[发明专利]具有定心弹簧和挤压膜阻尼器的芯部差动轴承

说明书

技术领域

本主题大体上涉及圆柱形滚柱轴承，或者更具体地涉及用于燃气涡轮发动机中的高压转轴的圆柱形滚柱轴承。

背景技术

燃气涡轮发动机大体上包括风扇和布置成与彼此流动连通的芯部，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压缩机和接着由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涡轮和接着穿过LP涡轮。穿过涡轮区段的燃烧气体流驱动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。

为了最大化高性能涡轮发动机中的燃料焚烧，合乎需要的是具有与小芯部组合的带高旁通比的风扇。为了降低发动机成本、发动机重量和发动机复杂性，合乎需要的是使用差动轴承来从反转低压轴支承高压轴。然而，由于现代发动机的芯部的长度趋于变得越来越长，并且反转轴趋于越来越快旋转，故该类型的构造导致差动轴承上的不可接受地高的负载，其在另外的情况下可合乎需要地用于从反转低压轴支承高压轴。为了支承这些在另外的情况下不可接受地高的负载，需要添加框架结构，这对整个设计而言增加了重量、成本和复杂性，并且因此是不合乎需要的。

各种动态问题在差动轴承的延长操作期间将总是出现。因此，差动轴承忍受和减轻这些动态问题的能力可改进其能力、寿命和可靠性，并且由此降低发动机维护的频率。此外，向支承反转轴的差动轴承提供适当润滑和冷却是必要的，以最大化差动轴承的寿命和差动轴承的负载能力。因此，差动轴承处理预期的动态问题的容限的任何改进必须不会不利地影响对差动轴承的适当润滑和冷却。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐述，或者可从描述为明显的，或者可通过本发明的实践学习。

在本公开的一个示例性实施例中，一种燃气涡轮发动机的反转轴组件包括联接反转同心轴的差动轴承。圆柱形内轴具有较小直径，并且配合在圆柱形外轴内。内轴和外轴两者绕着相同的虚拟中心轴线旋转，但沿相反方向旋转。差动轴承具有联接于内轴(例如，低压转轴)的内圈，以及联接于外轴(例如，高压转轴)的外圈。挤压膜阻尼器设置在差动轴承的内圈与由弹簧指部壳体连接于内圈的内轴之间。

技术方案1. 一种燃气涡轮发动机的反转轴组件，所述组件包括：

圆柱形外轴，其能够沿第一方向绕着虚拟旋转轴线旋转；

圆柱形内轴，其能够绕着所述虚拟旋转轴线沿与所述第一方向相反的第二方向旋转，所述内轴相对于所述外轴沿径向向内设置；

差动轴承，其将所述内轴联接于所述外轴，所述差动轴承包括附接于所述外轴的外圈，所述差动轴承包括能够相对于所述外圈旋转并且经由定心弹簧附接于所述内轴的内圈；以及

挤压膜阻尼器，其设置在所述内圈与所述内轴之间。

技术方案2. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，将所述内圈附接于所述内轴的所述定心弹簧包括弹簧指部壳体。

技术方案3. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述挤压膜阻尼器包括在所述内轴与所述差动轴承的所述内圈之间延伸的环形间隙。

技术方案4. 根据技术方案1所述的组件，其特征在于，所述挤压膜阻尼器包括设置在所述内轴与所述差动轴承的所述内圈之间的环形环。

技术方案5. 根据技术方案4所述的组件，其特征在于，所述环形环由前端和与所述前端沿轴向间隔开的后端限定，并且所述挤压膜阻尼器包括前凹槽，其限定在所述环形环的所述前端中，并且相对于所述虚拟中心轴线沿周向延伸。