CN210768928U - 一种小型涡喷发动机转子总成结构 - Google Patents
一种小型涡喷发动机转子总成结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210768928U CN210768928U CN201921845218.1U CN201921845218U CN210768928U CN 210768928 U CN210768928 U CN 210768928U CN 201921845218 U CN201921845218 U CN 201921845218U CN 210768928 U CN210768928 U CN 210768928U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- impeller
- shaft
- impeller shaft
- turbine
- main shaft
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种小型涡喷发动机转子总成结构,包括涡轮、与涡轮一体成型的涡轮轴、叶轮轴和套设在叶轮轴上的压气叶轮,压气叶轮通过转子螺母压紧在叶轮轴上,叶轮轴远离压气叶轮的一端沿轴向设置有锥形孔和螺纹孔,叶轮轴内套设有主轴,主轴包括置于叶轮轴内的锥形段和螺纹段,与叶轮轴通过锥形孔锥度配合并通过螺纹孔螺纹连接,还包括置于叶轮轴外的阶梯圆柱段,主轴通过阶梯圆柱段与涡轮轴焊接连为一体,主轴螺纹段、转子螺母的螺纹旋向均与涡轮工作旋向相反。本结构具有重复拆装一致性高、对中性好,装配便捷的优点;同时由于采用迷宫密封结构,能有效隔绝燃气向涡端滚动轴承的窜动,大幅度减小燃气对轴承的传热。
Description
技术领域
本实用新型涉及小型涡喷发动机技术领域,具体为一种采用径流式涡轮、油润滑滚动轴承***的小型涡喷发动机转子总成结构。
背景技术
小型涡喷发动机(200公斤推力以下)是推进动力/能源***研究的新兴领域,具有尺寸小、重量轻、能量密度高、推重比大的优点,被广泛应用于中小型无人机、靶机,同时也可用作战术巡航导弹动力。
根据小型发动机结构及尺寸要求,目前国际上主流的小型、微型涡喷发动机在压气机端均采用离心压气机,轴承***采用油润滑滚动轴承***,而涡轮常用的有单级轴流式涡轮、径流式涡轮。
单级轴流式涡轮气体流动方向平行于涡轮轴线,在结构上采用整体涡轮盘,涡轮盘中心设计通孔,通过螺母固定在主轴上,具有结构简单,低惯性,抗外来物损坏较好,缺点是压比受限制,间隙敏感型高,目前在小型、微型涡喷发动机上采用单级轴流式涡轮较多。
径流式涡轮相比单级轴流式涡轮,在小流量范围内具有压比高、效率高、低成本、结构紧凑的优势,但径流式涡轮用于小型涡喷发动机时,在结构设计上主要有以下难点:1、由于径流式涡轮不能像轴流涡轮一样安装在主轴端并通过螺母固定,存在涡轮转子与主轴、叶轮轴连接的设计问题;2、涡喷发动机在高温高速运转下,燃气由涡轮向轴承传热较大,使安装在主轴上的轴承温度较高,影响轴承的使用寿命。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷,本实用新型提供一种小型涡喷发动机转子总成结构,通过在涡轮和压气叶轮之间设置主轴,将主轴与涡轮连接为一体并与叶轮轴采用锥度配合、螺纹连接方式,使转子总成具有重复拆装一致性高、对中性好,装配便捷的优点;同时由于采用迷宫密封结构,能有效隔绝燃气向涡端滚动轴承的窜动,大幅度减小燃气对轴承的传热。
本实用新型所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,包括涡轮、与涡轮一体成型的涡轮轴、叶轮轴和套设在叶轮轴上的压气叶轮,所述压气叶轮通过转子螺母压紧在叶轮轴上,所述叶轮轴远离压气叶轮的一端沿轴向设置有锥形孔和螺纹孔,所述叶轮轴内套设有主轴,所述主轴包括置于叶轮轴内的锥形段和螺纹段,与叶轮轴通过锥形孔锥度配合并通过螺纹孔螺纹连接,还包括置于叶轮轴外的阶梯圆柱段,所述主轴通过阶梯圆柱段与涡轮轴焊接连为一体,所述主轴螺纹段、转子螺母的螺纹旋向均与涡轮工作旋向相反。
进一步的,所述涡轮为镍基高温合金铸造的径流式涡轮,所述叶轮轴与主轴锥度配合的锥度为1:20。采用锥度配合可提高装配精度,保证重复拆装后的一致性及对中性。
进一步的,所述主轴阶梯圆柱段的小径段上还套设有涡端滚动轴承和密封圈,所述密封圈的一端与主轴阶梯圆柱段的a端面贴合,涡端滚动轴承与密封圈的另一端面贴合。
进一步的,所述叶轮轴的b端面与压气叶轮的大端端面之间还套设有压端滚动轴承和传动套,所述压端滚动轴承内圈与叶轮轴b端面贴合,传动套与压端滚动轴承贴合,所述传动套与叶轮轴通过键连接,对传动套周向限位并传递扭矩,所述传动套上设有圆柱销,所述圆柱销***压气叶轮大端上的轮背座孔,对压气叶轮周向限位并传递扭矩。保证压端滚动轴承内圈被压紧,不会产生轴向位移。
进一步的,所述转子螺母的拧紧力矩小于叶轮轴与主轴的螺纹拧紧力矩。保证在拧紧转子螺母时叶轮轴与主轴不会发生再次转动,影响动平衡精度及主轴轴向装配尺寸。
进一步的,所述转子螺母拧紧叶轮轴后,叶轮轴的c端面与涡端滚动轴承之间形成0.15±0.05mm间隙。防止叶轮轴与涡端滚动轴承端面干涉,导致主轴与叶轮轴装配时锥度不能贴合,从而引起失效。
进一步的,所述密封圈设有两个环槽,与发动机壳体形成迷宫密封,所述涡端滚动轴承采用角接触球轴承。密封圈隔绝燃气向涡端滚动轴承的窜动,大幅度减小燃气对轴承的传热。
进一步的,所述压端滚动轴承采用角接触球轴承。
本实用新型的有益效果:
1、通过在涡轮轴与叶轮轴之间设置主轴,并将主轴与涡轮轴摩擦焊接成一体,主轴设置为螺纹段、锥形段和阶梯圆柱段,叶轮轴内设置螺纹孔和锥形孔,使主轴与叶轮轴采用锥度配合、螺纹连接,锥度配合可提高主轴与叶轮轴的装配精度,保证重复拆装后的一致性及对中性,将螺纹连接的旋向设置为与涡轮工作旋向相反,保证高速运转时,螺纹连接不会松动。
2、在叶轮轴c端面与涡端滚动轴承之间设计0.15±0.05mm的间隙,能保证主轴与叶轮轴锥度配合时贴合紧密、螺纹连接可靠,避免了叶轮轴与涡端滚动轴承之间发生干涉时对锥度配合的影响。
3、密封圈设计两个环槽,与发动机壳体形成迷宫密封,隔绝燃气向涡端滚动轴承的窜动,大幅度减小燃气对轴承的传热。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为图1中I处的局部放大图;
附图中:
1-涡轮,101-涡轮轴,2-叶轮轴,21-锥形孔,22-螺纹孔,
3-压气叶轮,4-转子螺母,5-主轴,51-锥形段,52-螺纹段,53-阶梯圆柱段,6-涡端滚动轴承,7-密封圈,71-环槽,8-压端滚动轴承,9-传动套,
10-键,11-圆柱销。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步详细说明。
如图1至图2所示,一种小型涡喷发动机转子总成结构,包括涡轮1、与涡轮1一体成型的涡轮轴101、叶轮轴2和套设在叶轮轴上的压气叶轮3,所述压气叶轮3通过转子螺母4压紧在叶轮轴2上,在叶轮轴2远离压气叶轮3的一端中心处沿轴向设置有锥形孔21和螺纹孔22,所述叶轮轴2内套设有主轴5,所述主轴5包括置于叶轮轴2内的锥形段51和螺纹段52,与叶轮轴2通过锥形孔21锥度配合并通过螺纹孔22螺纹连接,还包括置于叶轮轴2外的阶梯圆柱段53,所述主轴5通过阶梯圆柱段53与涡轮轴101摩擦焊接连为一体,所述主轴螺纹段52、转子螺母的螺纹旋向均与涡轮1工作旋向相反,保证高速转动的工作状态下,螺纹连接不松动。
在本实用新型中,所述涡轮1采用镍基高温合金铸造的径流式涡轮,所述叶轮轴2与主轴5锥度配合的锥度设计为1:20,采用锥度配合可提高装配精度,保证重复拆装后的一致性及对中性。
在本实用新型中,所述主轴阶梯圆柱段53的小径段上套设有涡端滚动轴承6和密封圈7,所述密封圈7的一端与主轴阶梯圆柱段53的a端面贴合,涡端滚动轴承6与密封圈7的另一端面贴合,当转子螺母4拧紧叶轮轴2后,叶轮轴2的c端面与涡端滚动轴承6之设计0.15±0.05mm的间隙,防止叶轮轴2与涡端滚动轴承6端面干涉,导致主轴5与叶轮轴2装配时锥度不能贴合,从而引起转子总成结构失效,密封圈7设有两个环槽71,与发动机壳体形成迷宫密封,能够隔绝燃气向涡端滚动轴承6的窜动,大幅度减小燃气对轴承的传热。
在本实用新型中,所述叶轮轴2的b端面与压气叶轮3的大端端面之间套设有压端滚动轴承8和传动套9,所述压端滚动轴承8内圈与叶轮轴2的b端面贴合,保证压端滚动轴承8内圈被压紧,不会产生轴向位移,传动套9与压端滚动轴承8贴合,所述传动套9与叶轮轴2通过键10连接,对传动套9周向限位并传递扭矩,压气叶轮3与传动套9贴合,所述传动套9上设有四根圆柱销11,圆柱销11***压气叶轮3大端上的轮背座孔,对压气叶轮3周向限位并传递扭矩,
在本实用新型中,转子螺母4与叶轮轴2通过螺纹连接,压紧压气叶轮3小端面,转子螺母4螺纹旋向与涡轮工作旋向相反,保证工作状态下,螺纹不会松动,同时由于转子螺母的螺纹旋向与叶轮轴2和主轴5螺纹连接的旋向一致,所以转子螺母4的拧紧力矩设计为低于叶轮轴2与主轴5螺纹连接的拧紧力矩,保证在拧紧转子螺母4时叶轮轴2与主轴5不会发生再次转动,影响动平衡精度及主轴轴向装配尺寸。
本实用新型中,涡端滚动轴承和压端滚动轴承均采用角接触球轴承。
本实用新型的转子总成结构特别适用于采用径流式涡轮、油润滑滚动轴承***的小型涡喷发动机,且不仅仅限于小型涡喷发动机,在采用同样轴承***及气动***的增压器上也同样适用。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解;其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (8)
1.一种小型涡喷发动机转子总成结构,包括涡轮、与涡轮一体成型的涡轮轴、叶轮轴和套设在叶轮轴上的压气叶轮,所述压气叶轮通过转子螺母压紧在叶轮轴上,其特征在于:所述叶轮轴远离压气叶轮的一端沿轴向设置有锥形孔和螺纹孔,所述叶轮轴内套设有主轴,所述主轴包括置于叶轮轴内的锥形段和螺纹段,与叶轮轴通过锥形孔锥度配合并通过螺纹孔螺纹连接,还包括置于叶轮轴外的阶梯圆柱段,所述主轴通过阶梯圆柱段与涡轮轴焊接连为一体,所述主轴螺纹段、转子螺母的螺纹旋向均与涡轮工作旋向相反。
2.根据权利要求1所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述涡轮为镍基高温合金铸造的径流式涡轮,所述叶轮轴与主轴锥度配合的锥度为1:20。
3.根据权利要求2所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述主轴阶梯圆柱段的小径段上还套设有涡端滚动轴承和密封圈,所述密封圈的一端与主轴阶梯圆柱段的a端面贴合,涡端滚动轴承与密封圈的另一端面贴合。
4.根据权利要求2所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述叶轮轴的b端面与压气叶轮的大端端面之间还套设有压端滚动轴承和传动套,所述压端滚动轴承内圈与叶轮轴b端面贴合,传动套与压端滚动轴承贴合,所述传动套与叶轮轴通过键连接,对传动套周向限位并传递扭矩,所述传动套上设有圆柱销,所述圆柱销***压气叶轮大端上的轮背座孔,对压气叶轮周向限位并传递扭矩。
5.根据权利要求2所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述转子螺母的拧紧力矩小于叶轮轴与主轴的螺纹拧紧力矩。
6.根据权利要求3所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述转子螺母拧紧叶轮轴后,叶轮轴的c端面与涡端滚动轴承之间形成0.15±0.05mm间隙。
7.根据权利要求3所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述密封圈设有两个环槽,与发动机壳体形成迷宫密封,所述涡端滚动轴承采用角接触球轴承。
8.根据权利要求4所述的一种小型涡喷发动机转子总成结构,其特征在于:所述压端滚动轴承采用角接触球轴承。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201921845218.1U CN210768928U (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种小型涡喷发动机转子总成结构 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201921845218.1U CN210768928U (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种小型涡喷发动机转子总成结构 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN210768928U true CN210768928U (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71036407
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201921845218.1U Active CN210768928U (zh) | 2019-10-30 | 2019-10-30 | 一种小型涡喷发动机转子总成结构 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN210768928U (zh) |
-
2019
- 2019-10-30 CN CN201921845218.1U patent/CN210768928U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1273765B1 (en) | Turbocharger shaft dual phase seal | |
EP1805398B1 (en) | Turbocharger with thrust collar | |
US7269938B2 (en) | Counter-rotating gas turbine engine and method of assembling same | |
US9835164B2 (en) | Compressor impeller assembly for a turbocharger | |
US4482303A (en) | Turbo-compressor apparatus | |
CN110332018B (zh) | 一种高紧凑闭式循环径流涡轮发电***转子 | |
CN110360148B (zh) | 一种涡轮热电转换***螺纹连接转子结构 | |
CN109281944A (zh) | 一种发动机转子支点中深沟球轴承的轴向力预加载结构 | |
CN103806960B (zh) | 涡轮机械轴承组件预加载结构 | |
US20050042105A1 (en) | Compressor of turbo machine and its compressor wheel | |
CN110374691B (zh) | 一种径流涡轮发电***气体润滑转子结构 | |
CN210768928U (zh) | 一种小型涡喷发动机转子总成结构 | |
CN110318812B (zh) | 一种径流式涡轮发电***气体润滑陶瓷转子及其制造方法 | |
EP0138516A1 (en) | Centrifugal compressor wheel and its mounting on a shaft | |
CN110332020B (zh) | 一种基于气浮轴承的闭式循环涡轮发电***转子结构 | |
CN110332019B (zh) | 一种闭式循环涡轮发电***内置锁紧气体浮动转子 | |
US20160305331A1 (en) | Turbomachine accessory gearbox equipped with a centrifugal pump | |
CN110344892B (zh) | 一种径流涡轮发电***集成转子及其制造工艺 | |
CN209743041U (zh) | 一种新型燃机转子 | |
CN112240226B (zh) | 一种转子组件、航空发动机及转子组件的装配方法 | |
CN110344891B (zh) | 一种长寿命闭式循环涡轮发电***转子结构与工艺 | |
CN110821570B (zh) | 一种无主轴的燃气涡轮 | |
CN220979582U (zh) | 一种正反转径向轴承结构 | |
CN221299267U (zh) | 一种正反转推力轴承结构 | |
CN214661568U (zh) | 压端全浮动轴承 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |