南京航空航天大学：《航空发动机构造》第六章 航空发动机的支承

南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人:能源与动力学院宋迎东 6航空发动机的支承 发动机总体结构通常可分为转子、静子与附件及其传动三大部份。发动 机(转子)的支承就是指转子向静子传递负荷的必经的关键部位,也是发动机 的最薄弱环节之一。显然,它的布局(方案)对发动机总体结构至关重要。 6.1转子支承方案 转子支承方案是指压气机与涡轮转子联在一起的支承方案。 符号: 六 大 压气机涡轮 6.1.1单转子支承方案 (1)两支点:1-1-0吉伦 0-2—0wP8起动机 (2)四支点 压气机、涡轮分别按两点支承。支承安排呈“静定”的。 *联轴器作用(与止推轴承位置安排有关) (3)三支点: 0WP6、WP8 1 HK-4 (4)支承安排特点(小结 l)支承安排通常呈“静定”的,联轴器广泛采用`柔性'的一不致因制造装 配误差而带来附加载荷。 2)保证转子刚性条件下,力求减少支承数目与轴承机匣一以使结构简化, 重量轻。 3)止推轴承设在主承力机匣(通常在中间位置) 6.1.2双(多)转子支承方案 双转子支承方案所用轴承数较多,为此需对轴承按序编号。 (1)七支点 J57 高压转子1-2-0 低压转子 SEPY 高压转子 低压转子 (2)五支点 WP7 高压转子0-2-0 低压转子1-2-0 (3)四支点 JT9D 高压转子0-1-1

南京航空航天大学《航空发动机构造》教案 编写人：能源与动力学院 宋迎东 ６ 航空发动机的支承 发动机总体结构通常可分为转子、静子与附件及其传动三大部份。 发动 机( 转子)的支承就是指转子向静子传递负荷的必经的关键部位， 也是发动机 的最薄弱环节之一。显然,它的布局(方案)对发动机总体结构至关重要。 ６.１ 转子支承方案 转子支承方案是指压气机与涡轮转子联在一起的支承方案。 符号： ＊ ── ＊ ── ＊ 压气机 涡轮 ６.１.１ 单转子支承方案 (1) 两支点： 1─1─0 吉伦 0─2─0 WP8 起动机 1─0─1 (2) 四支点： * 压气机、涡轮分别按两点支承。支承安排呈“静定”的。 * 联轴器作用 (与止推轴承位置安排有关) (3) 三支点： 1─2─0 WP6、WP8 1─1─1 HK-4 (4) 支承安排特点(小结)： 1) 支承安排通常呈“静定”的，联轴器广泛采用`柔性' 的─不致因制造装 配误差而带来附加载荷。 2) 保证转子刚性条件下，力求减少支承数目与轴承机匣─以使结构简化， 重量轻。 3) 止推轴承设在主承力机匣(通常在中间位置)。 ６.１.２ 双(多)转子支承方案 双转子支承方案所用轴承数较多，为此需对轴承按序编号。 (1) 七支点 J57 高压转子 1─2─0 低压转子 1─2─1 SEPY 高压转子 1─2─0 低压转子 1─2─1 (2) 五支点 WP7 高压转子 0─2─0 低压转子 1─2─0 (3) 四支点 JT9D 高压转子 0─1─1

南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人:能源与动力学院宋迎东 低压转子1-1-0 (4)三转子支承方案 RB211—八支点方案 高压转子1-0- 中压转子1-2 低压转子 6.2联轴器 着重介绍柔性联轴器。 6.2.1功用 (1)传力(轴力、径力)球头、端面和螺旋套齿 (2)传扭——套齿(绝大多数联轴器均采用)。 (3)不共轴自位(起铰支作用)球头 6.2.2套齿不共轴时的受力特点 1)啮合齿载荷呈周期变化,且沿齿向不均匀分布一弯曲+挤压一>实际 承载能力仅为名义能力的1020% (2)正常工作时,名义的齿侧间隙( DELTA)应大于齿宽(B)与倾角(Fai)的乘 积。即在另一侧齿面不产生附加的挤压应力;但过大侧隙又容易引起冲击 (3)为保证传扭强度,需增加套齿半径R。 (4)外套齿摆动中心应尽可能靠近内套齿中心 6.2.3设计要求 1在高转速下可靠工作。 2装配的不可见性与可达性 3平衡性结构(结构的对称性与装配的重复性) 6.2.4典型结构 单转子WP8装配与工作—全面而复杂。 WP6方便简单(含不可见),但偏心、不平衡性 WJ6方便、装配(含不可见),但间隙A与齿侧配合。 双转子WP7高压刚性(双锥面);低压球头、调整垫、不可见。 6.3支承结构 6.3.1航空用滚动轴承 (1)工作特点 1)高温、高速、载荷大。 2)易于低温无油起动。 3)有时允许短时间没有滑油供入

南京航空航天大学《航空发动机构造》教案 编写人：能源与动力学院 宋迎东 低压转子 1─1─0 (4) 三转子支承方案 RB 211──八支点方案 高压转子 1─0─1 中压转子 1─2─0 低压转子 0─2─1 ６.２ 联轴器 着重介绍`柔性'联轴器。 ６.２.１ 功用 (1) 传力(轴力、径力)─ 球头、端面和螺旋套齿。 (2) 传扭── 套齿( 绝大多数联轴器均采用)。 (3) 不共轴自位(起铰支作用)─ 球头。 ６.２.２ 套齿不共轴时的受力特点 (1) 啮合齿载荷呈周期变化，且沿齿向不均匀分布─ 弯曲＋挤压─> 实际 承载能力仅为名义能力的 10￣20 % 。 (2) 正常工作时，名义的齿侧间隙(DELTA)应大于齿宽(B)与倾角(Fai)的乘 积。即在另一侧齿面不产生附加的挤压应力；但过大侧隙又容易引起冲击。 (3)为保证传扭强度，需增加套齿半径 R 。 (4) 外套齿摆动中心应尽可能靠近内套齿中心. ６.２.３ 设计要求 1.在高转速下可靠工作。 2.装配的不可见性与可达性。 3.平衡性结构(结构的对称性与装配的重复性)。 ６.２.４ 典型结构 单转子 WP8 装配与工作── 全面而复杂。 WP6 方便简单(含不可见)，但偏心、不平衡性。 WJ6 方便、装配(含不可见)，但间隙 A 与齿侧配合。 双转子 WP7 高压`刚性'(双锥面)；低压球头、调整垫、不可见。 ６.３ 支承结构 ６.３.１ 航空用滚动轴承 (1) 工作特点 1)高温、高速、载荷大。 2)易于低温无油起动。 3)有时允许短时间没有滑油供入

南京航空航天大学《航空发动机构造》教案编写人:能源与动力学院宋迎东 (2)结构特点 精度、材料均有特殊要求一由工作条件提出 滚动体小而多一承载大、振动小、离心力小一广泛采用轻系列、特轻 系列。 滚动体与内外环的滚道接触 (3)保持架 作用:减少滚动体碰撞与摩擦;导热 保持架作悬浮运动,易振动,需有髙速定心措施: (4)特殊结构 1)润滑冷却(后者为主)的专用形式: 球轴承内环中心孔 滚棒轴承可用翼形保持架与中心供油。 2)椭园轴承、轴向预压轴承(后者常用于小型球轴承)一用于克服`蹭伤现 象(蹭伤是高速轴承主要故障特徵之一) 3)挤压油膜轴承一减振用 6.3.2典型支承特点 WP8 WP7 SEPY 6.4封油装置 6.4.1功用 1防止滑油外泄;2.防止高温气体内渗 6.4.2非接触式 形式: 螺旋式 篾齿式 6.4.3接触式 形式:涨圈式、浮动圈式(后者更适于较大的相对径向位移量)。 原理:(仅介绍涨圈式) 在一定压差下,涨圈外径涨紧并游动、单侧贴合并滑动。压差过大时,可 用多道涨圈

南京航空航天大学《航空发动机构造》教案 编写人：能源与动力学院 宋迎东 (2) 结构特点 精度、材料均有特殊要求─由工作条件提出。 滚动体小而多─承载大、振动小、离心力小─广泛采用轻系列、特轻 系列。 滚动体与内外环的滚道接触： (3)保持架： 作用：减少滚动体碰撞与摩擦；导热。 保持架作悬浮运动，易振动，需有高速定心措施： (4)特殊结构： 1)润滑冷却(后者为主)的专用形式： 球轴承 内环中心 孔 滚棒轴承可用翼形保持架与中心供油。 2)椭园轴承、轴向预压轴承(后者常用于小型球轴承)─用于克服 `蹭伤'现 象(`蹭伤'是高速轴承主要故障特徵之一)。 3)挤压油膜轴承─减振用。 ６.３.２ 典型支承特点 WP8 WP7 SEPY ６.４ 封油装置 ６.４.１ 功用 1.防止滑油外泄； 2.防止高温气体内渗。 ６.４.２ 非接触式 形式： 螺旋式 篾齿式 ６.４.３ 接触式 形式： 涨圈式、浮动圈式(后者更适于较大的相对径向位移量)。 原理：(仅介绍涨圈式) 在一定压差下，涨圈外径涨紧并游动、单侧贴合并滑动。压差过大时，可 用多道涨圈