CN103089449A - 燃气涡轮发动机前中心体结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气涡轮发动机前中心体结构。一种用于维修燃气涡轮发动机的方法，包括提供从所述燃气涡轮发动机的前部分到包含在轴承舱内的齿轮箱的通路。

Description

燃气涡轮发动机前中心体结构

技术领域

本公开涉及燃气涡轮发动机，并且更具体地涉及用于其的壳体结构。

背景技术

燃气涡轮发动机通常包括一个或多个转子轴，所述转子轴从涡轮机部分向压缩机部分和风扇部分传递功率和旋转运动。转子轴被支撑在发动机静止结构中，该静止结构通常由多个模块构成，这些模块的各个壳体部分在螺栓连接的凸缘处被连接在一起。  凸缘形成了能够承受被传递通过该发动机静止结构的载荷的变化的连接部。燃气涡轮发动机中一直存在的问题是它们能被维修的容易性和速度。

发明内容

 根据本公开的示例性方面的用于维修燃气涡轮发动机的方法包括提供从燃气涡轮发动机的前部分到达在轴承舱内容纳的齿轮箱的通路。

在前述的用于维修燃气涡轮发动机的方法的另一非限定性实施例中，拆卸轴承舱可包括从前中心体支撑件拆卸前壁。附加地或替换地，可提供从前部分到安装在所述前中心体支撑件内的弹性支撑件的通路，所述弹性支撑件安装至所述齿轮箱。附加地或替换地，轴承组件可从所述前中心体支撑件上被拆卸。  附加地或替换地，所述前壁可被从由所述齿轮箱驱动的输出轴上被拆卸。

根据本公开的另一示例性方面的用于维修燃气涡轮发动机的方法可包括提供从前中心体组件的前部分到达由下轴驱动的齿轮箱的通路。 

在用于维修燃气涡轮发动机的前面方法的任一个的另一非限定性实施例中，风扇可被互连到齿轮箱。  附加地或替换地，所述风扇可从齿轮传动的结构被拆卸。

在前述方法中任一个的另一非限定性实施例中，位于前中心体组件的前部分中的多个紧固件可被移除以从所述前中心体组件的前中心体支撑件拆卸前壁。  附加地或替换地，所述多个紧固件可被定位成提供从所述燃气涡轮发动机的前部分出发的通路。

根据本公开的另一示例性方面的燃气涡轮发动机包括围绕着发动机轴线限定的前中心体支撑件和安装至前中心体支撑件的前壁。  所述前壁可从所述前中心体支撑件移除以提供到达所述齿轮箱的通路。

在前述的燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，所述燃气涡轮发动机可限定围绕着发动机纵向轴线的前中心体支撑件。

在前述燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，燃气涡轮发动机可包括安装至所述前中心体支撑件的密封组件。

在前述燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，燃气涡轮发动机可包括安装至所述前中心体支撑件的密封组件，和可操作以驱动所述齿轮箱的下轴。  附加地或替换地，所述前中心体支撑件可包括抵接所述前壁的凸缘的凸缘。

在前述燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，可包括多个紧固件，所述紧固件将所述前壁的凸缘附接到所述前中心体支撑件的凸缘。  附加地或替换地，所述多个紧固件可从所述燃气涡轮发动机的前部分被接触。

在前述燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，所述前壁可支撑轴承组件以支撑由所述齿轮箱驱动的输出轴。  另外，所述输出轴可操作以驱动风扇。

在前述燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，齿轮箱可以以与低速轴的速度不同的速度驱动风扇部分。

在前述燃气涡轮发动机实施例中任一个的另一非限定性实施例中，所述前中心体可至少部分地限定中心流动路径。

附图说明

通过下面对所公开的非限定性实施例的详细描述，各种特征将对本领域技术人员来说易于理解。  所述具体描述的附图可被简要地描述如下：

图1是燃气涡轮发动机的实施例的示意截面图；

图2是燃气涡轮发动机的一部分的放大的截面图，其示出了前中心体组件；

图3是燃气涡轮发动机的齿轮传动的结构的放大截面图；

图4是前中心体组件的分解透视图；

图5是前中心体组件的前中心体支撑件的放大透视局部截面图；

图6是前中心体支撑件的放大截面图；

图7是前中心体支撑件的分解图；以及

图8是从燃气涡轮发动机移除前齿轮箱的示意图。  

具体实施方式

图1示意性地图示了燃气涡轮发动机20。燃气涡轮发动机20在本文中被公开为两轴涡轮风扇发动机，其通常包括风扇部分22、压缩机部分24、燃烧器部分26和涡轮机部分28。其它的发动机除了其它***或特征外还可包括增强器部分。 风扇部分22沿着旁通流路驱动空气，而压缩机部分24沿着中心流路驱动空气以压缩并传递到燃烧器部分26，然后通过涡轮机部分28膨胀。虽然在所公开的非限定性实施例中被描述为涡轮风扇燃气涡轮发动机，但是应当理解的是，本文所描述的概念并不限于与涡轮风扇发动机一起使用，因为这些教导可应用于其它类型的涡轮发动机。

燃气涡轮发动机20通常包括低轴30和高轴32，它们被安装成借助若干个轴承支撑件38绕发动机中心纵向轴线A相对于发动机静止结构36旋转。低轴30通常包括将风扇42、低压压缩机44和低压涡轮机46互连的内轴40。内轴40通过齿轮传动结构48驱动风扇42从而以低于低轴30的速度驱动风扇42。高轴32包括将高压压缩机52和高压涡轮机54互连的外轴50。燃烧器56被布置在高压压缩机52和高压涡轮机54之间。内轴40和外轴50是同心的并绕着与它们的纵向轴线共线的发动机中心纵向轴线A旋转。

中心空气流先被低压压缩机44压缩接着被高压压缩机52压缩，与燃料混合后在燃烧器56内燃烧，接着膨胀通过高压涡轮机54和低压涡轮机46。涡轮机54、46响应于该膨胀旋转驱动相应的低轴30和高轴32。  

主发动机轴40、50在静止结构36内在多个点处被轴承***38支撑。在一个非限定性实施例中，轴承***38包括位于压缩机部分24内的2＃轴承支撑件38A。

参照图2，紧邻压缩机部分24的发动机静止结构36包括与2＃轴承支撑件38A相邻的前中心体组件60。  前中心体组件60通常包括前中心体支撑件62。2＃轴承支撑件38A通常包括密封组件64、轴承组件66、弹性支撑件68和居中定位弹簧70。

参照图3，弹性支撑件68提供齿轮传动结构48在前中心体支撑件62内的弹性附接（也在图4中示出）。  弹性支撑件68对来自齿轮传动结构48的扭转载荷进行反作用并且有利于振动吸收以及其它的支撑功能。  居中定位弹簧70大致是圆柱形的笼状结构部件，并带有在凸缘端结构之间延伸的多个梁（也在图4中示出）。  居中定位弹簧70弹性地将轴承组件66相对于低轴30定位。在一个实施例中，所述梁是双锥形梁，它们被周向排列以控制径向弹簧率，该径向弹簧率的选择可基于多个考虑因素，包括但不限于轴承加载、轴承寿命、转子动力学、和转子偏转考虑因素。 

前中心体支撑件62包括围绕着轴线A限定的前中心体部分72和轴承部分74，它们之间有截头圆锥界面部分76（图5）。    前中心体部分72至少部分地限定进入低压压缩机44的中心流路。前中心体部分72包括带有多个前中心体叶片72A、72B的环形中心通道。  轴承部分74被限定在前中心体部分72的径向内侧。轴承部分74将轴承组件66和密封组件64相对于低轴30定位。截头圆锥界面部分76将前中心体部分72和轴承部分74组合以形成从轴承组件66到发动机静止结构36的外轴的统一的载荷路径，基本上没有传统的凸缘接头中常见的扭折。截头圆锥界面部分76可包括焊接部W（图5），或者，替换地，可以是一体的部分，使得前中心体支撑件62是单一部件。  

截头圆锥界面部分76的一体的没有凸缘的布置有利于轻重量、减少的零件计数结构，并带有增强的调节整体刚性和实现转子动力学要求的能力。  这种结构还集成了在围绕轴承组件66的轴承舱内的油和空气传递的功能。

参照图6，前中心体支撑件62包括安装构造以接收弹性支撑件68。在一个所公开的非限定性实施例中，前中心体支撑件62的安装构造包括在前中心体部分72上的内花键78和径向向内取向的紧固件凸缘80。弹性支撑件68包括对应的外花键82和径向向外取向的紧固件凸缘84。弹性支撑件68在由花键78、82形成的花键连接界面86处被接收在前中心体支撑件62内并且被保持在其中使得紧固件凸缘84紧靠紧固件凸缘80。一组紧固件88例如螺栓被螺纹连接到紧固件凸缘80、84内以将弹性支撑件68安装在前中心体支撑件62内。

参照图7，紧固件88被向前取向以提供从前中心体组件60的与2＃轴承***38A的轴承组件66相对的前部开始的通路。  紧固件88由此被容易地移除以接触齿轮传动结构48的齿轮箱90。

风扇42后面的前壁102被安装到前中心体支撑件62的前部以提供从燃气涡轮发动机20的前面到齿轮传动结构48的通路。前壁102包括通过多个紧固件105在凸缘60处可安装到前中心体支撑件62的凸缘103，所述紧固件105在一个非限定性实施例中可以是螺栓。  前壁102和前中心体支撑件62限定轴承舱100（也在图2中示出），该轴承舱100安装至轴承组件66。前壁102可移除使得可接触作为模块的齿轮箱90。  齿轮箱90由此可被接触以有利于快速的发动机外场维修。    

应当理解的是，各种轴承结构104（在图2中示意地图示）和密封件106（在图2中示意地示出）可被前壁102支撑以包含油并支撑输出轴108的旋转。输出轴108与齿轮传动结构48连接以驱动风扇42。风扇叶片42B从风扇毂110延伸，其被安装到输出轴108以随之旋转。  应当理解的是，轴承结构104和密封件106在所公开的非限定实施例中在移除风扇毂110之后可作为整体与前壁102一起被拆卸。

齿轮箱90由低轴30（图1）通过联接轴112驱动。联接轴112将转矩通过轴承组件66传递到齿轮箱90并有利于振动和其它瞬变的隔离。 联接轴112通常包括前联接轴部分114和从轴承组件66延伸的后联接轴部分116。前联接轴部分114包括界面花键118，界面花键118与后联接轴部分116的后花键120配合。后联接轴部分116的界面花键122在该非限定性实施例中通过与低压压缩机44的低压压缩机毂126上的花键124的花键接合将联接轴112连接至低轴30。

为了移除齿轮箱90，风扇毂110被从输出轴108上拆卸。然后将多个紧固件105移除使得将前壁102从前中心体支撑件62上断开连接。然后从燃气涡轮发动机20的前面移除多个紧固件88。然后使齿轮传动结构48向前从前中心体支撑件62滑出，从而界面花键118滑动脱离后花键120并且外花键82滑动脱离内花键78。由此齿轮传动结构48可作为模块从燃气涡轮发动机20移除（图8，示意性地图示）。  应当理解的是，为了从燃气涡轮发动机20移除齿轮传动结构48可能需要拆卸其它的部件部分，但是，这种拆卸是相对不重要的并且无需详细讨论。  还应当理解的是，其它部件，例如轴承组件66和密封件64，现在也可从燃气涡轮发动机20的前面被轻易地接触。

如上公开的从燃气涡轮发动机20的前面移除齿轮箱90节省了时间和花费。 齿轮传动结构48可作为模块从燃气涡轮发动机20移除并且不需要进一步被拆卸。  而且，虽然齿轮传动结构48必须从所述发动机移除以获得达到轴承组件66和密封件64的通路，但是齿轮传动结构48不必被从燃气涡轮发动机20移除以获得达到发动机中心本身的通路。 

应当理解的是，在所有这些附图中相同的参见数字指示对应的或类似的元件。 还应当理解的是，虽然在图示的实施例中公开了特定的部件布置，但是其它布置也可从其受益。

虽然示出、描述和要求保护了特定的布置顺序，但是应当理解的是，可以任意顺序、单独地或组合地执行步骤，除非另有指示，并且仍可从本发明受益。

虽然不同的示例具有图示中示出的具体的部件，但是本发明的实施例不限于这些特定的组合。  可以将来自其中一个示例的一些部件或特征与来自另一个示例的特征或部件组合使用。

前面的描述是示例性的，而不是由其中的限制所限定。  本发明公开了各种非限定性实施例，但是，本领域技术人员应该认识到，在上述教导的指导下进行了各种改进和改变都落在所附权利要求的范围内。  因此应该理解，在所附权利要求的范围内，本发明可以用与具体描述的方式以外的方式被实践。  由此，应当研读所附权利要求以确定真实的范围和内容。

Claims (18)

1.一种用于维修燃气涡轮发动机的方法，所述方法包括：

拆卸轴承舱；以及

提供从所述燃气涡轮发动机的前部分到包含在所述轴承舱内的齿轮箱的通路。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，拆卸所述轴承舱包括从前中心体支撑件拆卸前壁。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

提供从所述前部分到安装在所述前中心体支撑件内的弹性支撑件的通路，所述弹性支撑件安装至所述齿轮箱。

4.如权利要求2所述的方法，还包括：

从所述前中心体支撑件拆卸轴承组件。

5.如权利要求2所述的方法，还包括：

从由所述齿轮箱驱动的输出轴拆卸所述前壁。

6.一种用于维修燃气涡轮发动机的方法，所述方法包括：

提供从前中心体组件的前部分到由低轴驱动的齿轮箱的通路。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

拆卸安装到齿轮传动结构的风扇。

8.如权利要求6所述的方法，还包括：

移除定位在前中心体组件的所述前部分内的多个紧固件，从而从所述前中心体组件的前中心体支撑件拆卸前壁。

9.一种燃气涡轮发动机，其包括：

沿着发动机轴线限定的齿轮箱；

围绕着所述发动机轴线限定的前中心体支撑件；以及

安装到所述前中心体支撑件的前壁，所述前壁可从所述前中心体支撑件移除以接触所述齿轮箱。

10.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述前中心体支撑件是围绕着发动机纵向轴线限定的。

11.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，还包括安装到所述前中心体支撑件的密封组件。

12.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，还包括安装到所述前中心体支撑件的密封组件，以及可操作以驱动所述齿轮箱的低轴。

13.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述前中心体支撑件包括紧靠所述前壁的凸缘的凸缘。

14.如权利要求13所述的燃气涡轮发动机，还包括多个紧固件，所述紧固件将所述前壁的所述凸缘附接到所述前中心体支撑件的所述凸缘。

15.如权利要求14所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，可从所述燃气涡轮发动机的前部分接触所述多个紧固件。

16.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述前壁支撑轴承组件以支撑由所述齿轮箱驱动的输出轴，并且其中所述输出轴可操作以驱动风扇。

17.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其中所述齿轮箱以与低速轴的速度不同的速度驱动风扇部分。

18.如权利要求9所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述前中心体至少部分地限定中心流路。

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