專利名稱：用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪支承框架的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí) 用新型總的涉及用干支承渦輪機(jī)的結(jié)構(gòu)，尤其涉及用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪支承結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的軸通常被支承于軸承座上，軸承座則通過(guò)支承框架與外機(jī)匣相連，將軸承力傳遞出去。圖I為ー典型支承框架結(jié)構(gòu)的示意圖，該支承框架由連接至外機(jī)匣4的直支板和用于連接至軸承座(未示出)的連接板3'組成。其中直支板的外環(huán)5'與外機(jī)匣4連接，并通過(guò)直支板的方形結(jié)構(gòu)7'與連接板3'連接。上述現(xiàn)有支承框架結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中具有很多缺陷，例如，當(dāng)該支承框架位于渦輪較熱部段，如高壓渦輪與低壓渦輪結(jié)合部時(shí)，支承框架各部件之間由于溫度、材料等差異會(huì)導(dǎo)致膨脹量不同，產(chǎn)生較大熱應(yīng)力，從而隨著工作溫度的不斷反復(fù)變化，易使部件連接處因熱疲勞產(chǎn)生裂紋，尤其對(duì)于直支板的支板6'以及連接板3'等主要承載部分更易造成部件損壞，甚至導(dǎo)致重大故障；同時(shí)，支承框架的徑向結(jié)構(gòu)限定了渦輪軸與外機(jī)匣之間的距離，因此當(dāng)支承框架膨脹量變化較大時(shí)，將會(huì)直接影響渦輪轉(zhuǎn)子葉片間隙，從而影響渦輪效率。目前，解決支承框架熱應(yīng)カ和熱變形問(wèn)題的方法主要有以下兩種(I)使用隔熱和冷卻的方式在承力的支板外設(shè)置翼型的外封殼或整流罩，同時(shí)在支板內(nèi)冷卻空氣，降低支板溫度；(2)采用斜支板結(jié)構(gòu)支板與徑向成一定角度，使支板的部分徑向變形轉(zhuǎn)化為周向變形，從而減小徑向應(yīng)力。然而，隨著航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，渦輪工作溫度大幅提高，采用上述兩種方法仍不能有效解決處于熱段部分的支承框架的熱應(yīng)カ和熱變形問(wèn)題。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決目前現(xiàn)有航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的支承框架的缺陷，設(shè)計(jì)ー種具有良好熱穩(wěn)定性的支承框架，用以避免熱疲勞情況的發(fā)生，并能夠避免渦輪轉(zhuǎn)子出現(xiàn)較大的徑向位移。本實(shí)用新型由此提供了一種用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪支承框架，所述渦輪支承框架承載于渦輪外機(jī)匣和渦輪軸承座之間，并包括直支板和與其連接的弾性支板，所述直支板在渦輪的徑向方向上延伸并連接至所述渦輪外機(jī)匣，所述彈性支板連接至所述渦輪軸承座。進(jìn)ー步地，本實(shí)用新型的有利之處在于，所述彈性支板具有帶彎折部分的主體部，以及分別從所述主體部的兩端延伸的連接至所述直支板的第一安裝部和連接至所述渦輪軸承座的第二安裝部。優(yōu)選地，所述主體部的彎折部分可根據(jù)預(yù)估的承載環(huán)境來(lái)設(shè)計(jì)為C形、S形或W形。[0012]根據(jù)ー種可選實(shí)施方式，所述第一安裝部可被設(shè)計(jì)為分叉結(jié)構(gòu)，具有連接至所述直支板的兩個(gè)安裝部分，從而起到更為穩(wěn)固的支承作用。進(jìn)ー步地，所述直支板具有連接所述渦輪外機(jī)匣的外環(huán)、連接所述彈性支板的內(nèi)環(huán)，以及所述外環(huán)和所述內(nèi)環(huán)之間的支板。根據(jù)ー種實(shí)施方式，多個(gè)所述直支板沿渦輪周向間隔布置。根據(jù)另ー種實(shí)施方式，多個(gè)所述弾性支板沿渦輪周向間隔布置。
·[0015]通過(guò)采用本實(shí)用新型的渦輪支承框架，當(dāng)該支承框架位于渦輪較熱部段，并且彈性支板的熱膨脹量較大時(shí)，由于彈性支板的主體部具有彎折部分，其弾性變形將會(huì)吸收部分徑向的熱膨脹量，從而減小弾性支板與其他部件間的相互擠壓，保證了支承框架的穩(wěn)定性。該支承框架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，且易于實(shí)施，能夠有效増加熱穩(wěn)定性，避免了熱疲勞的發(fā)生，同時(shí)也有利于葉尖間隙的控制。

本實(shí)用新型的更多特征及優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)
以下結(jié)合附圖對(duì)具體實(shí)施方式
的進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明來(lái)更好地理解，其中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)相同或類似的部件。附圖中圖I示意性示出了現(xiàn)有技術(shù)中的典型渦輪支承結(jié)構(gòu)；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一種實(shí)施方式的弾性支板的示意圖；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型另ー種實(shí)施方式的弾性支板應(yīng)用在渦輪支承框架中的示意圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的渦輪支承框架的整體示意圖。
具體實(shí)施方式
為了更好地理解本實(shí)用新型，下面結(jié)合具體實(shí)施例作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明，但其并不限制本實(shí)用新型。首先參見圖2，其示出了根據(jù)本實(shí)用新型的一種實(shí)施方式的彈性支板3，該彈性支板3具有帶彎折部分的主體部，以及分別從所述主體部的兩端延伸的第一安裝部I以及第ニ安裝部2，其中，所述第一安裝部I連接至直支板，所述第二安裝部2連接至渦輪軸承座，這在下面的描述中將更為清楚。在圖2所示的實(shí)施方式中，弾性支板的主體部具有S形。然而本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到的是，該主體部的形狀可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況來(lái)改變，例如圖3中根據(jù)本實(shí)用新型的另ー種實(shí)施方式中，應(yīng)用于渦輪支承框架中的弾性支板3的結(jié)構(gòu)就采用了 C形的主體部，在某些情況下，該主體部甚至可為W形?，F(xiàn)在參見圖3來(lái)具體描述根據(jù)本實(shí)用新型的渦輪支承框架的使用方式。該渦輪支承框架采用了直支板結(jié)構(gòu)和弾性支板結(jié)構(gòu)相結(jié)合的方式，所述直支板具有連接渦輪外機(jī)匣4的外環(huán)5、連接彈性支板3的內(nèi)環(huán)7，以及所述外環(huán)5和所述內(nèi)環(huán)7之間的支板6。弾性支板3在具有彎折部分的主體部的兩端分別通過(guò)第一安裝部I和第二安裝部2，用以與直支板的內(nèi)環(huán)7和渦輪軸承座8連接?？梢岳斫獾氖?，上述連接可以通過(guò)例如螺栓連接等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外可以看出，在圖3所示的實(shí)施方式中，彈性支板3的第一安裝部I示出為ー種分叉結(jié)構(gòu)，兩個(gè)分支分別固定連接至直支板的內(nèi)環(huán)7，這種可選的實(shí)施方式相比于例如圖I中所示的連接板3'的連接方式更為有利，能夠獲得更加穩(wěn)定的連接。對(duì)于第二安裝部2，圖2和圖3中示出的結(jié)構(gòu)也并非是唯一的。舉例來(lái)說(shuō)，第二安裝部2還可以在渦輪軸承座
8的軸向方向上固定連接至渦輪軸承座8，這取決于外機(jī)匣4和渦輪軸承座8之間的具體尺寸限制或者渦輪支承框架整體的預(yù)定承載力。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的渦輪支承框架的整體示意圖，此處示出了多個(gè)沿渦輪周向間隔布置的直支板，而彈性支板3為套接在渦輪軸承座8上的一體結(jié)構(gòu)，并與直支板的內(nèi)環(huán)7連接。同時(shí)，直支板的外環(huán)5連接至外機(jī)匣4，從而將直支板固定。當(dāng)然，不難想象的是，所述彈性支板3也可為多個(gè)沿渦輪周向間隔布置的結(jié)構(gòu)。將根據(jù)本實(shí)用新型的具有直支板和弾性支板的渦輪支承框架應(yīng)用于航空燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)之后，在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，支承框架受熱膨脹并且受到軸承傳遞的擠壓力，但由 干支承框架的部分支板為具有彎折部分的弾性結(jié)構(gòu)，能夠有效吸收支板的熱膨脹和壓カ變形，從而保證支板內(nèi)部以及支板與外機(jī)匣的結(jié)合部分不會(huì)產(chǎn)生太大的應(yīng)力，避免了支板和機(jī)匣的熱疲勞，同時(shí)避免轉(zhuǎn)子出現(xiàn)較大的徑向位移。因而，本實(shí)用新型通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的改迸，簡(jiǎn)單有效地獲得了一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中熱應(yīng)カ和熱變形問(wèn)題的具有良好熱穩(wěn)定性的渦輪支承框架。以上通過(guò)具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型的原理進(jìn)行了描述。應(yīng)當(dāng)理解的是，本實(shí)用新型并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍由權(quán)利要求所確定。
權(quán)利要求1.一種用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪支承框架，其特征在于，所述渦輪支承框架承載于渦輪外機(jī)匣和渦輪軸承座之間，并包括直支板和與其連接的弾性支板，所述直支板在渦輪的徑向方向上延伸并連接至所述渦輪外機(jī)匣，所述彈性支板連接至所述渦輪軸承座。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪支承框架，其特征在于，所述彈性支板具有帶彎折部分的主體部，以及分別從所述主體部的兩端延伸的連接至所述直支板的第一安裝部和連接至所述渦輪軸承座的第二安裝部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪支承框架，其特征在于，所述主體部的彎折部分為C形、S形或W形。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的渦輪支承框架，其特征在于，所述第一安裝部為分叉結(jié)構(gòu)，具有連接至所述直支板的兩個(gè)安裝部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的渦輪支承框架，其特征在于，所述直支板具有連接所述渦輪外機(jī)匣的外環(huán)、連接所述彈性支板的內(nèi)環(huán)，以及所述外環(huán)和所述內(nèi)環(huán)之間的支板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的渦輪支承框架，其特征在于，多個(gè)所述直支板沿渦輪周向間隔布置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述所述的渦輪支承框架，其特征在于，多個(gè)所述弾性支板沿渦輪周向間隔布置。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪支承框架，所述渦輪支承框架承載于渦輪外機(jī)匣和渦輪軸承座之間，并包括直支板和與其連接的彈性支板，所述直支板在渦輪的徑向方向上延伸并連接至所述渦輪外機(jī)匣，所述彈性支板連接至所述渦輪軸承座。本實(shí)用新型的渦輪支承框架的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單，且易于實(shí)施，能夠有效增加熱穩(wěn)定性，避免了熱疲勞的發(fā)生，同時(shí)也有利于葉尖間隙的控制。
文檔編號(hào)F02C7/20GK202417717SQ201120558198
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月28日
發(fā)明者萬(wàn)明學(xué), 邱彥杰 申請(qǐng)人:中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司