CN113551039A - 一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构 - Google Patents
一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113551039A CN113551039A CN202110903654.5A CN202110903654A CN113551039A CN 113551039 A CN113551039 A CN 113551039A CN 202110903654 A CN202110903654 A CN 202110903654A CN 113551039 A CN113551039 A CN 113551039A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ring
- graphite
- sealing
- pressure turbine
- turbine rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 160
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 143
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 44
- 239000010439 graphite Substances 0.000 title claims abstract description 44
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000009931 harmful effect Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 11
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 abstract description 10
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3436—Pressing means
- F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C33/00—Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
- F16C33/72—Sealings
- F16C33/723—Shaft end sealing means, e.g. cup-shaped caps or covers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/26—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings
- F16J15/30—Sealings between relatively-moving surfaces with stuffing-boxes for rigid sealing rings with sealing rings made of carbon
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3464—Mounting of the seal
- F16J15/348—Pre-assembled seals, e.g. cartridge seals
- F16J15/3484—Tandem seals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/3496—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member use of special materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
- F16J15/00—Sealings
- F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
- F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
- F16J15/38—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member sealed by a packing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
- Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，设置在中介轴承上方的高低压涡轮转子轴之间，离轴承供油位置较远，可避免液体滑油冲入石墨密封间隙引气滑油泄漏；前石墨环和后石墨环通过设置在前挡环和后挡环之间的波形弹簧分别压紧在前密封环和后密封环上，能够适应高低压涡轮转子轴向窜动及双向封严压差作用；前后石墨环为周向开口石墨密封环，依靠其本身弹性力在径向与同向旋转的封严外环壁面贴合，实现径向密封，并能追随适应高低压涡轮转子之间间隙变化；前后石墨环加工了能够产生气膜润滑及进行气体力平衡的环槽和离散槽，可以减少摩擦磨损及摩擦热所产生的有害影响。
Description
技术领域
本发明涉及航空发动机密封结构设计领域，涉及一种石墨密封结构，具体涉及一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，可实现在发动机所要求的飞行包线内工作时不出现滑油外泄及尽可能少的空气泄漏，能够适应高低压涡轮转子轴向窜动及双向封严压差作用，具有优良的耐高温性、自润滑性、低摩擦系数、耐磨损性、耐化学腐蚀性和良好的导热性，其热膨胀系数小，能够适应高低温变化频繁的工作环境，并具有结构紧凑、重量轻、易加工装配等优点。
背景技术
中介轴承是位于航空发动机高、低压转子间的轴承，作为高低压转子间的机械耦合支点，这样的设计可以缩短支点跨距、减少轴承腔与承力框架的数量、减轻发动机重量，在航空发动机、燃气轮机多转子结构中广泛使用。
现代航空发动机上，经常采用篦齿密封、浮动石墨环密封、接触式圆周石墨密封等封严结构，将主轴轴承腔与发动机的气路环境隔离开,防止滑油向气路渗漏或气体过多地向轴承腔内泄漏，以确保发动机润滑***正常工作。相比篦齿密封，浮动石墨环密封和接触式圆周石墨密封具有密封泄漏量小、能适应转子轴向窜动和径向偏心等优点，避免了篦齿磨损的危险。然而以上密封结构中的碳石墨密封环都需装在静子壳体中，密封结构复杂且不能经受反向压差，不适用于中介轴承腔高、低压转子轴间的密封。
发明内容
针对现有石墨密封技术中碳石墨密封环都需装在静子壳体中，密封结构复杂且不能经受反向压差，不适用于中介轴承腔高、低压转子轴间的密封的缺点和不足，本发明提出一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，以保证在发动机所要求的飞行包线内工作时不出现滑油外泄及尽可能少的空气泄漏，能够适应高低压涡轮转子轴向窜动及双向封严压差作用，具有优良的耐高温性、自润滑性、低摩擦系数、耐磨损性、耐化学腐蚀性和良好的导热性，其热膨胀系数小，能够适应高低温变化频繁的工作环境，并具有结构紧凑、重量轻、易加工装配等优点。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，所述发动机包括高压涡轮转子轴、低压涡轮转子轴，所述低压涡轮转子轴包括大直径段和小直径段，所述低压涡轮转子轴的大直径段与小直径段之间形成台阶部，所述高压涡轮转子轴的末端套设在所述低压涡轮转子轴的小直径段上且二者之间设有中介轴承，其特征在于，
所述自适应石墨密封结构包括封严外环、前石墨环、后石墨环、前挡环、波形弹簧、后挡环、定距环、前密封环、后密封环，其中，
所述封严外环密封固定在所述低压涡轮转子轴的大直径段的末端并延伸至所述高压涡轮转子轴的径向外侧，且所述封严外环与高压涡轮转子轴、低压涡轮转子轴、中介轴承之间围成的空腔形成为所述发动机中介轴承腔，
所述前密封环、后密封环、定居环通过设置在所述高压涡轮转子轴末端的紧固件固定装配在所述高压涡轮转子轴上，所述定居环在轴向上设置在所述前密封环与后密封环之间，且所述定居环的外径小于所述前密封环、后密封环，
所述前石墨环、后石墨环设置在由所述前密封环、后密封环、定居环装配组成的空腔内，并通过所述波形弹簧分别压紧在所述前密封环、后密封环上；
所述前石墨环、后石墨环为周向开口石墨密封环，分别依靠其本身弹性力在径向上与所述封严外环的内壁面贴合；在发动机工作状态，所述后石墨环在封严压差作用下挤压靠紧所述后密封环的端面；在发动机过渡态、停车等工作状态出现反向压差时，所述前石墨环在反向压差作用下挤压靠紧所述前密封环的端面。本发明的自适应密封结构设置在中介轴承上方的高低压涡轮转子轴之间，离轴承供油位置较远，可避免液体滑油冲入石墨密封间隙，引气滑油泄漏。
优选地，所述高、低压涡轮转子轴的旋转方向相同。
进一步地，所述高、低压转子轴的转差为8065r/min，相对摩擦线速度≤60m/s。
优选地，所述前石墨环、后石墨环通过设置在波形弹簧前后两端的前挡环、后挡环分别压紧在所述前密封环和后密封环之间。
优选地，所述紧固件为螺母与锁片，所述前密封环、后密封环、定居环通过所述螺母与锁片固定在高压涡轮轴的末端上，实现端面密封，并能适应高低压涡轮转子轴向窜动。
进一步地，所述螺母拧紧力矩600N·m，锁片锁紧后翻边不能超出螺母外径。
本发明的自适应密封结构中，所述前石墨环和后石墨环为周向开口石墨密封环，依靠其本身弹性力在径向与同向旋转的封严外环壁面贴合，实现径向密封，并能追随适应高低压涡轮转子之间间隙变化。
本发明的自适应密封结构中，在发动机工作状态，后石墨环在封严压差作用下可挤压靠紧后密封环的端面。在发动机过渡态、停车等工作状态出现反向压差时，前石墨环在反向压差作用下可挤压靠紧前密封环端面，保证滑油腔的密封。
优选地，所述前石墨环的前侧端面和径向外侧工作面、后石墨环的后侧端面和径向外侧工作面均加工有能够产生气膜润滑及进行气体力平衡的环槽和离散槽，用以减少摩擦磨损及摩擦热所产生的有害影响。
优选地，所述封严外环通过法兰安装固定在低压涡轮轴的大直径段上。
优选地，所述封严外环对应石墨环的位置设置加强筋，以保证好的刚性和圆柱度。
优选地，所述前石墨环、后石墨环的径向外侧工作面的椭圆度和圆锥度不大于0.005mm，粗糙度不大于0.1；所述前石墨环的前侧端面和后石墨环的后侧端面的平面度不大于0.001mm,粗糙度不大于0.025。
优选地，所述前石墨环、后石墨环均由热解石墨制成，开口自由状态间隙在在0.10～0.15mm范围内。
优选地，所述波形弹簧采用钢带60Si2MnA-Y-0.25制成，硬度HR15N≥80。
优选地，所述前密封环、后封严环由高温合金制成，与所述前石墨环、后石墨环接触的工作端面的平面度不大于0.001mm,粗糙度不大于0.025。
优选地，所述封严外环与前石墨环、后石墨环径向配合面粗糙度小于等于0.1，径向配合直径间隙0～0.05mm；
优选地，所述自适应石墨密封结构在装配和分解过程中要使用专用堵盖来防止前石墨环、后石墨环径向外侧工作表面损坏。
进一步地，所述专用堵盖要沿着所述螺母径向外表面定心并用螺钉固定。
优选地，所述自适应石墨密封结构加工装配完成后，通过检测密封结构两侧的空气泄漏量检查密封性能。
本发明的用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，尤其适用于高性能航空发动机高低压转子同向旋转的热端支承位置的中介轴承处的轴间密封。
本发明的用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构具有以下优点：①适用于同向旋转的高低压涡轮转子轴间密封；②能够适应发动机飞行包线范围内的轴向窜动；③能够追随适应高低压涡轮转子不同工作状态的径向间隙变化；④双向作用的径向及端面接触式密封结构，封严效果好，封严气消耗小，可有效阻止滑油泄漏；⑤具有优良的耐高温性、自润滑性、低摩擦系数、耐磨损性、耐化学腐蚀性和良好的导热性，其热膨胀系数小，能够适应高低温变化频繁的工作环境；⑥结构紧凑，重量轻，易加工装配。
附图说明
本发明的其他特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的具体实施方式更好地理解，附图中，相同的附图标记标识相同或相似的部件，其中：
图1为本发明的用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构示意图。
图2为本发明的前石墨环、后石墨环示意图。
附图标记说明：
封严外环1，前石墨环2，后石墨环3，前挡环4，波形弹簧5，后挡环6，定距环7，前密封环8a，后密封环8b，锁片9，螺母10，低压涡轮轴11，中介轴承12，高压涡轮轴13。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1、2为典型涡扇发动机采用本发明的用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构的情形。
如图1所示，发动机包括高压涡轮转子轴13、低压涡轮转子轴11，低压涡轮转子轴11包括大直径段和小直径段，低压涡轮转子轴11的大直径段与小直径段之间形成台阶部，高压涡轮转子轴13的末端套设在低压涡轮转子轴11的小直径段上且二者之间设有中介轴承12。本发明的用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，包括封严外环1、前石墨环2、后石墨环3、前挡环4、波形弹簧5、后挡环6、定距环7、前密封环8a、后密封环8b、螺母10和锁片9等。封严外环1密封固定在低压涡轮转子轴11的大直径段的末端并延伸至高压涡轮转子轴13的径向外侧，且封严外环1与高压涡轮转子轴13、低压涡轮转子轴11、中介轴承12之间围成的空腔形成为发动机中介轴承腔。自适应密封结构设置在中介轴承12上方的高低压涡轮转子轴之间，离轴承供油位置较远，可避免液体滑油冲入石墨密封间隙，引起滑油泄漏；高、低压涡轮转子轴13、11旋转方向相同，高低压转子转差为8065r/min，相对摩擦线速度≤60m/s；前密封环8a、后密封环8b、定居环7通过设置在高压涡轮转子轴末端的螺母10与锁片9固定装配在高压涡轮转子轴上，定居环7在轴向上设置在前密封环8a与后密封环8b之间，且定居环7的外径小于前密封环8a、后密封环8b，前石墨环2和后石墨环3设置在前密封环8a、后密封环8b、定居环7装配组成的空腔内，通过设置在前挡环4和后挡环6之间的波形弹簧5分别压紧在前密封环8a和后密封环8b之间，通过螺母10与锁片9固定在高压涡轮轴13上，实现端面密封；前石墨环2和后石墨环3为周向开口石墨密封环，依靠其本身弹性力在径向与同向旋转的封严外环1壁面贴合，实现径向密封；在发动机工作状态，后石墨环3在封严压差作用下可挤压靠紧后密封环8b的端面；在发动机过渡态、停车等工作状态出现反向压差时，前石墨环2在反向压差作用下可挤压靠紧前密封环8a端面，保证滑油腔的密封；前石墨环2左侧端面和径向外侧工作面、后石墨环3右侧端面和径向外侧工作面加工了能够产生气膜润滑及进行气体力平衡的环槽和离散槽，用以减少摩擦磨损及摩擦热所产生的有害影响；封严外环1通过法兰安装固定在低压涡轮轴11上；封严外环1对应石墨环位置设置加强筋C，以保证好的刚性和圆柱度；前石墨环2、后石墨环3的径向外侧工作面的椭圆度和圆锥度不大于0.005mm，粗糙度不大于0.1；前石墨环2左侧端面和后石墨环3右侧端面平面度不大于0.001mm，粗糙度不大于0.025；前石墨环2、后石墨环3由热解石墨制成，开口自由状态间隙在在0.10～0.15mm范围内；波形弹簧5采用钢带60Si2MnA-Y-0.25制成，硬度HR15N≥80；前密封环8a、后封严环8b由高温合金制成，与前石墨环2、后石墨环3接触的工作端面平面度不大于0.001mm，粗糙度不大于0.025；螺母10拧紧力矩600N·m，锁片9锁紧后翻边不能超出螺母外径A；封严外环1与前石墨环2、后石墨环3径向配合面粗糙度小于等于0.1，径向配合直径间隙0～0.05mm；
自适应石墨密封结构在装配和分解过程中要使用专用堵盖来防止前石墨环2、后石墨环3径向外侧工作表面损坏；专用堵盖要沿着所述螺母10径向外表面定心并用螺钉通过孔B固定；自适应石墨密封结构加工装配完成后，通过检测密封结构两侧的空气泄漏量检查密封性能。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，所述发动机包括高压涡轮转子轴、低压涡轮转子轴，所述低压涡轮转子轴包括大直径段和小直径段，所述低压涡轮转子轴的大直径段与小直径段之间形成台阶部，所述高压涡轮转子轴的末端套设在所述低压涡轮转子轴的小直径段上且二者之间设有中介轴承，其特征在于，
所述自适应石墨密封结构包括封严外环、前石墨环、后石墨环、前挡环、波形弹簧、后挡环、定距环、前密封环、后密封环，
所述封严外环密封固定在所述低压涡轮转子轴的大直径段的末端并延伸至所述高压涡轮转子轴的径向外侧，且所述封严外环与高压涡轮转子轴、低压涡轮转子轴、中介轴承之间围成的空腔形成为所述发动机中介轴承腔，
所述前密封环、后密封环、定居环通过设置在所述高压涡轮转子轴末端的紧固件固定装配在所述高压涡轮转子轴上，所述定居环在轴向上设置在所述前密封环与后密封环之间，且所述定居环的外径小于所述前密封环、后密封环，
所述前石墨环、后石墨环设置在由所述前密封环、后密封环、定居环装配组成的空腔内，并通过所述波形弹簧分别压紧在所述前密封环、后密封环上；
所述前石墨环、后石墨环为周向开口石墨密封环，分别依靠其本身弹性力在径向上与所述封严外环的内壁面贴合；在发动机工作状态，所述后石墨环在封严压差作用下挤压靠紧所述后密封环的端面；在发动机过渡态、停车等工作状态出现反向压差时，所述前石墨环在反向压差作用下挤压靠紧所述前密封环的端面。
2.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，所述高、低压涡轮转子轴旋转方向相同；优选地，高低压转子转差为8065r/min，相对摩擦线速度≤60m/s。
3.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，所述前石墨环、后石墨环通过设置在所述波形弹簧前后两端的前挡环、后挡环分别压紧在所述前密封环和后密封环之间；优选地，所述紧固件为螺母与锁片，所述前密封环、后密封环、定居环通过螺母与锁片固定在高压涡轮轴的末端上；优选地，所述螺母拧紧力矩600N·m，锁片锁紧后翻边不能超出螺母外径。
4.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，所述前石墨环的前侧端面和径向外侧工作面、后石墨环的后侧端面和径向外侧工作面加工有能够产生气膜润滑及进行气体力平衡的环槽和离散槽，用以减少摩擦磨损及摩擦热所产生的有害影响。
5.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，所述封严外环通过法兰安装固定在低压涡轮轴上；优选地，所述封严外环对应石墨环位置设置加强筋。
6.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，所述前石墨环、后石墨环的径向外侧工作面的椭圆度和圆锥度不大于0.005mm，粗糙度不大于0.1；前石墨环的前侧端面和后石墨环的后侧端面平面度不大于0.001mm,粗糙度不大于0.025。
7.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，所述前石墨环、后石墨环由热解石墨制成，开口自由状态间隙在在0.10～0.15mm范围内；优选地，所述波形弹簧采用钢带60Si2MnA-Y-0.25制成，硬度HR15N≥80；优选地，所述前密封环、后封严环由高温合金制成，与前石墨环、后石墨环接触的工作端面平面度不大于0.001mm，粗糙度不大于0.025；优选地，所述螺母拧紧力矩600N·m，锁片锁紧后翻边不能超出螺母外径；优选地，所述封严外环与前石墨环、后石墨环径向配合面粗糙度小于等于0.1，径向配合直径间隙0～0.05mm。
8.根据权利要求1所述的用于发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构，其特征在于，在装配和分解过程中要使用专用堵盖来防止前石墨环、后石墨环径向外侧工作表面损坏；优选地，所述专用堵盖要沿着所述螺母径向外表面定心并用螺钉固定；优选地，所述自适应石墨密封结构加工装配完成后，通过检测密封结构两侧的空气泄漏量检查密封性能。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110903654.5A CN113551039A (zh) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | 一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110903654.5A CN113551039A (zh) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | 一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113551039A true CN113551039A (zh) | 2021-10-26 |
Family
ID=78134189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110903654.5A Pending CN113551039A (zh) | 2021-08-06 | 2021-08-06 | 一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113551039A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114458454A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-05-10 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种用于航空发动机的石墨涨圈封严结构 |
| CN114876593A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-08-09 | 成都中科翼能科技有限公司 | 一种用于核心机涡轮转子轴承腔的封严结构 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2425270C1 (ru) * | 2010-02-03 | 2011-07-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
| RU2489590C1 (ru) * | 2012-02-29 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Турбомашина |
| RU2529278C1 (ru) * | 2013-08-09 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Республика Башкортостан | Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение |
| US20180202304A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | United Technologies Corporation | Constant speed 2 piece ring seal arrangement |
| CN110529503A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-03 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种用于发动机主轴轴承滑油的密封结构 |
| CN113090337A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-09 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 一种用于双转子航空发动机的反转轴间密封装置 |
-
2021
- 2021-08-06 CN CN202110903654.5A patent/CN113551039A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2425270C1 (ru) * | 2010-02-03 | 2011-07-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины |
| RU2489590C1 (ru) * | 2012-02-29 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Турбомашина |
| RU2529278C1 (ru) * | 2013-08-09 | 2014-09-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Республика Башкортостан | Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение |
| US20180202304A1 (en) * | 2017-01-13 | 2018-07-19 | United Technologies Corporation | Constant speed 2 piece ring seal arrangement |
| CN110529503A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-12-03 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种用于发动机主轴轴承滑油的密封结构 |
| CN113090337A (zh) * | 2021-05-10 | 2021-07-09 | 中国航发湖南动力机械研究所 | 一种用于双转子航空发动机的反转轴间密封装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114458454A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-05-10 | 中国航发沈阳发动机研究所 | 一种用于航空发动机的石墨涨圈封严结构 |
| CN114876593A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-08-09 | 成都中科翼能科技有限公司 | 一种用于核心机涡轮转子轴承腔的封严结构 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11028927B2 (en) | Wide differential pressure range air riding carbon seal | |
| US11739844B2 (en) | Mechanical seal | |
| EP2224103B1 (en) | Bearing support apparatus with squeeze film damper | |
| EP3574224B1 (en) | Vented bearing retainer for turbomachines | |
| JP3702212B2 (ja) | 軸シール機構及びタービン | |
| CN110005545B (zh) | 一种鼠笼弹性支承轴承腔结构 | |
| US8777229B2 (en) | Liftoff carbon seal | |
| CN113551039A (zh) | 一种用于航空发动机中介轴承腔的自适应石墨密封结构 | |
| US20040007823A1 (en) | Seal for a rotating member | |
| CA2991838A1 (en) | Reduced friction intershaft seal assembly | |
| CN110030381B (zh) | 一种适于高速高压用动密封装置及航空器 | |
| CN113090337A (zh) | 一种用于双转子航空发动机的反转轴间密封装置 | |
| CN211778979U (zh) | 一种用于球磨机中的抗偏摆多唇密封装置 | |
| CN111810251A (zh) | 一种工业汽轮机用分瓣碳环型双端面干气密封装置 | |
| CN216112078U (zh) | 一种用于大齿圈的包覆式接触密封装置 | |
| CN111350551B (zh) | 一种用于双转子轴间柔性柱面气膜密封结构 | |
| CN221221434U (zh) | 一种转动轴油封装置 | |
| CN210859761U (zh) | 一种用于齿轮箱孔中的抗偏摆多唇密封装置 | |
| CN216112079U (zh) | 一种用于大齿圈的迷宫密封装置 | |
| CN111927633B (zh) | 一种带有反鱼骨型动压槽的石墨密封结构 | |
| CN219774793U (zh) | 一种干气密封的环型浮动密封圈结构 | |
| CN218408509U (zh) | 一种航空电机的密封装置 | |
| US11933180B2 (en) | Labyrinth seal | |
| CN218407614U (zh) | 涡喷发动机及其封严结构 | |
| CN212614900U (zh) | 一种工业汽轮机用分瓣碳环型双端面干气密封装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |