是采用頸縮螺栓,但是頸縮螺栓需要設(shè)計(jì)安裝邊,進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)造成外物損傷。以上熔斷設(shè)計(jì)都是使1#軸承支承結(jié)構(gòu)在FBO事件發(fā)生后完全斷裂,完全失去承載能力,導(dǎo)致低壓轉(zhuǎn)子完全喪失了在1#軸承處的支承和約束。風(fēng)扇轉(zhuǎn)子完全失去在1#軸承支承處的約束,會(huì)增大風(fēng)扇轉(zhuǎn)子的擺動(dòng)半徑,容易使風(fēng)扇軸在2#軸承處發(fā)生應(yīng)力集中,為了緩解應(yīng)力集中,需要在此處設(shè)計(jì)其它的機(jī)構(gòu),增大了設(shè)計(jì)難度。

      需要說(shuō)明的是,公開(kāi)于本實(shí)用新型背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本實(shí)用新型的總體背景的理解,而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      本實(shí)用新型的目的是提出一種軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī),以解決現(xiàn)有技術(shù)中的軸承支承結(jié)構(gòu)無(wú)法實(shí)現(xiàn)既能降低1#軸承的支承剛度,又能提供一定約束,減小2#軸承處的應(yīng)力集中現(xiàn)象的問(wèn)題。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了一種軸承支承結(jié)構(gòu),包括連接件、用于支承設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的第一軸承的第一支承壁和第二支承壁,所述第一支承壁上設(shè)有第一安裝孔,所述連接件穿過(guò)所述第一安裝孔來(lái)實(shí)現(xiàn)所述第一支承壁與所述第二支承壁的連接,所述第一安裝孔內(nèi)設(shè)有限位結(jié)構(gòu),所述限位結(jié)構(gòu)能夠在所述連接件受到比預(yù)設(shè)作用力大的作用力時(shí)失效,所述限位結(jié)構(gòu)失效后能夠在使得所述連接件仍然穿設(shè)在所述第一安裝孔內(nèi)的前提下,增大對(duì)所述連接件在所述第一安裝孔內(nèi)連接位置的約束范圍。

      進(jìn)一步地,在所述連接件的作用下,所述限位結(jié)構(gòu)能夠發(fā)生形變或者斷裂。

      進(jìn)一步地,所述第一支承壁和所述第二支承壁相互搭接,所述連接件的安裝方向與所述第一支承壁和所述第二支承壁的壁面大致垂直。

      進(jìn)一步地,所述連接件設(shè)置在所述第二支承壁上或者所述連接件與所述第二支承壁一體成型;或者,所述第二支承壁上設(shè)有第二安裝孔,所述連接件穿過(guò)所述第一安裝孔和所述第二安裝孔,且所述第二安裝孔的孔壁的強(qiáng)度大于所述限位結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度。

      進(jìn)一步地,所述第一安裝孔包括與所述連接件的外輪廓和周向尺寸相同的第一孔和自所述第一孔延伸的第二孔,所述限位結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述第一孔和所述第二孔之間。

      進(jìn)一步地,所述第一孔的兩側(cè)均設(shè)有所述第二孔。

      進(jìn)一步地,所述第一孔的中心線和所述第二孔的中心線的連線與所述連接件的受力方向一致。

      進(jìn)一步地,所述第一安裝孔沿所述第一支承壁的周向布置有多個(gè)。

      進(jìn)一步地,多個(gè)所述第一安裝孔均勻布置。

      進(jìn)一步地,所述限位結(jié)構(gòu)為設(shè)置在所述第一孔和所述第二孔之間的凸塊。

      為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型還提供了一種航空發(fā)動(dòng)機(jī),包括上述的軸承支承結(jié)構(gòu)。

      基于上述技術(shù)方案,本實(shí)用新型通過(guò)在第一安裝孔內(nèi)設(shè)置限位結(jié)構(gòu),使得第一支承壁和第二支承壁之間的連接件在正常情況下可以通過(guò)限位結(jié)構(gòu)緊固在第一安裝孔內(nèi),而在連接件受到大于預(yù)設(shè)作用力的作用力時(shí),比如發(fā)生FBO事件后,限位結(jié)構(gòu)失效,在仍然穿設(shè)在第一安裝孔內(nèi)的前提下,連接件第一安裝孔內(nèi)的連接位置的約束范圍增大,也就是說(shuō),連接件有一定的運(yùn)動(dòng)范圍,這樣既能降低第一軸承的支承剛度,從而降低低壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,減少?gòu)娘L(fēng)扇轉(zhuǎn)子傳遞到中介機(jī)匣的不平衡載荷,同時(shí),由于連接件仍能能夠起到連接第一支承壁和第二支承壁的作用,即沒(méi)有使第一支承壁和第二支承壁完全斷開(kāi),因此仍可以提供一定的約束,進(jìn)而可以減小第二軸承處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。另外,該軸承支承結(jié)構(gòu)的加工設(shè)計(jì)難度比較低,實(shí)用性更強(qiáng)。

      附圖說(shuō)明

      此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本實(shí)用新型,并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。在附圖中:

      圖1為包含本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的前端結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖2為本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖3為圖2實(shí)施例的俯視圖。

      圖4為本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例中第一安裝孔的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖5為本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例中限位結(jié)構(gòu)失效前的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖6為圖5中部分結(jié)構(gòu)的俯視圖。

      圖7為本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)一個(gè)實(shí)施例中限位結(jié)構(gòu)失效后的結(jié)構(gòu)示意圖。

      圖8為圖7中部分結(jié)構(gòu)的俯視圖。

      圖中:1-軸向中心線,2-進(jìn)氣錐,3-第一軸承,4-第二軸承,5-風(fēng)扇軸,6-風(fēng)扇機(jī)匣,7-風(fēng)扇葉片,8-增壓級(jí)葉片,9-出口導(dǎo)葉,10-軸承支承結(jié)構(gòu),11-第一支承壁,12-第二支承壁,13-連接件,14-螺母,15-第一安裝孔,151-第一孔,152-限位結(jié)構(gòu),153-第二孔,16-第二安裝孔。

      具體實(shí)施方式

      下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖,對(duì)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒緦?shí)用新型的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

      在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語(yǔ)“中心”、“橫向”、“縱向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

      參考圖2和圖4所示,在本實(shí)用新型所提供的軸承支承結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例中,該軸承支承結(jié)構(gòu)包括連接件13、用于支承設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上的第一軸承3的第一支承壁11和第二支承壁12,第一支承壁11上設(shè)有第一安裝孔15,連接件13穿過(guò)第一安裝孔15來(lái)實(shí)現(xiàn)第一支承壁11與第二支承壁12的連接,第一安裝孔15內(nèi)設(shè)有限位結(jié)構(gòu)152,限位結(jié)構(gòu)152能夠在連接件13受到比預(yù)設(shè)作用力大的作用力時(shí)失效,限位結(jié)構(gòu)152失效后能夠在使得連接件13仍然穿設(shè)在第一安裝孔15內(nèi)的前提下,增大對(duì)連接件13在第一安裝孔15內(nèi)連接位置的約束范圍。

      其中,第一軸承3可以為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子上相對(duì)來(lái)說(shuō)比較靠近進(jìn)氣口的軸承。

      在上述實(shí)施例中,通過(guò)在第一安裝孔15內(nèi)設(shè)置限位結(jié)構(gòu)152,使得第一支承壁11和第二支承壁12之間的連接件13在正常情況下可以通過(guò)限位結(jié)構(gòu)152緊固在第一安裝孔15內(nèi),而在連接件13受到大于預(yù)設(shè)作用力的作用力時(shí),比如發(fā)生FBO事件后,低壓轉(zhuǎn)子的質(zhì)心偏移出旋轉(zhuǎn)軸線,產(chǎn)生很大的不平衡載荷,不平衡載荷通過(guò)第一軸承3傳遞至第一支承壁11上,在巨大作用力下,限位結(jié)構(gòu)152失效,可以吸收部分瞬態(tài)的沖擊能量,并且在仍然穿設(shè)在第一安裝孔15內(nèi)的前提下,連接件13在第一安裝孔15內(nèi)的連接位置的約束范圍增大,也就是說(shuō),連接件13有一定的運(yùn)動(dòng)范圍,這樣既能降低第一軸承3的支承剛度,從而降低低壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,減少?gòu)娘L(fēng)扇轉(zhuǎn)子傳遞到中介機(jī)匣的不平衡載荷,同時(shí),由于連接件仍能能夠起到連接第一支承壁和第二支承壁的作用,即沒(méi)有使第一支承壁和第二支承壁完全斷開(kāi),因此仍可以提供一定的約束,進(jìn)而可以減小第二軸承4處的應(yīng)力集中現(xiàn)象。另外,該軸承支承結(jié)構(gòu)的加工設(shè)計(jì)難度比較低,實(shí)用性更強(qiáng)。

      在上述實(shí)施例中,限位結(jié)構(gòu)152的具體失效形式包括斷裂和變形,在連接件13的作用下,限位結(jié)構(gòu)152能夠發(fā)生形變或者斷裂。對(duì)于發(fā)生變形的實(shí)施例來(lái)說(shuō),限位結(jié)構(gòu)152仍保持著與第一安裝孔15孔壁的連接關(guān)系或者仍然與第一安裝孔15的孔壁為一體結(jié)構(gòu),但限位結(jié)構(gòu)152由于發(fā)生了形變而增大了連接件13的活動(dòng)范圍;對(duì)于發(fā)生斷裂的實(shí)施例來(lái)說(shuō),限位結(jié)構(gòu)152離開(kāi)原來(lái)的連接位置,也可以增大連接件13的活動(dòng)范圍。

      進(jìn)一步地,第一支承壁11和第二支承壁12相互搭接,連接件13的安裝方向與第一支承壁11和第二支承壁12的壁面大致垂直。這種安裝方式可以簡(jiǎn)化第一支承壁11和第二支承壁12的設(shè)計(jì),不需要像現(xiàn)有技術(shù)那樣專門(mén)為連接螺栓設(shè)置法蘭邊,降低設(shè)計(jì)難度,有助于發(fā)動(dòng)機(jī)減重設(shè)計(jì)。

      在以上實(shí)施例中,連接件13穿過(guò)第一安裝孔15,以實(shí)現(xiàn)第一支承壁11與第二支承壁12的連接,具體來(lái)說(shuō),連接件13可以設(shè)置在第二支承壁12上;或者,連接件13也可以與第二支承壁12一體成型;在這兩種實(shí)現(xiàn)方式中,由于連接件13與第二支承壁12鏈接或者一體成型,因此連接件13直接穿過(guò)設(shè)置在第一支承壁11上的第一安裝孔15,即可實(shí)現(xiàn)第一支承壁11與第二支承壁12的連接。

      第一支承壁11與第二支承壁12的連接還可以有其他實(shí)現(xiàn)方式,比如,第二支承壁12上設(shè)有第二安裝孔16,連接件13穿過(guò)第一安裝孔15和第二安裝孔16,且第二安裝孔16的孔壁的強(qiáng)度大于限位結(jié)構(gòu)152的強(qiáng)度,以保證第一支承壁11或第二支承壁12受到比預(yù)設(shè)作用力大的作用力時(shí),限位結(jié)構(gòu)152先失效(包括先發(fā)生變形或先發(fā)生斷裂),而第二安裝孔16的孔壁則不受影響或受到的影響很小,進(jìn)而使連接件13在第一安裝孔15內(nèi)的連接位置的約束范圍增大。

      第二安裝孔16的外輪廓和軸向尺寸優(yōu)選地與連接件13的外輪廓和軸向尺寸大致相同,以保證在正常工況下的封嚴(yán)。

      當(dāng)然,在其他實(shí)施例中,在第二安裝孔16內(nèi)也可以設(shè)置限位結(jié)構(gòu),該限位結(jié)構(gòu)與設(shè)置在第一安裝孔15內(nèi)的限位結(jié)構(gòu)作用可以相同,同時(shí)還可以對(duì)兩個(gè)限位結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度進(jìn)行選擇設(shè)計(jì),以對(duì)連接件13在第一安裝孔15和第二安裝孔16內(nèi)的約束范圍進(jìn)行選擇設(shè)計(jì)。

      另外,在如圖2所示的實(shí)施例中,第一支承壁11位于上方,第二支承壁12位于下方,即限位結(jié)構(gòu)152設(shè)置在位于第一支承壁11上的第一安裝孔15內(nèi),在其他實(shí)施例中,限位結(jié)構(gòu)152也可以設(shè)置在位于第二支承壁12上的第二安裝孔16內(nèi)。

      如圖4所示,作為第一安裝孔15的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例,第一安裝孔15包括與連接件13的外輪廓和周向尺寸相同的第一孔151和自第一孔151延伸的第二孔153,限位結(jié)構(gòu)152設(shè)置在第一孔151和第二孔153之間。

      如圖5和圖6所示,限位結(jié)構(gòu)152在失效前,連接件13被限制在第一孔151和第二安裝孔16內(nèi),第一支承壁11和第二支承壁12之間為緊固連接,連接件13的可移動(dòng)范圍幾乎為零;

      如圖7和圖8所示,限位結(jié)構(gòu)152失效后,限位結(jié)構(gòu)152在大于約束作用力的作用力下離開(kāi)原來(lái)的位置,或者說(shuō)限位結(jié)構(gòu)152被打斷,限位結(jié)構(gòu)152向第二孔153的方向移動(dòng),并進(jìn)入第二孔153內(nèi),這樣使得連接件13的運(yùn)動(dòng)范圍增大,但同時(shí)保持著一定的約束力。

      限位結(jié)構(gòu)152可以為設(shè)置在第一孔151和第二孔153之間的凸塊,該凸塊可以與第一支承壁11一體成型;限位結(jié)構(gòu)152也可以為設(shè)置在第一安裝孔15內(nèi)的彈性結(jié)構(gòu),在受到較大作用力時(shí)能夠被壓縮變形,以增大連接件13的運(yùn)動(dòng)范圍等。

      連接件13可以為螺栓、銷(xiāo)軸、銷(xiāo)釘或者鉚釘,連接件13穿過(guò)第一安裝孔15和第二安裝孔16后可以通過(guò)螺母14或插銷(xiāo)進(jìn)行固定。

      螺栓或銷(xiāo)軸一般為圓柱形結(jié)構(gòu),因此第一孔151優(yōu)選地但不限于為圓形,且直徑與螺栓或銷(xiāo)軸的外徑大致相同;第二孔153可以為長(zhǎng)圓孔。另外,第二安裝孔16也可以為圓形,且直徑與螺栓或銷(xiāo)軸的外徑大致相同。

      如圖4所示,第一孔151的兩側(cè)可以均設(shè)有第二孔153,以適應(yīng)不同方向的作用力。

      第一安裝孔15的設(shè)置方向可以根據(jù)第一支承壁11的受力載荷情況而靈活設(shè)置,優(yōu)選地,第一孔151的中心線和第二孔153的中心線的連線與連接件13的受力方向一致。

      如圖3所示,第一安裝孔15沿第一支承壁11的周向布置有多個(gè)。優(yōu)選地,多個(gè)第一安裝孔15均勻布置。

      基于以上各個(gè)實(shí)施例中的軸承支承結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型還提出一種航空發(fā)動(dòng)機(jī),該航空發(fā)動(dòng)機(jī)包括上述的軸承支承結(jié)構(gòu)。以上各個(gè)實(shí)施例中軸承支承結(jié)構(gòu)所具備的積極效果同樣適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī),這里不再贅述。

      下面結(jié)合圖1~8對(duì)本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)實(shí)施例的工作過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明:

      該實(shí)施例中所用的發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)型為:高低壓雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng),其典型的轉(zhuǎn)子支承方案為低壓轉(zhuǎn)子通過(guò)第一軸承3和第二軸承4支承,其中第一軸承3為滾棒軸承,第二軸承4為滾珠軸承。

      圖1具體為沿軸向中心線1對(duì)稱的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)前端的部分結(jié)構(gòu)圖,進(jìn)氣端設(shè)有進(jìn)氣錐2,風(fēng)扇軸5由第一軸承3和第二軸承4共同支承,沿進(jìn)氣方向依次設(shè)有風(fēng)扇葉片7和多個(gè)增壓級(jí)葉片8,上方設(shè)有風(fēng)扇機(jī)匣6,風(fēng)扇葉片7的下游設(shè)有出口導(dǎo)葉9。其中,第一軸承3對(duì)風(fēng)扇軸5提供徑向約束,第二軸承4對(duì)風(fēng)扇軸5提供徑向和軸向約束。軸承支承結(jié)構(gòu)10將第一軸承3和第二軸承4連接到中介機(jī)匣上,是風(fēng)扇轉(zhuǎn)子載荷向靜子件中介機(jī)匣傳遞的重要路徑。

      如圖2、3、4所示,用于支承第一軸承3的錐壁由兩段支承壁搭接而成,并由螺栓等沿大致垂直于錐壁的方向連接在一起,其中第一支承壁11上設(shè)有包括限位結(jié)構(gòu)152的第一安裝孔15,第二支承壁12上設(shè)有與連接件13相匹配的第二安裝孔16。

      如圖5、6所示,發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),限位結(jié)構(gòu)152能夠承受發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的載荷,第一支承壁11能夠提供支承剛度。

      如圖7、8所示,F(xiàn)BO事件發(fā)生后,不平衡載荷所產(chǎn)生的作用力大于預(yù)定的作用力,限位結(jié)構(gòu)152發(fā)生失效,失去限位作用。這時(shí)第一支承壁11可以沿第一安裝孔15發(fā)生滑動(dòng),從而減小第一軸承3提供給風(fēng)扇軸5的支承剛度,降低低壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,改變傳遞路徑,減小傳遞到靜子件的FBO載荷。當(dāng)?shù)谝恢С斜?1滑動(dòng)達(dá)到第一安裝孔15的極限位置(即靠近第一安裝孔15的末端壁面)時(shí),第一支承壁11和第二支承壁12被連接件13限制在一起,從而為風(fēng)扇軸5提供部分約束,避免風(fēng)扇轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)大,造成風(fēng)扇機(jī)匣6的破壞及風(fēng)扇軸和低壓軸在第二軸承4處的應(yīng)力集中。

      通過(guò)對(duì)本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的多個(gè)實(shí)施例的說(shuō)明,可以看到本實(shí)用新型軸承支承結(jié)構(gòu)及航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)施例至少具有以下一種或多種優(yōu)點(diǎn):

      1、第一安裝孔內(nèi)設(shè)置限位結(jié)構(gòu),可以在受到大于預(yù)設(shè)作用力的作用力時(shí),兩段支承壁可以沿第一安裝孔發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)錯(cuò)位,增大連接件的活動(dòng)范圍,既能減小第一軸承的支承剛度,降低低壓轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速,使發(fā)動(dòng)機(jī)能夠安全地穿越共振轉(zhuǎn)速到達(dá)風(fēng)車(chē)狀態(tài);減少對(duì)風(fēng)扇軸的約束,風(fēng)扇軸發(fā)生彎曲變形,F(xiàn)BO后的質(zhì)心更靠近旋轉(zhuǎn)中心,從而能夠降低不平衡量;避免風(fēng)扇轉(zhuǎn)子擺動(dòng)過(guò)大,減少風(fēng)扇葉片與風(fēng)扇機(jī)匣之間的碰磨,保護(hù)風(fēng)扇機(jī)匣;還可以減小第二軸承的應(yīng)力集中。

      2、支承錐壁由兩段支承壁搭接而成,并由螺栓、銷(xiāo)釘、鉚釘?shù)冗B接件沿大致垂直于壁面的方向連接在一起,兩段支承壁可以分別加工,并且不需要設(shè)置多余的法蘭邊,降低了加工難度。

      3、第二安裝孔與連接件的外輪廓和軸向尺寸大致相同,能夠保證正常工況時(shí)的封嚴(yán)。

      4、第一安裝孔的方向可以靈活設(shè)計(jì),使其與該處的受力載荷形式一致。

      最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非對(duì)其限制;盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明,所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:依然可以對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神,其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。

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