CN116568907A - 飞行器涡轮机的模块化 - Google Patents
飞行器涡轮机的模块化 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116568907A CN116568907A CN202180079982.6A CN202180079982A CN116568907A CN 116568907 A CN116568907 A CN 116568907A CN 202180079982 A CN202180079982 A CN 202180079982A CN 116568907 A CN116568907 A CN 116568907A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- shaft
- screw
- shafts
- hole
- turbine
- 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
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 25
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 12
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 12
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 12
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 6
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001141 propulsive effect Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/36—Power transmission arrangements between the different shafts of the gas turbine plant, or between the gas-turbine plant and the power user
-
- 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
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/026—Shaft to shaft connections
-
- 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
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D1/00—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
- F16D1/02—Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for connecting two abutting shafts or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05D2260/36—Retaining components in desired mutual position by a form fit connection, e.g. by interlocking
-
- 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
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
用于飞行器涡轮机的轴(34、72)的组,该组包括:第一轴(72),该第一轴具有外花键(76),外花键平行于轴的旋转轴线(A)定向;第二轴(34),该第二轴具有内花键(74),内花键与所述外花键互补,该第二轴轴向地装配在第一轴上,并且这些轴通过这些轴的花键的接合而作为一个整体旋转;以及用于使轴相对于彼此轴向地锁紧的***,其特征在于,所述***包括螺钉(78),螺钉相对于所述轴线径向地定向,这些螺钉中的每一个螺钉被旋紧到这些轴中的一个轴中的第一孔(80)中,并且具有自由端部,该自由端部用于接合这些轴中的另一个轴中的第二孔(82)。
Description
技术领域
本发明涉及便于飞行器涡轮机的模块化的解决方案。
背景技术
现有技术特别地包括文献WO-A1-2015/075345、US-A-3,631,688、FR-A1-2,975,149、US-A-3,958,887以及US-A-3,469,868。
飞行器涡轮机通常被构造为模块的组件,模块中的每一个模块可具有固定部分和移动部分。模块被限定为发动机的子组件,该子组件在其与相邻模块的接口处具有几何特征,这些几何特征足够精确,以使该子组件能够单独地运送,并且当该子组件包括旋转部分时,该子组件已经单独地平衡。模块的组件使得能够构建完整的发动机,从而将接口部件的平衡和匹配操作减少到最低限度。
涡轮机的模块化是涡轮机的维护的关键因素。实际上,在介入过程中,部件必须易于接近,而无需拆卸发动机的大量部分。在实践中,我们试图将发动机分解成多个主模块。例如,对于具有上游风扇的涡轮机(术语“上游”和“下游”应理解为与涡轮机中气体的流动相关),我们正在寻求将其分成三个模块:第一主模块用于包括风扇和BP压缩机的前部部分,第二主模块用于包括HP主体的部分,以及第三主模块用于发动机的包括BP涡轮和BP轴的后部部分。因此,应当理解,BP主体被分成两个模块。
BP主体的两个模块通过螺母彼此固定,螺母围绕涡轮机的轴线延伸并用于将风扇轴轴向地夹紧到BP轴。
在维护操作过程中,必须通过工具拧开该螺母,该工具沿涡轮机的纵向轴线***到涡轮机中,从而***BP轴和/或风扇轴的内部。
这种维护在前部或上游部分中具有减速装置的涡轮机上尤其困难。这种情况下的问题在于螺母的可接近性。减速装置位于螺母的上游,必须部分地移除才能接近螺母。此外,必须使用复杂的工具来接近螺母,这些工具存在操作不当和损坏发动机的风险。
在这种情况下,失去了第一主模块的模块性。此外,第二主模块和第三主模块必须独立地拆卸。
然而,当第一模块包括减速装置时,该模块的模块化是重要的。减速装置容纳在润滑围封件中,该润滑围封件优选地应在维护过程中保持关闭,以防止机油泄漏。为了避免拆卸该围封件,有增加减速装置的内直径的趋势,使得减速装置的内直径大于螺母的直径,从而使得螺母能够从减速装置的内部被移除。然而,该解决方案不利于减速装置的尺寸和涡轮机的整体性能。
为了提高涡轮机的推进效率,涡轮机倾向于增加旁通比,这通常转化为风扇尺寸(直径和轴向尺寸)的增加。这使得接近BP轴的螺母变得更加复杂,因为接近螺母所需的工具变长了。
此外,一些涡轮机(诸如具有无涵道单风扇(Unducted Single Fan,USF)的涡轮机)特别长,并且HP主体和BP主体的模块具有非常小的内直径,这使得工具难以接近或不可能接近螺母。
本发明提供了对上面问题中的至少一些问题的解决方案,该解决方案简化了飞行器涡轮机的模块化。
发明内容
根据第一方面,本发明涉及用于飞行器涡轮机的轴的组,该组包括:
-第一轴,该第一轴包括外花键,该外花键平行于轴的旋转轴线定向,
-第二轴,该第二轴包括内花键,该内花键与所述外花键互补,该第二轴与第一轴轴向地接合,并且这些轴通过这些轴的花键的接合而作为一个整体旋转,以及
-用于使轴相对于彼此轴向地锁紧的***,
其特征在于,所述***包括螺钉,螺钉相对于所述轴线径向地定向,这些螺钉中的每一个螺钉被旋紧到这些轴中的一个轴的第一孔中,并且包括自由端部,该自由端部能够接合在这些轴中的另一个轴的第二孔中,这些螺钉中的每一个螺钉可通过从第一径向位置和第二径向位置旋紧来移动,在该第一径向位置,螺钉的自由端部接合在所述第二孔中并确保轴的轴向锁紧,在该第二径向位置,螺钉的自由端部从所述第二孔脱离并确保轴的轴向解锁。
根据本发明的轴的组特别适合于便于飞行器涡轮机的模块化,并且可以例如用在飞行器的两个模块之间的接口中,更具体地,用在这些模块的两个轴之间的接口中。
两个轴之间的联接通过花键来实现。花键彼此平行地延伸,并且通过第一轴的简单轴向平移接合到第二轴中。
有两种类型的花键联轴器,第一种联轴器是如下的联轴器,在该联轴器中,花键在彼此内自由地轴向滑动。该联轴器的第一个缺点是花键需要润滑,因此有必要在附近安装机油喷头。在具有减速装置的涡轮机中,花键可以被容纳在减速装置的围封件中以用于润滑,但在维护操作过程中花键的脱离将导致打开围封件。
第二种类型的花键联轴器是如下的联轴器,在该联轴器中,花键轴向地锁紧在一起,并且本发明中使用的正是这种技术。优点是花键不需要润滑。然而,必须为轴提供轴向锁紧***,从而为在彼此内部的花键提供轴向锁紧***。
根据本发明,这种锁紧由径向螺钉提供。换言之,轴的锁紧螺钉不平行于轴线延伸,而是相对于该轴线径向地延伸。螺钉可以围绕轴线均匀地分布,并且螺钉的数量特别地根据轴的直径和在这些轴之间要传递的最大扭矩来调整。
根据本发明的组可包括以下被彼此单独采用或被彼此结合采用的特征中的一个或多个:
-第一位置是径向外位置,第二位置是径向内位置;
-螺钉中的每一个螺钉包括径向内端部和径向外自由端部,该径向内端部带有支承头部,该径向外自由端部包括凹进的腔体,该凹进的腔体被构造成接纳用于旋紧/旋松螺钉的工具;
-环固定在所述第二孔中的每一个第二孔中,并且包括内镗孔,该内镗孔具有截头圆锥形部段,该截头圆锥形部段被构造成与螺钉的所述自由端部配合以将螺钉定心在所述第二孔中;在每个第二孔中提供定心环的优点在于,通过限制对轴的冲击,该环可以在磨损的情况下被替换;
-每个环被压入到对应的第二孔中;
-套管安装在所述第一孔中的每一个第一孔中,并且包括内螺纹,该内螺纹用于旋紧对应的螺钉;在每个第一孔中提供螺纹的套管的优点在于,该套管可以在磨损的情况下被替换,从而限制对轴的冲击;
-每个套管包括外环形套环,该外环形套环用于支承在对应的轴上;
-保持壳安装在第一轴的内部,并且包括第一圆柱形边沿,该第一圆柱形边至少部分地与所述第一孔和所述第二孔相对地延伸,并且被构造成当螺钉处于螺钉的相应的第二位置时径向地保持螺钉;
-每个套管的套环径向地介于轴和壳的第二圆柱形边沿之间;以及
-壳包括外圆柱形定心表面,该外圆柱形定心表面被构造成与第一轴的内圆柱形表面配合,该内圆柱形表面包括环形槽,该环形槽用于安装环形环,该环形环相对于第一轴轴向地保持壳。
本发明还涉及一种飞行器涡轮机,该飞行器涡轮机包括至少一个如上所述的组。
有利地,所述组被至少一个定子壳体包围,至少一个定子壳体包括至少一个径向孔,至少一个径向孔被构造成使得用于旋紧/旋松所述螺钉的工具能够通过。
根据另一方面,本发明涉及一种飞行器涡轮机,该涡轮机具有纵向轴线并且包括:
-称为HP主体的高压主体,该高压主体包括HP轴,该HP轴用于将HP压缩机转子连接到HP涡轮转子,该HP轴沿所述轴线延伸,
-称为BP主体的低压主体,该低压主体包括BP轴,该BP轴用于将BP压缩机转子连接到BP涡轮转子,该BP轴沿所述轴线延伸并在HP轴的内部,
-风扇,该风扇连接到风扇轴,以及
-游星减速装置,该游星减速装置将BP轴连接到风扇轴,
其特征在于,BP主体包括三个模块:
-第一模块,该第一模块包括BP涡轮和BP轴,BP轴包括下游端部,该下游端部联接到BP涡轮的转子,
-第二模块,该第二模块包括BP压缩机和轴颈,该轴颈固定到BP压缩机的转子,该轴颈被构造成旋转地联接到BP轴的上游端部,并且通过将螺母旋紧到轴上的螺纹上而轴向地固定在该端部上,以及
-第三模块,该第三模块包括减速装置的输入轴,所述输入轴包括上游端部和下游端部,该上游端部用于联接到减速装置的太阳齿轮,该下游端部包括第一花键,该第一花键平行于所述轴线定向,并且该第一花键被构造成接合在所述第二模块的互补的第二花键中,径向定向的螺钉由第二模块和第三模块中的一个模块承载,并且旨在接合在第二模块和第三模块中的另一个模块中,以将第一花键和第二花键彼此轴向地锁紧。
因此,涡轮机的BP主体被分成三个模块,而不是像大多数以前的涡轮机那样分成两个模块。第一模块是常规模块,该第一模块包括BP涡轮和BP轴。该BP轴沿涡轮机的轴线延伸,并且BP轴的下游端部联接到BP涡轮的转子。
第二模块包括BP压缩机,该BP压缩机的转子通常连接到轴颈。如同在现有技术中一样,该轴颈接合在BP轴上,并且通过从上游轴向地旋紧的螺母固定到BP轴。该第二模块通过花键联接到第三模块,该第三模块包括减速装置的输入轴。
这些花键通过径向螺钉轴向地锁紧。当螺钉处于旋松位置时,应当理解,第三模块可以从第二模块拆卸和移除。
在从第一模块接近第二模块的旋松螺母之前,可以将具有减速装置的第三模块从涡轮机拆卸和移除。这样做的优点在于,减速装置的内直径可以小于螺母的直径,螺母不再从减速装置的内部移除。第二模块和第三模块的锁紧螺钉是径向地定向的,因此可以通过沿相同方向定向的工具旋松,该工具也不会被减速装置阻挡。
根据本发明的涡轮机可包括以下特征中的一个或多个特征,这些特征被彼此独立地采用或被彼此结合地采用:
-风扇是无涵道式的;
-减速装置位于润滑围封件中,所述第一花键和所述第二花键位于该围封件的外部;
-第一花键和第二花键轴向地介于围封件的两个环形密封件之间,这两个环形密封件安装在输入轴和围封件的环形盖之间,该环形盖围绕输入轴安装;
-密封件中的位于第一花键和第二花键上游的第一个密封件是部段径向密封件,部段密封件中的位于第一花键和第二花键下游的第二个部段密封件是迷宫式密封件;
-密封件中的一个密封件轴向地介于一方面所述第一花键和所述第二花键与另一方面所述螺钉之间;
-第二模块包括上游轴部段和下游轴部段,该上游轴部段包括所述第二花键和用于安装所述螺钉的孔,该下游轴部段联接到或连接到所述轴颈,所述轴部段包括环形凸缘,环形凸缘通过平行于所述轴线定向的螺钉固定在一起;
-上游轴部段包括第一径向环形壁,该第一径向环形壁的外周缘连接到凸缘中的第一个凸缘,下游轴部段包括第二径向环形壁,该第二径向环形壁的外周缘连接到凸缘中的第二个凸缘,所述第一环形壁和所述第二环形壁与彼此相对地延伸,并且在操作中赋予第二模块弯曲变形能力;这种类型的连接件为模块提供了灵活性,并且通常称为“挠性联轴器”;以及
-涡轮机包括定子壳体,该定子壳体包围BP主体和HP主体,并且该定子壳体包括至少一个径向孔,至少一个径向孔被构造成使得用于旋紧/旋松所述径向螺钉的工具能够通过。
本发明还涉及一种如上所述的拆卸涡轮机的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
-旋松径向螺钉以轴向地解锁所述第一花键和所述第二花键,
-从第二模块收回第三模块,
-从风扇和减速装置的内部旋松螺母,以及
-从第一模块收回第二模块。
有利地,径向螺钉通过至少一个旋松工具旋松,至少一个旋松工具通过壳体的所述孔或每个孔***。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从以下详细描述中变得明显,为了理解这些详细描述,参照附图,在附图中:
[图1]图1是飞行器涡轮机的轴向截面半部的示意性视图;
[图2]图2是本发明一方面意义上的轴的组的轴向截面示意性透视图;
[图3]图3是图2中所示的组的示意性横截面;
[图4]图4是用于轴向地锁紧图2的组的花键的***的示意性透视图,并且示出了处于解锁位置的螺钉;
[图5]图5是轴向锁紧***的示意性横截面,其中螺钉处于解锁位置;
[图6]图6是轴向锁紧***的示意性横截面,其中螺钉处于锁紧位置;
[图7]图7是图6的一部分的放大视图;
[图8]图8是与图1类似的视图,并且示出了根据本发明的用于拆卸飞行器涡轮机的方法的第一步骤;
[图9]图9是图8的一部分的放大视图;以及
[图10a-图10c]图10a至图10c是与图1类似的视图,并且示出了拆卸方法中的其他步骤。
具体实施方式
首先参照图1,图1示出了飞行器涡轮机,在这种情况下飞行器涡轮机是无涵道单风扇(USF)涡轮机10,尽管本发明的各方面不限于这种特定类型的涡轮机。
涡轮机10是模块化的,并且包括组装在一起的多个模块。附图标记A指的是涡轮机10的纵向轴线,该纵向轴线通常是涡轮机的转子的旋转轴线。
第一模块12是高压或HP模块,并且包括HP压缩机14和HP涡轮18。HP压缩机14的转子通过HP轴16连接到HP涡轮18的转子。该HP模块12还包括环形燃烧室20,该环形燃烧室轴向地介于HP压缩机14和HP涡轮18之间。
涡轮机10的低压或BP主体本身被分成三个模块:
-第一模块22,该第一模块包括BP涡轮24和BP轴26,BP轴包括下游端部,该下游端部联接到BP涡轮的转子,
-第二模块28,该第二模块包括BP压缩机30,
-以及第三模块32,该第三模块包括涡轮机的减速装置36的输入轴34。
实际上,涡轮机10配备有游星减速装置36,该游星减速装置通常包括:太阳齿轮38,该太阳齿轮以轴线A为中心;环形齿轮40,该环形齿轮围绕太阳齿轮38延伸;以及行星齿轮,行星齿轮被布置在太阳齿轮和环形齿轮之间,并且行星齿轮与太阳齿轮和环形齿轮啮合并由行星架42承载。在这种情况下,环形齿轮40是不动的,并且固定到涡轮机的定子,在这种情况下,该定子是入口壳体44。太阳齿轮38是可旋转移动的并联接到输入轴34,行星架42也是可旋转移动的并联接到风扇48的轴46。因此,风扇48通过减速装置36由输入轴34驱动旋转。
减速装置36位于润滑围封件50中,该润滑围封件围绕轴线A延伸,因此通常是环形形状的。围封件50在该围封件的内周缘处由风扇轴46和入口轴34界定。围封件50在该围封件的外周缘处由入口壳体44界定,该入口壳体围绕减速装置36延伸。围封件50在该围封件的上游端部处由轴承54、56的环形支撑件52界定。该支撑件52具有外周缘和内周缘,该外周缘附接到入口壳体44,该内周缘保持滚柱轴承54、56的轴承环,滚柱轴承的内环附接到风扇轴46。最后,围封件50在该围封件的下游端部处由环形盖58封闭,该环形盖由入口壳体44承载,并且环形盖的内周缘以密封的方式包围入口轴34。
中间壳体60介于BP压缩机30和HP压缩机14之间,涡轮间壳体62介于HP涡轮18和BP涡轮24之间,排气壳体64位于BP涡轮24的下游。
BP压缩机28和HP模块12被环形壳体66包围,该环形壳体的上游端部包括环形凸缘66a,该环形凸缘用于紧固入口壳体44的环形凸缘44a,并且该环形壳体的下游端部包括环形凸缘66b,该环形凸缘用于紧固排气壳体64的环形凸缘64a。
除了BP压缩机30之外,第二模块28还包括轴颈68,该轴颈旋转地固定到BP压缩机的转子,并且该轴颈被构造成旋转地联接到BP轴26的上游端部,并且通过将螺母70拧到BP轴26的螺纹上而轴向地固定在该端部上。
在所示的示例中,轴颈68从上游轴向地接合在BP轴26的上游端部上。螺母70从上游轴向地接合在轴26的上游端部上,并且被拧上直到螺母将轴颈68轴向地夹靠在轴26的环形肩部或类似结构上。
尽管是示意性的,但从图1可以看出,螺母70的直径大于输入轴34的内直径。这意味着该输入轴34必须被拆卸和移除以移除螺母70。
第二模块28还包括轴72,该轴被分成分别在上游和下游的两个部段72a、72b。轴部段72a、72b通过夹紧彼此固定。
上游部段72a联接到输入轴34,并且在该上游部段的下游端部处包括径向外紧固凸缘72aa。该凸缘72aa位于部段72a的下游端部的径向环形壁72ab的外周缘处。
下游部段72b旋转固定到轴颈68和BP压缩机30的转子,并且在该下游部段的上游端部处包括径向外紧固凸缘72ba。该凸缘72ba位于部段72b的上游端部的径向环形壁72bb的外周缘处。
凸缘72aa、72ba在轴向上彼此抵靠,并且包括轴向螺钉安装孔(不可见),该轴向螺钉安装孔用于将凸缘紧固在一起。凸缘72aa、72ba和径向壁72ab、72bb的这种构型使得能够柔性连接。这意味着轴可以承受上游部分和下游部分之间的不对准,这在相对长的发动机的情况下尤其令人感兴趣。
本发明提供了一种解决方案,该解决方案通过用于将模块28、32联接、特别是将第二模块28的轴72与第三模块32的输入轴34联接的特定设备来便于涡轮机10的模块化。
图2至图7示出了该设备的实施例,在该设备中,前面已经描述的元件由相同的附图标记表示。
模块32的输入轴34通过花键联轴器74、76联接到模块28的轴72,更具体地,联接到轴部段72a。输入轴34包括邻近该输入轴的下游端部的内花键74,内花键平行于轴线A定向并且被构造成接合在轴部段72a的互补外花键76上。
花键联轴器74、76在此是轴向锁紧型的花键联轴器,并且这种锁紧通过螺钉78来确保,螺钉相对于轴线A沿径向方向定向。
优选地,螺钉78围绕轴线A均匀地分布。螺钉的数量例如介于6个至12个之间。
螺钉78中的每一个螺钉由轴34、72中的一个轴承载并拧入到轴34、72中的一个轴中,并且螺钉中的每一个螺钉旨在与轴中的另一个轴接合,以将花键74、76轴向地锁紧到彼此中。应当理解,每个螺钉78通过从轴的轴向锁紧的第一径向位置旋紧到轴的轴向解锁的第二径向位置而沿径向方向是可移动的,反之亦然。
在所示的示例中,如图4至图7所示,每个螺钉78旋紧到轴部段72a中的孔80中,并且包括自由端部,该自由端部适用于接合在轴34的孔82中。每个螺钉78通过从第一径向位置旋紧到第二径向位置而是可移动的,该第一径向位置是螺钉的径向外旋紧紧固位置,该第二径向位置是径向内旋松松开位置。
每个螺钉78包括螺纹主体,该螺纹主体相对于轴线A沿径向轴线是细长的,并且具有一个纵向(径向外部)自由端部和连接到头部84的相对的纵向(径向内部)端部。每个螺钉78的主体旨在旋紧到孔80中的一个孔中,每个螺钉的头部84旨在在第一紧固位置抵靠轴部段72a,每个螺钉的自由端部旨在在该第一位置接合在轴34的孔82中的一个孔中,以轴向地锁紧花键74、76和轴34、72。
每个螺钉78通过工具旋转和旋紧,该工具还必须相对于轴线A具有径向或准径向定向。根据本发明的一个方面,每个螺钉的旋紧和旋松是从涡轮机的外部而不是内部径向地进行的。因此,工具必须能够接近并能够接合每个螺钉78的径向外端部。因此,工具不旨在与每个螺钉78的头部84接合,而是与螺钉的自由端部接合,该螺钉的自由端部包括例如凹部腔体81,如图4和图7中示意性地示出。
该凹部81可具有多边形或例如六边形的横截面形状,以接纳例如工具的六边形配件。替代性地,该横截面形状可以是型的。
在图1、图2和图9中示意性地示出了用于旋松螺钉78以及将螺钉旋紧的工具83。该工具83具有细长的形状,并且通过涡轮机10的孔85中的一个或多个孔接合。这些孔85可位于涡轮机的定子元件(诸如中间壳体44或壳体66)上。这些孔85例如是内窥探伤孔,即,通常用于涡轮机的内窥探伤检查的孔。当然,这些孔必须彼此对准,并且尽可能地与螺钉78的轴对准。轴34的旋转使得能够通过孔85一个接一个地接近螺钉78。
在所示的示例中,环86固定在轴34的每个孔82中。该环86包括内镗孔,该内镗孔具有截头圆锥形部段86a,该截头圆锥形部段被构造成与螺钉78的自由端部配合以将螺钉定心在孔82中。部段86a朝向内部径向地渐扩。环86在此被压入到孔82中,并且在环的径向外端部包括外周边沿86b,该外周边沿旨在塑性变形并压靠孔82的内边沿82a(例如参见图5)。因此,应当理解,环86从内部径向地***到孔82中,然后通过环的边沿86b的变形被压入到孔中。
此外,在所示的示例中,每个螺钉78不是直接地旋紧到孔80中的一个孔中,而是旋紧到安装在该孔中的套管88中。该套管88具有用于旋紧螺钉78的内螺纹88a,并且在该套管的径向内端部处还包括环形套环88b,该环形套环用于支承在轴72的凸台上(例如参见图5)。
套管88可收缩配合到孔80中,并且包括外圆柱形表面,该外圆柱形表面夹紧到孔80的内圆柱形表面中。套管88从内部径向地接合到孔80中,直到套环88b抵靠在轴72的凸台上。如果套管88和环86的螺纹磨损,则可以更换套管和环,从而不必更换整个轴。
有利地,保持壳90安装在轴72的内部,并且具有保持螺钉78的功能,从而使螺钉在处于旋松位置时受制而保持不动(imperdable)。
壳90是环形形状的并且围绕轴线A延伸。壳包括第一圆柱形边沿92,该第一圆柱形边沿面对下游并且至少部分地与孔80、82相对地延伸,并且被构造成当螺钉78处于螺钉的旋松位置时径向地保持螺钉,如图4和图5所示。
优选地,壳90包括外圆柱形定心表面90a,该外圆柱形定心表面被构造成与轴72的内圆柱形表面配合,以在安装时对壳进行定心。轴72的内圆柱形表面可包括环形槽94,该环形槽用于安装环形环(未示出),该环形环用于将壳90轴向地保持抵靠例如轴72的前述凸台。
壳90还包括第二圆柱形边沿92,该第二圆柱形边沿面对下游并且部分地围绕该凸台延伸。套管88的套环88b径向地介于凸台和该边沿96之间,这提供了套管在孔80中的径向保持,并且还使套管受制而保持不动或径向地不动。
图4和图5示出了处于旋松位置的螺钉78,以解锁轴34、72。可以看出,螺钉78的头部84径向地抵靠在壳90的边沿92上,并且螺钉的自由端部与孔82有一定的径向距离。因此,螺钉78不会干扰轴34、72相对于彼此的运动以及花键74彼此的轴向脱离。
图6和图7示出了处于旋紧位置的螺钉78,以轴向地锁紧轴34、72。可以看出,螺钉78的头部84与壳90的边沿92有一定的径向距离,并且螺钉的自由端部接合在孔82的环86中。螺钉78防止轴34、72相对于彼此移动并防止花键74彼此轴向地脱离。
关于花键74、76,图2和图3特别地示出了花键位于减速装置36的润滑围封件50的外部,更准确地,位于减速装置的润滑围封件的下游。
在所示的示例中,花键74、76轴向地位于围封件50的两个环形密封件98、100之间,即两个密封件位于围封件50的下游端部处并且安装在盖58和输入轴34之间。
花键74、76上游的密封件98是部段径向密封件,花键下游的密封件100是迷宫式密封件。螺钉78位于花键74、76和密封件98、100的下游,其中,密封件100轴向地介于花键和螺钉78之间。
从图2和图3还可以看出,密封件98、100,花键74、76和螺钉78的直径彼此相对接近。
现在参照图8至图10c,图8至图10c示出了用于拆卸图1的涡轮机10的步骤。应当理解,可以通过以相反的顺序重复这些操作来组装或重新组装涡轮机。
图8类似于图1,图9是放大比例的视图,其中示出了对上述根据本发明的轴的组的一些参照。
方法的第一步包括通过涡轮机10的孔85将工具83***,然后一个接一个地旋松螺钉78,以将螺钉从螺钉的旋紧位置旋松到螺钉的旋松位置。如果在每次旋松后旋转轴34、72以使得下一个要旋松的螺钉与一个或多个孔85对准,则这可以通过接合在单个孔85中或接合在单个系列的对准的孔85中的单个工具来实现。替代性地,在存在与螺钉78一样多的孔85或一系列孔85的情况下,可以将相同的工具83依次***这些孔或一系列的孔中的每一个孔。
然后,螺钉78处于旋松位置,使得花键74、76和轴34、72相对于彼此或彼此自由地轴向移动。这意味着第三模块32可以与第二模块28分离。为此,可能需要使凸缘44a、66a彼此脱离。在这种分离之后,涡轮机的整个上游部分(包括模块28以及减速装置36、风扇48和中间壳体44)可以从图10a中所示的涡轮机的其余部分移除。因此,应当理解,围封件50保持关闭,这限制了机油泄漏的风险。
方法的另一个步骤包括旋松将两个模块28、22保持在一起的螺母70。将该螺母旋松并且从上游移除。这给出了如图10b所示的情况。
方法的下一个步骤是将凸缘66b、64a彼此分离,并且从下游轴向地移除排气壳体64(图10c)。然后,可以通过将第一模块22从第二模块28、HP模块12、压缩机间壳体60以及涡轮间壳体62轴向地向下游移动来移除第一模块。
涡轮机10的各个模块彼此断开连接,并且可以通过重新组装涡轮机来进行维护。
Claims (12)
1.用于飞行器涡轮机的轴(34、72)的组,所述组包括:
-第一轴(72),所述第一轴包括外花键(76),所述外花键平行于所述轴的旋转轴线(A)定向,
-第二轴(34),所述第二轴包括内花键(74),所述内花键与所述外花键互补,所述第二轴与所述第一轴轴向地接合,并且这些轴通过这些轴的花键的接合而作为一个整体旋转,以及
-用于使所述轴相对于彼此轴向地锁紧的***,
其特征在于,所述***包括螺钉(78),所述螺钉相对于所述轴线径向地定向,这些螺钉中的每一个螺钉被旋紧到这些轴中的一个轴的第一孔(80)中,并且包括自由端部,所述自由端部能够接合在这些轴中的另一个轴的第二孔(82)中,这些螺钉中的每一个螺钉能通过从第一径向位置和第二径向位置旋紧来移动,在所述第一径向位置,所述螺钉的自由端部接合在所述第二孔中并确保所述轴的轴向锁紧,在所述第二径向位置,所述螺钉的自由端部从所述第二孔脱离并确保所述轴的轴向解锁。
2.根据权利要求1所述的组,其中,第一位置是径向外位置,第二位置是径向内位置。
3.根据权利要求1或2所述的组,其中,所述螺钉(78)中的每一个螺钉包括径向内端部和径向外自由端部,所述径向内端部带有支承头部(84),所述径向外自由端部包括凹进的腔体(81),所述凹进的腔体被构造成接纳用于旋紧/旋松所述螺钉的工具(83)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组,其中,环(86)固定在所述第二孔(82)中的每一个第二孔中,并且包括内镗孔,所述内镗孔具有截头圆锥形部段(86a),所述截头圆锥形部段被构造成与所述螺钉(78)的所述自由端部配合以将所述螺钉定心在所述第二孔中。
5.根据前一项权利要求所述的组,其中,每个环(86)被压入到对应的第二孔(82)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组,其中,套管(88)安装在所述第一孔(80)中的每一个第一孔中,并且包括内螺纹(88a),所述内螺纹用于旋紧在对应的螺钉(78)中。
7.根据前一项权利要求所述的组,其中,每个套管(88)包括外环形套环(88b),所述外环形套环用于支承在对应的所述轴(72)上。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组,其中,保持壳(90)安装在所述第一轴(72)的内部,并且包括第一圆柱形边沿(92),所述第一圆柱形边沿至少部分地与所述第一孔和所述第二孔(80、82)相对地延伸,并且被构造成当所述螺钉处于所述螺钉的相应的第二位置时径向地保持所述螺钉(78)。
9.根据依赖于权利要求7的前一项权利要求所述的组,其中,每个套管(88)的所述套环(88b)径向地介于所述轴(72)和所述壳(90)的第二圆柱形边沿(96)之间。
10.根据权利要求8或9所述的组,其中,所述壳(90)包括外圆柱形定心表面(90a),所述外圆柱形定心表面被构造成与所述第一轴(72)的内圆柱形表面配合,所述内圆柱形表面包括环形槽(94),所述环形槽用于安装环形环,所述环形环相对于所述第一轴轴向地保持所述壳。
11.一种飞行器涡轮机(10),所述飞行器涡轮机包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的组。
12.根据权利要求11所述的飞行器涡轮机(10),其中,所述组被至少一个定子壳体(44、66)包围,所述至少一个定子壳体包括至少一个径向孔(85),所述至少一个径向孔被构造成使得用于旋紧/旋松所述螺钉(78)的工具(83)能够通过。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FRFR2011338 | 2020-11-04 | ||
FR2011338A FR3115823B1 (fr) | 2020-11-04 | 2020-11-04 | Modularite d’une turbomachine d’aeronef |
PCT/FR2021/051913 WO2022096813A1 (fr) | 2020-11-04 | 2021-11-02 | Modularite d'une turbomachine d'aeronef |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116568907A true CN116568907A (zh) | 2023-08-08 |
Family
ID=74125462
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202180079982.6A Pending CN116568907A (zh) | 2020-11-04 | 2021-11-02 | 飞行器涡轮机的模块化 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240003303A1 (zh) |
EP (1) | EP4240950A1 (zh) |
CN (1) | CN116568907A (zh) |
FR (1) | FR3115823B1 (zh) |
WO (1) | WO2022096813A1 (zh) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1110245A (en) * | 1966-10-14 | 1968-04-18 | Rolls Royce | Coupling |
US3631688A (en) * | 1970-10-19 | 1972-01-04 | Gen Motors Corp | Shaft coupling locking device and tool for installation thereof |
US3958887A (en) * | 1973-11-13 | 1976-05-25 | Rolls-Royce (1971) Limited | Shaft couplings |
FR2975149B1 (fr) * | 2011-05-09 | 2013-06-07 | Snecma | Systeme pour fixer deux pieces tubulaires l'une dans l'autre portant un palier a roulement |
FR3013388B1 (fr) | 2013-11-21 | 2019-03-22 | Safran Aircraft Engines | Moteur, tel qu'un turboreacteur, modulaire avec reducteur de vitesse |
-
2020
- 2020-11-04 FR FR2011338A patent/FR3115823B1/fr active Active
-
2021
- 2021-11-02 WO PCT/FR2021/051913 patent/WO2022096813A1/fr active Application Filing
- 2021-11-02 EP EP21811414.8A patent/EP4240950A1/fr active Pending
- 2021-11-02 CN CN202180079982.6A patent/CN116568907A/zh active Pending
- 2021-11-02 US US18/251,379 patent/US20240003303A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240003303A1 (en) | 2024-01-04 |
EP4240950A1 (fr) | 2023-09-13 |
WO2022096813A1 (fr) | 2022-05-12 |
FR3115823B1 (fr) | 2022-09-30 |
FR3115823A1 (fr) | 2022-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11346285B2 (en) | Compact accessory systems for a gas turbine engine | |
US10473035B2 (en) | Modular engine, such as a jet engine, with a speed reduction gear | |
US10393027B2 (en) | Gas turbine engine shaft architecture and associated method of disassembly | |
US10422341B2 (en) | Front enclosure which is sealed during the modular dismantling of a turbojet with reduction gear | |
RU2468213C2 (ru) | Установка вала в подшипник с самоудаляющейся гайкой | |
EP3273031B1 (en) | Gas turbine engine shaft architecture and associated method of disassembly | |
EP3524775B1 (en) | Fan disc assembly | |
US4086759A (en) | Gas turbine shaft and bearing assembly | |
EP3179137B1 (en) | Power gearbox pin arrangement | |
US11415045B2 (en) | Aircraft turbomachine with mechanical reducer and contrarotative turbine | |
US20220298974A1 (en) | Lubrication system for aircraft engine reduction gearbox | |
EP3514325A1 (en) | Fan disc assembly | |
CA2970978A1 (en) | Gas turbine engine shaft architecture and associated method of disassembly | |
US11933230B2 (en) | Modularity of an aircraft turbomachine | |
CN116568907A (zh) | 飞行器涡轮机的模块化 | |
EP4163475A1 (en) | Rotor assembly for a gas turbine engine and method for assembling same | |
EP3524776A1 (en) | Fan disc assembly | |
US20220412454A1 (en) | Planet carrier for a speed reduction gear of an aircraft turbomachine | |
US20200378311A1 (en) | Assembly for retaining a gear train in a turbomachine | |
US11885268B2 (en) | Assembly for a turbine engine | |
US11898451B2 (en) | Compact axial turbine for high density working fluid | |
EP3477046B1 (en) | Anti-rotation assembly for two coupled shafts, gas turbine engine and corresponding method of assembling a gas turbine engine | |
US10422420B2 (en) | Mounting arrangement for a planet gear | |
EP3054090B1 (en) | Gas turbine engines with internally stretched tie shafts | |
GB2544036A (en) | A planet carrier assembly for an epicyclic gearbox |
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 |