一种燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构

技术领域

本发明涉及燃气涡轮技术领域，具体涉及一种燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构。

背景技术

航空燃气涡轮发动机转子转速高，转子重量轻，作用于轴承上的径向载荷小。滚动轴承在高转速下工作，滚子在高转速很大的离心力的作用下，有与内环滚道分离的趋向，滚子与内外环的滚道之间出现轻载或零载，无法产生摩擦力，滚子在内环滚道上发生干摩擦，引起滑蹭损伤，使轴承失效。为避免上述问题，可对轴承施加轴向预载荷，使轴承工作时，始终在内外滚道与滚子之间有负荷作用，不出现轻载或零载。传统的燃气涡轮通常使用传统弹簧对轴承施加轴向预载荷，而弹簧在受力不均匀时，易产生弯曲变形，使弹簧失效。

基于上述情况，本发明提出了一种燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构。本发明的燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构结构简单，使用方便，通过多个支撑板和支撑丝的配合设置，将作用在弹簧装置上的局部不均匀力分散分解，避免了弹簧受局部不均匀力造成的失效，同时通过支撑丝之间的自摩擦产生阻尼，相较于传统弹簧变形阻尼更能延长弹簧的使用寿命。

本发明通过下述技术方案实现：

一种燃气涡轮用弹簧装置，包括支撑部；

所述支撑部由若干个支撑丝交错设置成网状组成，且所述支撑部为具有中空区域的圆柱体；

所述支撑部顶部和底部均环设有若干个支撑板，所述支撑部顶部或底部的相邻两个支撑板之间均具有间隙，支撑部顶部的每个支撑板均通过支撑丝与支撑部底部的至少两个支撑板连接，支撑部底部的每个支撑板均通过支撑丝与支撑部顶部的至少两个支撑板连接。

本发明的目的在于提供一种燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构。本发明的燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构结构简单，使用方便，通过多个支撑板和支撑丝的配合设置，将作用在弹簧装置上的局部不均匀力分散分解，避免了弹簧受局部不均匀力造成的失效，同时通过支撑丝之间的自摩擦产生阻尼，相较于传统弹簧变形阻尼更能延长弹簧的使用寿命。

优选的，每个所述支撑丝之间均具有间隙。

优选的，所述支撑部顶部或底部的支撑板数量均为8～16个。

优选的，所述支撑部顶部或底部的相邻两个支撑板之间的间隙δ1为0.5～5mm。

优选的，相互交错的两个支撑丝之间的夹角θ1为30～120°。

根据本发明的另一方面，提供了一种弹性支撑结构，

包括内筒、外筒和弹簧装置，所述内筒呈圆台状，所述外筒呈圆柱状；

所述内筒设于外筒内，且内筒和外筒之间通过支撑管连接，所述内筒的内壁上环设有倾斜的肋条，且所述肋条从内筒的内壁顶部向右下方倾斜；

所述肋条下方环设有内环球齿，所述内环球齿朝向外侧，所述内筒的内壁上与内环球齿交错设置有外环球齿，所述外环球齿朝向内侧，每个所述内环球齿均与相邻一侧的外环球齿相切，与相邻另一侧的外环球齿之间具有间隙，所述内环球齿下方连接有环状限位板，所述弹簧装置设于环状限位板上。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明的燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构结构简单，使用方便，通过多个支撑板和支撑丝的配合设置，将作用在弹簧装置上的局部不均匀力分散分解，避免了弹簧受局部不均匀力造成的失效，同时通过支撑丝之间的自摩擦产生阻尼，相较于传统弹簧变形阻尼更能延长弹簧的使用寿命，具体有益效果如下：

1、通过两端分段断面与交错连接的支撑丝的类编织结构，将作用在弹簧装置的局部不均匀力分散分解，避免了弹簧受局部不均匀力造成的失效；

2、通过支撑丝之间的自摩擦产生阻尼，相较于传统弹簧变形阻尼更能延长弹簧的使用寿命；

3、通过增材制造工艺，本发明可一体打印成形，使得结构简单。

附图说明

图1为本发明所述弹簧装置的结构示意图；

图2为本发明所述弹簧装置的俯视结构示意图；

图3为本发明所述弹簧装置的侧视结构示意图；

图4为本发明所述具有弹簧装置的弹性支撑结构的剖面结构示意图；

图5为本发明应用在发动机中的结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

实施例1：

如图1至5所示，本发明提供了一种燃气涡轮用弹簧装置，包括支撑部；

所述支撑部101由若干个支撑丝1011交错设置成网状组成，且所述支撑部101为具有中空区域的圆柱体；

所述支撑部101顶部和底部均环设有若干个支撑板102，所述支撑部101顶部或底部的相邻两个支撑板102之间均具有间隙，支撑部101顶部的每个支撑板102均通过支撑丝1011与支撑部101底部的至少两个支撑板102连接，支撑部101底部的每个支撑板102均通过支撑丝1011与支撑部101顶部的至少两个支撑板102连接。作用在一块支撑部101顶部的支撑板102上的力，可通过支撑丝1011传递到支撑部101底部的多块支撑板102上，将力均匀分解，减少对发动机的损伤。

支撑部101中间有一定弧度的内凹，根据变形量计算内凹弧度，弹簧装置100最外侧与支撑部101内凹的最低处之间的距离h1为1.5～5mm。

实施例2：

如图1至5所示，本发明提供了一种燃气涡轮用弹簧装置，包括支撑部；

所述支撑部101由若干个支撑丝1011交错设置成网状组成，且所述支撑部101为具有中空区域的圆柱体；

所述支撑部101顶部和底部均环设有若干个支撑板102，所述支撑部101顶部或底部的相邻两个支撑板102之间均具有间隙，支撑部101顶部的每个支撑板102均通过支撑丝1011与支撑部101底部的至少两个支撑板102连接，支撑部101底部的每个支撑板102均通过支撑丝1011与支撑部101顶部的至少两个支撑板102连接。作用在一块支撑部101顶部的支撑板102上的力，可通过支撑丝1011传递到支撑部101底部的多块支撑板102上，将力均匀分解，减少对发动机的损伤。

支撑部101中间有一定弧度的内凹，根据变形量计算内凹弧度，弹簧装置100最外侧与支撑部101内凹的最低处之间的距离h1为1.5～5mm。

进一步地，在另一个实施例中，每个所述支撑丝1011之间均具有间隙。

通过支撑丝1011之间具有间隙，可发生自摩擦产生阻尼，相较于传统弹簧变形阻尼更能延长弹簧的使用寿命；

进一步地，在另一个实施例中，所述支撑部101顶部或底部的支撑板102数量均为8～16个。

进一步地，在另一个实施例中，所述支撑部101顶部或底部的相邻两个支撑板102之间的间隙δ1为0.5～5mm。

进一步地，在另一个实施例中，相互交错的两个支撑丝1011之间的夹角θ1为30～120°。

根据本发明的另一方面，提供了一种弹性支撑结构，

包括内筒1、外筒2和弹簧装置，所述内筒1呈圆台状，所述外筒2呈圆柱状；

所述内筒1设于外筒2内，且内筒1和外筒2之间通过支撑管3连接，所述内筒1的内壁上环设有倾斜的肋条11，且所述肋条11从内筒1的内壁顶部向右下方倾斜；

所述肋条11下方环设有内环球齿12，所述内环球齿12朝向外侧，所述内筒1的内壁上与内环球齿12交错设置有外环球齿13，所述外环球齿13朝向内侧，每个所述内环球齿12均与相邻一侧的外环球齿13相切，与相邻另一侧的外环球齿13之间具有间隙，所述内环球齿12下方连接有环状限位板14，所述弹簧装置100设于环状限位板14上。环状限位板14用于安装弹簧装置100，对其进行限位。

本发明一个实施例的工作原理如下：

一种燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构，发动机在工作时，转子20和转轴30高速旋转，转子20自身重量轻，作用于轴承10上的径向载荷小。轴承10在高转速下工作，滚子在高转速很大的离心力的作用下，有与内环滚道分离的趋向，滚子与内外环的滚道之间出现轻载或零载，无法产生拖动力，滚子在内环滚道上发生干摩擦，引起滑蹭损伤，轴承10一旦出现滑蹭损伤，表面粗糙度被破坏，加速了磨损过程，滚子直径变小，使轴承失效。为了避免轴承失效，通常采用轴向弹簧对轴承轴向施加预载，在轴向弹簧的作用下，每个滚珠均始终与内外环滚道接触并有负荷作用，不会出现打滑现象。但因转子的不平衡振动，通过轴承10作用到弹簧装置，弹簧装置会受到不均匀作用力。弹簧装置与轴承10外圈相抵的端面，机匣50相抵的端面均采用分段结构，支撑丝1011交错连接在两端的分段断面上，作用在弹簧装置上的不均匀力呈分布式的作用在支撑丝1011上，将不均匀力分散分解，避免了传统弹簧因转子不平衡振动引起的局部不均匀作用力，导致弹簧失效。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的燃气涡轮用弹簧装置及弹性支撑结构，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。