[发明专利]动力齿轮箱销布置

说明书

一种行星齿轮箱具有能够在行星轴承上旋转的行星齿轮，该行星轴承包括安装于周转齿轮布置的托架的内环。内环的各个相对的相应端的相应圆柱形内表面不可旋转地连接于固定于周转齿轮布置的托架的一对支承插头中的相应一个的相应圆柱形外表面。燃气涡轮发动机包括风扇和LP轴，该LP轴将压缩机联接于涡轮。周转齿轮布置具有来自联接于太阳齿轮的LP轴的单个输入、联接于风扇轴的单个输出，以及如上文所述的至少一个行星轴承。

技术领域

本主题大体上涉及圆柱形滚子轴承，或者更具体地涉及用于燃气涡轮发动机中的周转齿轮箱中的行星齿轮的圆柱形滚子轴承。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此流动连通的风扇和芯部，其中芯部沿穿过燃气涡轮的流动方向设置在风扇下游。燃气涡轮发动机的芯部大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。关于多轴燃气涡轮发动机，压缩机区段可包括设置在低压压缩机(LP压缩机)下游的高压压缩机(HP压缩机)，并且涡轮区段可类似地包括设置在高压涡轮(HP涡轮)下游的低压涡轮(LP涡轮)。关于此类构造，HP压缩机经由高压轴(HP轴)与HP涡轮联接，并且LP压缩机经由低压轴(LP轴)与LP涡轮联接。

在操作中，风扇之上的空气的至少一部分提供至芯部的入口。空气的此类部分由LP压缩机接着由HP压缩机逐渐地压缩，直到压缩空气到达燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合并且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送穿过HP涡轮并且接着穿过LP涡轮。穿过涡轮区段的燃烧气流驱动HP涡轮和LP涡轮，其中各个继而经由HP轴和LP轴驱动HP压缩机和LP压缩机中的相应一个。燃烧气体接着发送穿过排气区段，例如，至大气。

LP涡轮驱动LP轴，其驱动LP压缩机。除驱动LP压缩机之外，LP轴可通过周转齿轮布置的动力齿轮箱驱动风扇，这允许风扇为了更高效率而在相比于LP轴的转速的较小的每单位时间转数下旋转。动力齿轮箱可旋转地支承太阳齿轮，其相对于环形齿轮和多个行星齿轮设置在中心，该多个行星齿轮围绕太阳齿轮设置，并且接合在太阳齿轮与环形齿轮之间。LP轴通过联接于太阳齿轮来将输入提供至周转齿轮布置，而风扇可联接成与行星齿轮的托架或与环形齿轮一致地旋转。各个行星齿轮与太阳齿轮和与环形齿轮啮合。托架或环形齿轮中的一个可保持静止，而非它们两者。各个行星齿轮能够在其自身的轴承上旋转，该轴承安装在收纳在动力齿轮箱内的支承销上，其固定于周转齿轮布置的托架的外周区域。风扇的轴能够在其自身的轴承上旋转，该轴承收纳在太阳齿轮箱中，该太阳齿轮箱也称为风扇齿轮箱。

对于任何给定的燃气涡轮发动机应用，行星齿轮设计成提供LP轴的转速与风扇轴的转速之间的固定减速比。由于收纳各个行星齿轮的动力齿轮箱设置在燃气涡轮发动机的流动路径内，故挑战在于设计一方面满足发动机的所有飞行状态的可靠且稳健的动力齿轮箱，同时另一方面设计足够紧凑来以不需要整个发动机尺寸比为了容纳动力齿轮箱将另外所需的更大且更重的方式配合在流动路径内的动力齿轮箱。

用于动力齿轮箱的行星齿轮的托架合乎需要地形成为单个整体部分，以便最小化齿轮失准。然而，该一件式托架可使将各个行星轴承安装于托架复杂化。经由由螺栓和扳手螺母构造保持在托架中的常规支承销将各个行星轴承安装于托架涉及支承销和把手螺母的增加重量。为了满足必要的设计要求，来自支承销和把手螺母构造的夹持负载导致非常高的轴向负载。这些增大的负载降低设计稳健性，并且将重量添加至设计。相信现有支承销设计中的最高应力由在安装组件期间必须施加的扳手螺母转矩引起的应力，而非由在动力齿轮箱的正常操作期间出现的应力导致。

此外，由于当前支承销设计需要沿支承销和轴承的内环的相当大长度的压配合，故存在后续的组装问题。大于六英寸长的压配合支承销必须落入托架的两侧中，并且这需要支承销和内环与托架的两侧之间的大温差。这产生了组装风险，由此支承销不能自始至终掉落穿过三个匹配件，并且因此一旦温度正常化，则支承销将变得卡住而没有螺纹暴露。接着将变得必要的是从组件除去支承销，并且必须在组件处执行第二次尝试。除去卡住的支承销所需的负载为高的，并且失败的尝试呈现了周围的硬件或支承销自身在除去和尝试重新插入的过程中变得受损的附加风险。