一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构制造技术

本申请属于中介轴承安装结构领域，为一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构，包括高涡轴和低涡轴，高涡轴与低涡轴之间设有中介轴承，中介轴承为滚棒轴承，高涡轴上设有外螺纹，中介轴承内圈压紧螺母上设有与外螺纹相配合的内螺纹，内螺纹与外螺纹均为非对称牙型锯齿螺纹，非对称牙型锯齿螺纹的牙型角为7

【技术实现步骤摘要】
一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构


[0001]本申请属于中介轴承安装结构领域，特别涉及一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构。

技术介绍

[0002]与普通三角形螺纹的对称牙型相比，锯齿形螺纹是一种非对称牙型的螺纹，通过非对称牙型结构提高沿螺纹轴向方向上的承载能力。与普通螺纹相比，锯齿形螺纹优势在于可承载沿螺纹轴线单一方向的特别大的轴向载荷却不易引起螺纹牙的疲劳损伤，从而达到减小结构尺寸，并提高连接可靠性和安全性的目的。
[0003]目前即使锯齿螺纹在航空发动机上应用，应用位置仅限于承受较大轴向载荷的止推轴承位置以及将风扇转子压紧于低压涡轮轴上的低压涡轮轴前大螺帽位置，而未在中介轴承位置得到应用；同时基于它的轴向承载能力大的特点，上述应用主要利用其分担轴承或转子所承受的较大的轴向方向上载荷，而对应轴颈径向刚度的提高通常采用增加结构厚度的方法来实现，而在中介轴承处结构空间不足，难以有效地增加径向刚度。
[0004]因此，如何提高中介轴承处的转子轴颈的径向刚度是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构，以解决现有技术中中介轴承处在结构修改空间受限时，中介轴承配合位置在转子轴颈等相对刚性弱时，轴颈径向刚度难以提高的问题。
[0006]本申请的技术方案是：一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构，包括高涡轴和低涡轴，所述高涡轴与低涡轴之间设有中介轴承，所述中介轴承为滚棒轴承，所述高涡轴上设有外螺纹，所述中介轴承内圈压紧螺母上设有与外螺纹相配合的内螺纹，所述内螺纹与外螺纹均为非对称牙型锯齿螺纹，所述非对称牙型锯齿螺纹的牙型角为7
°
/45
°
。
[0007]本申请的一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构，包括高涡轴和低涡轴，高涡轴与低涡轴之间设有中介轴承，中介轴承为滚棒轴承，高涡轴上设有外螺纹，中介轴承内圈压紧螺母上设有与外螺纹相配合的内螺纹，内螺纹与外螺纹均为非对称牙型锯齿螺纹，非对称牙型锯齿螺纹的牙型角为7
°
/45
°
；中介轴承在受力时，非对称牙型锯齿螺纹的平行于承载牙型面的分力较小，高涡轴后轴不需要承受较大的力即可完成力的传递，也即是高涡轴后轴不需要较大的径向刚度即可实现稳定的径向力的传递，即解决了传统做法上单纯靠增加后轴径向厚度带来的结构空间不足问题，同时避免了结构上的增重，发动机工作状态下维持轴承与轴稳定的过盈配合关系，从而保证轴承稳定可靠工作。
附图说明
[0008]为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
[0009]图1为本申请中介轴承安装结构示意图；
[0010]图2为本申请非对称牙型锯齿螺纹结构示意图；
[0011]图3为本申请3
°
/30
°
锯齿形螺纹牙型结构示意图；
[0012]图4为本申请非对称锯齿形螺纹牙承载面受力分析示意图。
[0013]1、高涡轴；2、低涡轴；3、中介轴承；4、涡轮后机匣。
具体实施方式
[0014]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
[0015]一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构，如图1所示，包括高涡轴1和低涡轴2，高涡轴1与低涡轴2之间设有中介轴承3，中介轴承3为滚棒轴承，低涡轴2后向设有涡轮后机匣4，涡轮后机匣4为静子件，涡轮后机匣4与低涡轴2之间设有第二个滚棒轴承，两个滚棒轴承均仅承受径向力，而不承受轴向力，高涡轴1上的径向力通过中介轴承3传递到低涡轴2上，而后低涡轴2再通过滚棒轴承传递至涡轮后机匣4上。
[0016]中介轴承3内圈压紧螺母原有螺纹牙型为普通螺纹，牙型角为60
°
，当拧紧力矩较大时，会在牙型接触面上产生较大的径向分力，当高涡轴1轴颈刚度相对轴承内环较弱时，会造成轴颈径向变形，不仅抵消一部分轴颈与轴承径向装配紧度，且容易造成轴承与轴径向配合面的倾斜，对轴承工作状态配合可靠性产生不利影响，具体如下：
[0017]1、高压涡轮后轴被螺母压缩，径向产生变形后对轴承内圈的支撑作用减少，抵消一部分径向装配紧度；
[0018]2、轴承滚道锥度增加，不利于轴承长时间工作。
[0019]如果高涡轴1径向刚度较弱，需要采用大的径向装配紧度才能产生足够的摩擦阻力克服轴承拖动力矩，满足防转的要求，并会给装配分解带来困难。
[0020]合理的径向刚度可以保证在相同的装配紧度下产生更大的径向压紧力。当装配径向压紧力要求固定时，装配紧度减小，有利用装配和分解。
[0021]而某型双转子涡扇发动机在使用过程中的计算和变形测量试验表明，高涡轴1后轴颈刚性偏弱，在冷态下，轴承内圈过盈装配和螺母大拧紧力矩下会出现较为明显的缩径变形，影响轴承的可靠工作。
[0022]上述薄弱环节将会对轴承内圈的紧度保持，以及轴承内圈与滚子的高质量接触产生影响，因此，需要提高高涡后轴承受轴承内圈箍紧压缩的刚性。
[0023]为解决高涡后轴径向刚度偏弱，发动机在冷态装配条件下轴承内圈过盈装配和螺母大拧紧力矩下出现的较为明显的缩径变形问题，需提高高涡后轴局部刚性。通过修改局部结构和螺纹牙型，能够使高涡轴1后轴刚度有所提高。
[0024]如图2所示，具体方法为：高涡轴1上设有外螺纹，中介轴承3内圈压紧螺母上设有与外螺纹相配合的内螺纹，内螺纹与外螺纹均为非对称牙型锯齿螺纹，非对称牙型锯齿螺纹的牙型角为7
°
/45
°
。
[0025]与普通三角形螺纹的对称牙型相比，锯齿形螺纹是一种非对称牙型的螺纹，通过非对称牙型结构提高沿螺纹轴线方向上的承载能力，与普通螺纹相比，其优势在于可承载沿螺纹轴线单一方向的特别大的轴向载荷却不易引起螺纹牙的结构损伤，从而达到降低结
构尺寸，并提高连接可靠性和安全性的目的。
[0026]如图3所示，对锯齿螺纹，在我国国标体系中，GB/T13576.1～13576.4－1992规定的锯齿形螺纹牙型角仅有3
°
/30
°
系列，牙型结构见图3。小倾斜面角度(3
°
面)为承载面的牙型角，即承载面与螺纹轴线垂直面的夹角；大倾斜面角度(30
°
面)为非承载面的牙型角，即非承载面与螺纹轴线垂直面的夹角，非承载面仅作为导向，不能承受太大的力。
[0027]如图4所示，螺纹连接是通过牙型之间相互挤压，实现力的传递，当一个力作用到螺纹上，力可以分解成垂直于牙型面的分力F1和平行于牙型面的分力F2，轴向力的计算公式为：
[0028][0029]可以得出，受力面的牙型角越小，则F越接近F1，这样螺纹的传递效率高，而平行于牙型面的分力较小，在受到同样大小力F的情况下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双转子涡扇发动机中介轴承安装结构，包括高涡轴(1)和低涡轴(2)，所述高涡轴(1)与低涡轴(2)之间设有中介轴承(3)，所述中介轴承(3)为滚棒轴承，其特征在于：所述高涡轴(1)上设有外螺纹，所述中介...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵威，孙博，韩君，曹茂国，张西厂，王东，耿旭，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：