一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件的支承系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及渦輪技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件的支承系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)以及地面燃機(jī)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，其工作的載荷需要通過承力系統(tǒng)傳遞到外部的發(fā)動(dòng)機(jī)安裝節(jié)上。轉(zhuǎn)子的承力系統(tǒng)通常由軸承座、承力支板、承力機(jī)匣組成。軸承座用于安裝軸承及其冷卻、潤滑結(jié)構(gòu)；承力機(jī)匣通過外部機(jī)匣與發(fā)動(dòng)機(jī)安裝節(jié)相連；承力支板用于連接軸承座和承力機(jī)匣。外涵道是指進(jìn)氣口外面那圈涵道，不與燃燒室相連；內(nèi)涵道是指進(jìn)氣口里面那圈涵道，與燃燒室相連。內(nèi)涵道的空氣將流入燃燒室與燃料混合，燃燒做功，外涵道的空氣不進(jìn)入燃燒室，而是與內(nèi)涵道流出的燃?xì)庀嗷旌虾笈懦?。外涵道的空氣只通過風(fēng)扇，流速較慢，且是低溫，內(nèi)涵道排出的是高溫燃?xì)狻?br>[0003]對于渦輪部件而言，承力支板要經(jīng)過外涵道和內(nèi)涵道，即承力支板位于內(nèi)涵道的部分要經(jīng)過高溫燃?xì)馔ǖ?，且軸承座位于高溫燃?xì)馔ǖ纼?nèi)部。特別是位于高、低壓渦輪之間的支承結(jié)構(gòu)，其最高工作溫度可達(dá)到100tC，工作條件十分惡劣。為了保證承力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)壽命和可靠性，通常的做法是采用耐溫能力更好的高溫合金材料，或者將承力支板做成空心結(jié)構(gòu)，從支板內(nèi)腔通冷卻空氣對承力支板和軸承座進(jìn)行冷卻。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)方案中，采用耐溫能力更好的高溫合金材料，必然帶來成本的上升。從支板內(nèi)腔通冷卻空氣進(jìn)行冷卻，雖然可以一定程度上降低承力系統(tǒng)的溫度，但冷卻效果有限；同時(shí)由于支板內(nèi)外壁面溫差較大，會(huì)產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，導(dǎo)致承力支板出現(xiàn)裂紋等故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有支承系統(tǒng)中承力支板通過高溫通道易產(chǎn)生裂紋、為對抗惡劣環(huán)境采用耐高溫合金材料呆滯承力支板造價(jià)高等技術(shù)問題，提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件的支承系統(tǒng)，基于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)置，保障承力支板的工作環(huán)境得到改善，冷卻效果好，壽命較長，可避免一味使用耐高溫的合金材料使成本較低。
[0006]本發(fā)明的上述目的通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
提供一種用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件的支承系統(tǒng)，所述支承系統(tǒng)包括軸承座、承力機(jī)匣和連接軸承座與承力機(jī)匣的周向均布的多個(gè)承力支板，所述承力支板經(jīng)過渦輪部件的外涵道和內(nèi)涵道；所述承力支板為空腔結(jié)構(gòu)，承力支板位于外涵道的部分開有進(jìn)氣口，承力支板靠近軸承座處開有出氣口 ；本發(fā)明創(chuàng)造性地在所述承力支板經(jīng)過內(nèi)涵道的部分的外部設(shè)置有氣動(dòng)葉型支板，所述氣動(dòng)葉型支板設(shè)有空腔，承力支板經(jīng)過內(nèi)涵道的部分位于氣動(dòng)葉型支板的空腔內(nèi)，氣動(dòng)葉型支板上開有出氣口。
[0007]本發(fā)明的關(guān)鍵改進(jìn)在于在承力支板經(jīng)過內(nèi)涵道的部分的外部設(shè)置有氣動(dòng)葉型支板，使得承力支板經(jīng)過內(nèi)涵道的部分位于氣動(dòng)葉型支板空腔內(nèi)，氣動(dòng)葉型支板作為盔甲起到保護(hù)位于其空腔中的承力支板的作用。
[0008]優(yōu)選地，所述氣動(dòng)葉型支板為翼型結(jié)構(gòu)。本發(fā)明進(jìn)一步將所述氣動(dòng)葉型支板設(shè)置為為翼型，發(fā)揮其結(jié)構(gòu)在在空氣動(dòng)力方面優(yōu)良的氣動(dòng)特性，有效降低氣流總壓損失，提高氣動(dòng)效率的同時(shí)降低整個(gè)支承系統(tǒng)的氣動(dòng)載荷，從而提高其壽命和使用可靠性。氣流通過翼型氣動(dòng)葉型支板時(shí)，氣動(dòng)葉型支板受到的來自氣流的壓力很小，翼型氣動(dòng)葉型支板作為盔甲起到保護(hù)位于其空腔中的承力支板的作用。
[0009]本發(fā)明采用的支承系統(tǒng)，將氣動(dòng)通道和承力系統(tǒng)分離，氣動(dòng)葉型支板利用鈑金或鑄造實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)造型，與內(nèi)涵道組成燃?xì)馔ǖ溃怀辛χО鍙臍鈩?dòng)葉型支板內(nèi)部穿過，內(nèi)、外分別與軸承座和承力機(jī)匣連接。從發(fā)動(dòng)機(jī)前方引來的冷卻空氣經(jīng)外涵道首先從承力支板進(jìn)氣口進(jìn)入承力支板內(nèi)腔，進(jìn)入主流道(外涵道和內(nèi)涵道)內(nèi)壁和軸承座之間的空腔實(shí)現(xiàn)對承力支板和軸承座的冷卻；之后冷卻空氣再經(jīng)承力支板出氣口進(jìn)入承力支板和氣動(dòng)葉型支板之間的空腔流動(dòng)，對主流燃?xì)馀c支承系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)隔離，最后再經(jīng)氣動(dòng)葉型支板上的出氣口排入主流道繼續(xù)參與做功。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述承力支板的橫截面為跑道型。橫截面為跑道型的承力支板為本發(fā)明提供的優(yōu)選的性狀結(jié)構(gòu)，加工制造簡單，承載能力達(dá)標(biāo)，幾何空間利用率大，并能根據(jù)需要達(dá)到所需的通氣量要求。
[0011]優(yōu)選地，所述支承系統(tǒng)還包括中心氣管，所述中心氣管位于所述承力支板的空腔內(nèi)。在承力支板空腔內(nèi)設(shè)置中心氣管起到傳輸?shù)淖饔?。承力支板與軸承座連接，為保證軸承的使用壽命和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性等要求，需對軸承進(jìn)行潤滑，本發(fā)明添加中心氣管，可通過中心氣管添加潤滑油至軸承；為了平衡承力支板內(nèi)的氣壓，可通過中心氣管與大氣壓連通；有時(shí)需要對支持系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行檢測，也可通過中心氣管將檢測裝置置入。
[0012]優(yōu)選地，所述中心氣管的數(shù)量為4?9個(gè)，每一個(gè)中心氣管設(shè)置于一個(gè)所述承力支板空腔內(nèi)。所述的中心氣管分別用于供軸承潤滑油，潤滑油回油，通氣(使得軸承腔內(nèi)部壓強(qiáng)盡量和外部環(huán)境保持一致，從而降低潤滑油的供油壓力和發(fā)動(dòng)機(jī)軸承腔封嚴(yán)系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性)和檢測等。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述中心氣管的數(shù)量為6，分別設(shè)置于6個(gè)所述承力支板空腔內(nèi)。軸承是傳動(dòng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，其性能的好壞直接影響到傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命和可靠性。因此，當(dāng)只有一個(gè)供軸承潤滑油或回油的中心氣管時(shí)，若供油或者回油時(shí)出現(xiàn)問題，則會(huì)影響整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)，因此分別設(shè)置兩根中心氣管供油和兩根中心氣管回油，當(dāng)作為供油或者回油的其中一根中心氣管出現(xiàn)問題時(shí)，則還有另一根中心氣管備用，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0014]本發(fā)明具有以下有益效果:
本發(fā)明提供了一種整體優(yōu)化的用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件的支承系統(tǒng)，為達(dá)到有效冷卻承力支板，并能有效防止承力支板裂開的目的，巧妙性地在承力支板位于高溫高壓燃?xì)獾牟糠衷O(shè)置氣動(dòng)葉型支板，使得承力支板經(jīng)過內(nèi)涵道的部分位于氣動(dòng)葉型支板空腔內(nèi)，氣動(dòng)葉型支板作為盔甲起到保護(hù)位于其空腔中的承力支板的作用。進(jìn)一步將該氣動(dòng)葉型支板設(shè)置為翼型，利用翼型具有的獨(dú)特氣動(dòng)特性，對位于其內(nèi)腔中起支承作用的承力支板起到了良好的保護(hù)作用，而翼型的氣動(dòng)葉型支板因其本身獨(dú)特的形狀特征，高溫高壓燃?xì)鈱ζ涞膿p傷相對較小，如同在承力支板外側(cè)增加了一個(gè)保護(hù)盔甲；從承力支板內(nèi)腔中出來的冷卻氣體可直接進(jìn)入氣動(dòng)葉型支板，對氣動(dòng)葉型支板也起到了冷卻作用，而位于氣動(dòng)葉型支板內(nèi)腔中的承力支板不僅內(nèi)外側(cè)得到冷卻，并且氣動(dòng)葉型支板以及位于氣動(dòng)葉型支板與承力支板之間的氣體都對其起到了強(qiáng)大的保護(hù)作用，從而提高承力支板的壽命和可靠性。進(jìn)一步地，所述承力支板的截面為跑道型，加工制造簡單，承載能力達(dá)標(biāo)，幾何空間利用率大，并能根據(jù)需要達(dá)到所需的通氣量要求。更進(jìn)一步地，承力支板內(nèi)腔中設(shè)置中心氣管，優(yōu)選設(shè)置有6根中心氣管，結(jié)構(gòu)更為緊湊適用，用