本主題大體上涉及燃氣渦輪發(fā)動機中的軸承，或更具體地涉及用于軸承的外座圈的固位(retention)的設(shè)備及方法。

背景技術(shù)：

燃氣渦輪發(fā)動機大體上包括布置成與彼此流動連通的風扇和核心，其中核心沿穿過燃氣輪機的流動方向設(shè)置在風扇下游。燃氣渦輪發(fā)動機的核心大體上包括成串流順序的壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段、渦輪區(qū)段和排氣區(qū)段，并且，受限于外殼內(nèi)。就多軸燃氣渦輪發(fā)動機而言，壓縮機區(qū)段可包括設(shè)置在低壓壓縮機(lp壓縮機)下游的高壓壓縮機(hp壓縮機)，且渦輪區(qū)段可類似地包括設(shè)置在高壓渦輪(hp渦輪)下游的低壓渦輪(lp渦輪)。就此構(gòu)造而言，hp壓縮機經(jīng)由也稱為高壓轉(zhuǎn)軸(hp轉(zhuǎn)軸)的高壓軸(hp軸)與hp渦輪聯(lián)接。類似地，lp壓縮機經(jīng)由也稱為低壓轉(zhuǎn)軸(lp轉(zhuǎn)軸)的低壓軸(lp軸)與lp渦輪聯(lián)接。

在操作中，風扇上的空氣的至少一部分提供至核心的入口?？諝獾拇瞬糠钟蒷p壓縮機然后由hp壓縮機逐漸地壓縮，直到壓縮的空氣到達燃燒區(qū)段。燃料在燃燒區(qū)段內(nèi)與壓縮的空氣混合且焚燒，以提供燃燒氣體。燃燒氣體從燃燒區(qū)段發(fā)送穿過hp渦輪且然后穿過lp渦輪。穿過渦輪區(qū)段的燃燒氣流驅(qū)動hp渦輪和lp渦輪，其各自繼而又經(jīng)由hp軸(亦稱hp轉(zhuǎn)軸)和lp軸(亦稱lp轉(zhuǎn)軸)驅(qū)動hp壓縮機和lp壓縮機中的相應一個。燃燒氣體然后被發(fā)送穿過排氣區(qū)段，例如，至大氣。

在正常發(fā)動機操作期間，滾珠軸承組件可提供成與接口殼體(interfaceshell)一起用作使hp軸(亦稱hp轉(zhuǎn)軸)的軸向位置維持，其中，接口殼體非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至發(fā)動機的外殼，且滾柱軸承組件可提供成提供風扇/轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的徑向阻尼。由與徑向擠壓膜油阻尼器組合的軸向彈簧夾(springfinger)殼體構(gòu)成的傳統(tǒng)設(shè)計途徑可提供成在相對小的失衡負載情形期間保護軸承免受破壞。在這些正常操作狀態(tài)期間，擠壓膜阻尼軸承需要沿圍繞軸承的所有方向(徑向、切向和軸向)的空隙來用于動態(tài)操作。然而，此軸向彈簧夾殼體包含相對長的軸向彈簧夾，以用于滾珠軸承殼體的固位，且長的彈簧夾占據(jù)發(fā)動機殼體中的空間，增加了發(fā)動機的重量，具有有限的扭力負載能力，且制造復雜。

此外，在由于無約束的風扇葉片、無約束的壓縮機葉片或無約束的渦輪葉片引起的故障模式中，與很高的扭轉(zhuǎn)卷繞組合的很高的徑向負載向軸承和向用于滾珠軸承的彈簧夾殼體提供了顯著的設(shè)計挑戰(zhàn)。徑向負載閉合阻尼器間隙和徑向緩沖器間隙，且產(chǎn)生以扭轉(zhuǎn)加載彈簧夾的諧波驅(qū)動效果。軸承和其固位殼體結(jié)構(gòu)上的該扭轉(zhuǎn)負載導致相對的正弦負載分布，其充分扭轉(zhuǎn)彈簧夾，使得彈簧夾形成裂紋，這是很不期望的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的各方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地闡明，或可從描述中清楚，或可通過實施本發(fā)明理解到。

在本公開內(nèi)容的一個示例性實施例中，一種用于用作維持hp軸的軸向位置的滾珠軸承的外座圈的固位的殼體結(jié)構(gòu)具有平而短的彈簧夾。固位殼體包括彈簧夾殼體，其連接到滾珠軸承殼體上，滾珠軸承殼體設(shè)置在彈簧夾殼體的徑向內(nèi)側(cè)。彈簧夾殼體的前端經(jīng)由連接腹板而連接至滾珠軸承殼體的前端，且彈簧夾殼體包括多個彈簧夾。

滾珠軸承殼體的后端包括多個封閉孔，這些封閉孔徑向地延伸到滾珠軸承殼體中，具有面向彈簧夾殼體的開口端。多個徑向地延伸的定位銷中的每一個收納于封閉孔中的相應的一個中，以將滾珠軸承殼體的后端連接至接口殼體，并且，限定相應的多個通孔，其中，接口殼體非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至發(fā)動機的外殼。通孔中的相應的一個限定為徑向地穿過接口殼體，并且，與滾珠軸承殼體的封閉孔中的相應的一個對準，以限定對準的一對孔，這對孔收納定位銷中的相應的一個，且由此限制彈簧夾的周向偏轉(zhuǎn)且自動防止彈簧夾結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。各定位銷的一端非可旋轉(zhuǎn)地固定于通孔中的相應的一個內(nèi)，且從相應的通孔徑向地伸出，且限定延伸至相應的封閉孔中的自由端，且與封閉孔的封閉端間隔開，并且，從而限制固位殼體的徑向偏轉(zhuǎn)。

在與滾珠軸承殼體的后端的外直徑面相對的接口殼體的內(nèi)直徑面之間，限定用作沿徑向方向維持彈簧夾殼體的徑向間隙。

定位銷和前面提到的徑向間隙的數(shù)量、放置和尺寸根據(jù)預期負載，考慮固位殼體結(jié)構(gòu)的尺寸和材料成分來控制。

固位殼體的所得設(shè)計整體結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使得它們變得能夠經(jīng)得起扭轉(zhuǎn)卷繞和高徑向負載，徑向負載在伴隨葉片(不論風扇葉片、壓縮機葉片或是渦輪葉片)故障的負載的突然增大出現(xiàn)。

此外，由于獨特的錐形和短彈簧夾設(shè)計，固位殼體所需的軸向和徑向空間的量連同固位殼體結(jié)構(gòu)的重量的伴隨減少而減小，同時向固位殼體結(jié)構(gòu)給予了很高的扭轉(zhuǎn)負載能力。

在本公開內(nèi)容的另一個示例性實施例中，一種燃氣渦輪發(fā)動機包括具有至少一個壓縮機的壓縮機區(qū)段，以及位于壓縮機區(qū)段下游且包括至少一個渦輪的渦輪區(qū)段。壓縮機區(qū)段可包括低壓壓縮機和在低壓壓縮機下游的高壓壓縮機。渦輪區(qū)段包括高壓(hp)渦輪和hp渦輪下游的低壓(lp)渦輪。如上文概括描述和在下文中更詳細描述那樣，燃氣渦輪發(fā)動機還包括將高壓壓縮機經(jīng)由滾珠軸承機械地聯(lián)接到高壓渦輪上且包括用于滾珠軸承的外座圈的固位殼體的高壓軸。此外，如上文概括描述和下文結(jié)合各種備選實施例更詳細描述那樣的固位殼體的實施例也可應用于需要解決與滾珠軸承構(gòu)件類似的挑戰(zhàn)的具有低壓軸的系統(tǒng)。

實施方案1.一種用于燃氣渦輪發(fā)動機的高壓轉(zhuǎn)軸的滾珠軸承的外座圈的固位殼體，所述固位殼體包括：

滾珠軸承殼體，其限定與沿軸向方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸線等距地設(shè)置的圓柱內(nèi)表面，徑向方向沿正交于所述軸向方向的方向限定，所述滾珠軸承殼體限定沿軸向與后端間隔開設(shè)置的前端；

彈簧夾殼體，其沿徑向與所述滾珠軸承殼體分開，且沿徑向從所述滾珠軸承殼體向外而設(shè)置，且圍繞所述滾珠軸承殼體同中心地設(shè)置，所述彈簧夾殼體限定沿軸向與后端間隔開設(shè)置的前端，所述彈簧夾殼體的所述前端連接至所述滾珠軸承殼體的所述前端；

所述彈簧夾殼體限定多個沿軸向延伸的夾指，各個夾指均限定前端和設(shè)置成沿軸向與各個相應的夾指的所述前端間隔開且相對的后端，各個夾指與各個最近的相鄰的夾指沿周向間隔開，多個所述夾指的前端與所述彈簧夾殼體一起形成整體結(jié)構(gòu)，且多個所述夾指的后端與所述彈簧夾殼體一起形成整體結(jié)構(gòu)；以及

所述滾珠軸承殼體的所述后端限定多個封閉孔，各個孔沿所述徑向方向延伸且限定開口端。

實施方案2.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，各個孔限定沿所述徑向方向與所述開口端間隔開的封閉端。

實施方案3.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，各個孔限定沿所述徑向方向與各個相應的孔的所述開口端間隔開，且設(shè)置成與各個孔的所述開口端的設(shè)置相比更遠離所述彈簧夾殼體的封閉端。

實施方案4.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，各個孔的所述開口端限定面向所述彈簧夾殼體的入口。

實施方案5.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，各個孔限定沿所述徑向方向與所述開口端間隔開的封閉端，且其中，各個孔的所述開口端限定設(shè)置成與各個孔的所述封閉端的設(shè)置相比更接近于所述彈簧夾殼體的入口。

實施方案6.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，各個夾指包括設(shè)置于各個夾指的所述前端與所述后端之間的中間部分，并且，各個夾指的所述中間部分相對于各個夾指的所述前端和所述后端而漸縮。

實施方案7.根據(jù)實施方案6所述的固位殼體，其特征在于，各個夾指的所述中間部分比各個夾指的所述前端和所述后端更薄。

實施方案8.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，所述彈簧夾殼體和所述滾珠軸承殼體形成為整體結(jié)構(gòu)。

實施方案9.根據(jù)實施方案1所述的固位殼體，其特征在于，還包括從所述彈簧夾殼體的所述后端沿徑向向外延伸的環(huán)形安裝凸緣。

實施方案10.根據(jù)實施方案12所述的固位殼體，其特征在于，所述彈簧夾殼體和所述環(huán)形安裝凸緣形成為整體結(jié)構(gòu)。

實施方案11.一種燃氣渦輪發(fā)動機，包括：

風扇，其包括多個葉片，所述葉片從轂沿徑向延伸，且圍繞穿過所述轂中心地限定的第一旋轉(zhuǎn)軸線是可旋轉(zhuǎn)的；

設(shè)置在所述風扇下游的壓縮機；

設(shè)置在所述壓縮機下游的渦輪；

機械地聯(lián)接所述壓縮機來與所述渦輪一齊旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)的輸入軸；

包圍所述風扇、所述壓縮機和所述渦輪的發(fā)動機封殼；以及

外殼，其設(shè)置于所述發(fā)動機封殼內(nèi)，且環(huán)繞所述壓縮機和所述渦輪；

具有相對于外座圈可旋轉(zhuǎn)的內(nèi)座圈的滾珠軸承，其中所述內(nèi)座圈非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至所述輸入軸；

接口殼體，其非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至所述外殼；以及

將所述外殼非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至所述滾珠軸承的所述外座圈的固位殼體；以及

其中，所述固位殼體進一步包括：

滾珠軸承殼體，其限定與沿軸向方向延伸的旋轉(zhuǎn)軸線等距地設(shè)置的圓柱內(nèi)表面，徑向方向沿正交于所述軸向方向的方向限定，所述滾珠軸承殼體限定沿軸向與后端間隔開設(shè)置的前端；

彈簧夾殼體，其沿徑向與所述滾珠軸承殼體分開，且沿徑向從所述滾珠軸承殼體向外而設(shè)置，且圍繞所述滾珠軸承殼體同中心地設(shè)置，所述彈簧夾殼體限定沿軸向與后端間隔開設(shè)置的前端，所述彈簧夾殼體的所述前端連接至所述滾珠軸承殼體的所述前端，

所述彈簧夾殼體限定多個沿軸向延伸的夾指，各個夾指均限定前端和設(shè)置成沿軸向與各個相應的夾指的所述前端間隔開且相對的后端，各個夾指與各個最近的相鄰的夾指沿周向間隔開，多個所述夾指的前端與所述彈簧夾殼體一起形成整體結(jié)構(gòu)，且多個所述夾指的后端與所述彈簧夾殼體一起形成整體結(jié)構(gòu)，以及

所述滾珠軸承殼體的所述后端限定多個封閉孔，各個孔沿所述徑向方向延伸且限定開口端。

實施方案12.根據(jù)實施方案11所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，各個封閉孔限定沿所述徑向方向與所述開口端間隔開的封閉端。

實施方案13.根據(jù)實施方案11所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，還包括多個定位銷，所述多個定位銷中的相應的一個設(shè)置于所述多個封閉孔中的相應的一個中。

實施方案14.根據(jù)實施方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述接口殼體限定多個通孔，所述多個通孔中的各個相應的一個與所述多個封閉孔中的相應的一個對準，以形成多個對準的通孔和封閉孔，且其中，所述多個定位銷中的相應的一個設(shè)置于所述多個對準的通孔和封閉孔的相應的一對中。

實施方案15.根據(jù)實施方案14所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，相應的定位銷具有固定于相應的通孔內(nèi)的一端和從所述相應的通孔伸出至相應的對準的封閉孔中的相對端。

實施方案16.根據(jù)實施方案15所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，各個相應的封閉孔限定封閉端，其沿所述徑向方向與各個相應的封閉孔的所述開口端間隔開，且設(shè)置成與各個相應的封閉孔的所述開口端的設(shè)置相比更遠離所述彈簧夾殼體。

實施方案17.根據(jù)實施方案15所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，從所述通孔伸出的各個相應的定位銷的端部限定沿所述徑向方向從所述相應的封閉孔的所述封閉端間隔開的自由端，并且，限定所述相應的定位銷的所述相應的自由端與所述相應的封閉孔的所述相應的封閉端之間的徑向間隙。

實施方案18.根據(jù)實施方案17所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，各個相應的封閉孔由壁部限定，固定于所述多個通孔中的相應的一個的所述多個定位銷中的各個具有從所述通孔伸出至所述相應的封閉孔中的端部，并且，限定既設(shè)置于所述封閉孔內(nèi)且與限定所述相應的封閉孔的所述壁部間隔開的外部外周表面，以便限定在所述定位銷的所述外部外周表面與所述封閉孔的所述壁部之間的周向間隙，且其中，所述徑向間隙大于所述周向間隙。

實施方案19.根據(jù)實施方案13所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，所述接口殼體限定多個通孔，所述多個通孔中的各個相應的一個與所述多個封閉孔中的相應的一個對準，以形成多個對準的通孔和封閉孔，且其中，所述多個定位銷中的各個限定固定于所述多個通孔中的相應的一個的外部外周表面。

實施方案20.根據(jù)實施方案19所述的燃氣渦輪發(fā)動機，其特征在于，各個相應的封閉孔由壁部限定，固定于所述多個通孔中的相應的一個的所述多個定位銷中的各個具有從所述通孔伸出至所述相應的封閉孔中的端部，并且，限定既設(shè)置于所述封閉孔內(nèi)且與限定所述相應的封閉孔的所述壁部間隔開的外部外周表面，以便限定在所述定位銷的所述外部外周表面與所述封閉孔的所述壁部之間的周向間隙。

本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點將參照以下描述和所附權(quán)利要求變得更好理解。并入且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，且連同描述用于闡釋本發(fā)明的原理。

附圖說明

包括針對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的其最佳模式的本發(fā)明的完整且開放的公開內(nèi)容在參照附圖的說明書中陳述，在附圖中：

圖1為根據(jù)本公開內(nèi)容的各種實施例的示例性燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖。

圖2為圖1中標為圖2的框的虛線輪廓線內(nèi)的構(gòu)件的分解示意性截面視圖。

圖3為圖2中示意性所描繪且從固位殼體的前端截取的固位殼體構(gòu)件的示例性實施例的透視圖。

圖4為從圖3中所示的固位殼體的實施例的后端截取的透視圖，且出于促進闡釋本發(fā)明的各方面的目的，將接口殼體的后端的一部分切除，以顯示感興趣的構(gòu)件。

圖5為將圖2-4中所描繪的固位殼體構(gòu)件的示例性實施例的圖4中的由5--5指出的箭頭所識別的區(qū)域部分地透視且部分地取橫截面的視圖。

圖6為圖5中所描繪的固位殼體構(gòu)件的示例性實施例的在圖5中指出圖6的氣球形圓圈的虛線輪廓線內(nèi)的區(qū)段的放大示意橫截面視圖。

零件列表

10渦扇噴氣發(fā)動機

12縱向或軸向中心線

14風扇區(qū)段

16核心渦輪發(fā)動機

18外殼

20入口

22低壓壓縮機

24高壓壓縮機

26燃燒區(qū)段

28高壓渦輪

30低壓渦輪

32噴氣排氣區(qū)段

34高壓軸/轉(zhuǎn)軸

36低壓軸/轉(zhuǎn)軸

38風扇

40葉片

42盤

44促動部件

45風扇軸

46動力變速箱

48機艙

50風扇殼或機艙

52出口導向?qū)~

54下游區(qū)段

56旁通空氣流通道

58空氣

60入口

62空氣的第一部分

64空氣的第二部分

66燃燒氣體

67hp壓縮機的定子導葉

68hp渦輪的定子導葉

69靜止結(jié)構(gòu)框架

70渦輪轉(zhuǎn)子葉片

71從框架69沿徑向向內(nèi)懸垂的凸緣

72lp渦輪的定子導葉

74渦輪轉(zhuǎn)子葉片

76風扇噴嘴排氣區(qū)段

78熱氣體通路

80滾柱軸承

81滾柱軸承80的內(nèi)環(huán)

82滾柱軸承80的保持器

83滾柱軸承80的滾柱

84滾柱軸承80的外環(huán)

86接口殼體

87接口殼體86的上覆的內(nèi)表面

88穿過凸緣71的螺栓

89固位殼體98的中心軸線

90滾珠軸承

91滾珠軸承90的內(nèi)環(huán)

92滾珠軸承90的保持器

93滾珠軸承90的滾珠

94滾珠軸承90的外環(huán)

95滾珠軸承90的外環(huán)94的外表面

98滾珠軸承90的固位殼體

100滾珠軸承殼體

101滾珠軸承殼體100的前端

102滾珠軸承殼體100的后端

1021后端102的沿徑向向外面向的表面

103滾珠軸承殼體100的開口

104附接螺栓

105固位螺母

106滾珠軸承殼體100的固位凸緣

107滾珠軸承殼體100的圓柱內(nèi)表面

108連接腹板

1080連接腹板108的徑向區(qū)段

1081連接腹板108的第一肘狀區(qū)段

1082連接腹板108的第二肘狀區(qū)段

109粗箭頭

110彈簧夾殼體

111彈簧夾殼體110的前端

112彈簧夾殼體110的后端

113彈簧夾殼體110的環(huán)形安裝凸緣

114穿過環(huán)形安裝凸緣113的安裝孔

120彈簧夾殼體110的夾指

121夾指120的前端

122夾指120的后端

123夾指120的中間部分

130滾珠軸承殼體100的端部102中的后部的封閉孔

131孔130的開口端

132各個孔130的封閉端

133限定封閉孔130的圓柱壁部表面

136定位銷

137定位銷136的自由端

138定位銷136的外周外表面

140限定為沿徑向穿過接口殼體86的通孔。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細參照本發(fā)明的實施例，其一個或多個實例在附圖中示出。各個實例通過闡釋本發(fā)明的方式提供，而不限制本發(fā)明。實際上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚的是，可在本發(fā)明中制作出改型和變型，而不會脫離其范圍或精神。例如，示為或描述為一個實施例的一部分的特征可用于另一個實施例上以產(chǎn)生又一個實施例。因此，期望本發(fā)明覆蓋歸入任何權(quán)利要求和其等同物的范圍內(nèi)的此類改型和變型。該詳細描述使用了數(shù)字和字母標號來表示附圖中的特征。附圖和描述中相似或類似的標記用于表示本發(fā)明的相似或類似的部分，且相同的標號表示附圖各處相同的元件。如本文中所使用的，用語"第一"、"第二"和"第三"可互換使用，以將一個構(gòu)件與另一個區(qū)分開，且不旨在表示獨立構(gòu)件的位置或相對重要性。

將理解的是，本文提到的范圍和極限包括位于規(guī)定極限內(nèi)的所有子范圍，包括極限自身，除非另外規(guī)定。例如，從100到200的范圍還包括所有可能的子范圍，其中的實例為從100到150、170到190、153到162、145.3到149.6以及187到200。此外，達到7的極限還包括達到5、達到3和達到4.5的極限，以及極限內(nèi)的所有子范圍，諸如，從大約0到5，其包括0，且包括5，以及從5.2到7，其包括5.2且包括7。

用語"上游"和"下游"是指相對于流體通路中的流體流的相對方向。例如，"上游"是指流體流自的方向，且"下游"指示流體流至的方向。如本文中所使用的，流體可為諸如空氣的氣體，或諸如潤滑劑或液體燃料的液體。關(guān)于流體流過的裝置，假設(shè)裝置靜止或移向流體，則流體從裝置前端流向裝置后端，除非另外規(guī)定或從上下文顯而易見。

現(xiàn)在參看附圖，圖1為燃氣渦輪發(fā)動機的示意性截面視圖，其提供了人們期望找到本公開內(nèi)容的示例性實施例的典型環(huán)境。更具體而言，對于圖1的實施例，燃氣渦輪發(fā)動機為本文稱為"渦扇發(fā)動機10"的高旁通渦扇噴氣發(fā)動機10。此發(fā)動機通常體現(xiàn)為圓柱形對稱。如圖1中所示，渦扇發(fā)動機10限定軸向方向a(平行于為了參照提供的縱向中心線12延伸)和正交于軸向方向a的徑向方向r。如圖3中示意性所示，例如，周向方向c圍繞軸向方向a回轉(zhuǎn)360°。如在圖1中大體上描繪那樣，渦扇10包括風扇區(qū)段14和設(shè)置在風扇區(qū)段14下游的核心渦輪發(fā)動機16。

繪出的示例性核心渦輪發(fā)動機16大體上包括基本管狀的外殼18，其限定環(huán)形入口20。如圖1中示意性所示，外殼18以串流關(guān)系包圍包括增壓器或低壓(lp)壓縮機22下游后接高壓(hp)壓縮機24的壓縮機區(qū)段；燃燒區(qū)段26；包括高壓(hp)渦輪28下游后接低壓(lp)渦輪30的渦輪區(qū)段；以及噴氣排氣噴嘴區(qū)段32。高壓(hp)軸或轉(zhuǎn)軸34將hp渦輪28傳動地連接到hp壓縮機24上來使它們相對于縱向中心線12同心地一齊旋轉(zhuǎn)。低壓(lp)軸或轉(zhuǎn)軸36將lp渦輪30傳動地連接到lp壓縮機22上來使它們相對于縱向中心線12同心地一齊旋轉(zhuǎn)。壓縮機區(qū)段、燃燒區(qū)段26、渦輪區(qū)段和噴嘴區(qū)段32一起限定核心空氣流動通路。

對于圖1中所示實施例，風扇區(qū)段14包括可變槳距風扇38，其具有以間隔開的方式聯(lián)接到盤42上的多個風扇葉片40。如圖1所示，風扇葉片40從盤42大體上沿徑向方向r向外延伸。各個風扇葉片40是通過風扇葉片40關(guān)于盤42圍繞槳距軸線p可旋轉(zhuǎn)的，風扇葉片40可操作地聯(lián)接到適合的促動部件44上，促動部件44構(gòu)造成一起地共同改變風扇葉片40的槳距。風扇葉片40、盤42和促動部件44經(jīng)由風扇軸45是圍繞縱軸線12一齊可旋轉(zhuǎn)的，風扇軸45由穿過動力變速箱46的lp軸36供能。動力變速箱46包括用于將風扇軸45且因此風扇38關(guān)于lp軸36的轉(zhuǎn)速調(diào)整至更高效的風扇轉(zhuǎn)速的多個齒輪。

仍參看圖1的示例性實施例，盤42由空氣動力地異型成促進空氣流穿過多個風扇葉片40的可旋轉(zhuǎn)的前轂48覆蓋。此外，示例性風扇區(qū)段14包括環(huán)形風扇殼或外機艙50，其沿周向包繞風扇38和/或核心渦輪發(fā)動機16的至少一部分。將認識到的是，機艙50可構(gòu)造成由多個沿周向間隔開的出口導向?qū)~52關(guān)于核心渦輪發(fā)動機16支承。作為備選，機艙50也可由結(jié)構(gòu)風扇框架的支柱支承。此外，機艙50的下游區(qū)段54可在核心渦輪發(fā)動機16的外部上延伸，以便限定其間的旁通空氣流凹槽56。

在渦扇發(fā)動機10的操作期間，一定量空氣58穿過機艙50的相關(guān)聯(lián)的入口60和/或風扇區(qū)段14進入渦扇10中。當一定量空氣58橫穿風扇葉片40時，如由箭頭62指出的空氣58的第一部分被引導或發(fā)送到旁通空氣流凹槽56中，如由箭頭64指出的空氣58的第二部分被引導或發(fā)送到核心空氣流動通路的上游區(qū)段，或更具體是進入lp壓縮機22的入口20中。空氣的第一部分62與空氣的第二部分64之間的比率通常稱為涵道比?？諝獾牡诙糠?4壓力然后在其被發(fā)送穿過高壓(hp)壓縮機24且進入壓縮區(qū)段26中時增大，其中高度加壓的空氣與燃料混合且焚燒以提供燃燒氣體66。

燃燒氣體66發(fā)送進入且膨脹穿過hp渦輪28，在該處，來自燃燒氣體66的熱能和/或動能的一部分經(jīng)由聯(lián)接到外殼18上的hp渦輪定子導葉68和聯(lián)接到hp軸或轉(zhuǎn)軸34上的hp渦輪轉(zhuǎn)子葉片70的連續(xù)級獲得，因此促使hp軸或轉(zhuǎn)軸34旋轉(zhuǎn)，由此支持hp壓縮機24的操作。燃燒氣體66然后被發(fā)送進入且膨脹穿過lp渦輪30，在該處，熱能和動能的第二部分經(jīng)由聯(lián)接到外殼18上的lp渦輪定子導葉72和聯(lián)接到lp軸或轉(zhuǎn)軸36上的lp渦輪轉(zhuǎn)子葉片74的連續(xù)級從燃燒氣體66獲得，因此促使lp軸或轉(zhuǎn)軸36旋轉(zhuǎn)，由此經(jīng)由動力變速箱46支持lp壓縮機22的操作和風扇38的旋轉(zhuǎn)。

燃燒氣體66隨后發(fā)送穿過核心渦輪發(fā)動機16的噴氣排氣噴嘴區(qū)段32來提供推力。同時，空氣的第一部分62的壓力在空氣的第一部分62從渦扇10的風扇噴嘴排氣區(qū)段76排放(也提供了推進推力)之前發(fā)送穿過旁通空氣流凹槽56時大體上增加。hp渦輪28、lp渦輪30和噴氣排氣噴嘴區(qū)段32至少部分地限定熱氣體通路78，以用于將燃燒氣體66發(fā)送穿過核心渦輪發(fā)動機16。

然而，應當認識到的是，圖1中所示的示例性渦扇發(fā)動機10僅是舉例來說的，且在其它示例性實施例中，渦扇發(fā)動機10可具有任何其它適合的構(gòu)造。例如，在其它示例性實施例中，風扇38可以以任何其它適合的方式(例如，作為固定間距風扇)構(gòu)造，且還可使用任何其它適合的風扇框架構(gòu)造支承。此外，還應當認識到的是，在其它示例性實施例中，可使用任何其它適合的hp壓縮機24和hp渦輪28構(gòu)造。還應當認識到的是，在其它示例性實施例中，本公開內(nèi)容的方面可結(jié)合到任何其它適合的燃氣渦輪發(fā)動機中。例如，在其它示例性實施例中，本公開內(nèi)容的方面例如可并入渦輪軸發(fā)動機、渦輪螺旋槳發(fā)動機、渦輪核心發(fā)動機、渦輪噴氣發(fā)動機等，以及用于其它車輛或靜止應用的渦輪發(fā)動機。

圖2呈現(xiàn)了圖1中標為圖2的框的虛線輪廓線內(nèi)的構(gòu)件的分解示意性截面視圖。hp壓縮機24的定子導葉67的一端安裝到靜止結(jié)構(gòu)框架69上，而定子導葉67的相對端在圖2中所示的視圖中為截頭圓錐形，但將保持相對于外殼18固定。凸緣71連接到靜止結(jié)構(gòu)框架69上，且沿徑向向內(nèi)懸掛在靜止結(jié)構(gòu)框架69上。滾柱軸承80的內(nèi)環(huán)81非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到hp轉(zhuǎn)軸34上。滾柱軸承80包括保持器82、多個滾柱83(僅一個滾柱83在圖2中所示的視圖中繪出)，以及外環(huán)84。如圖2中示意性所示，接口殼體86將滾珠軸承80的外環(huán)84經(jīng)由機械緊固件(諸如螺栓88)非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到靜止結(jié)構(gòu)框架69的凸緣71上。應當認識到的是，將存在圍繞外環(huán)84的整個圓周彼此間隔開的多個這樣的螺栓82。

常規(guī)的滾珠軸承90的內(nèi)環(huán)91非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到hp轉(zhuǎn)軸34。滾珠軸承90還包括保持器92、多個可旋轉(zhuǎn)滾珠93(圖2的視圖中示出僅一個滾珠93)以及外環(huán)94，外環(huán)94與內(nèi)環(huán)91的設(shè)置相比更遠離旋轉(zhuǎn)軸線12沿徑向向外設(shè)置。

按照本發(fā)明的實施例，固位殼體98在圖2、3、4和5中大體上由數(shù)字98標記。固位殼體98構(gòu)造和設(shè)置成用于維持滾珠軸承90，且在風扇葉片、壓縮機葉片或渦輪葉片中的一個或更多個經(jīng)歷其結(jié)構(gòu)完整性的任何損害(例如，變得至少部分地分開或破壞)時，吸收由任何此類葉片的故障引起的負載。例如，如圖3中所示，固位殼體98期望包括滾珠軸承殼體100和彈簧夾殼體110。例如，如圖3中示意性所示，各殼體100、110為相對于固位殼體98的中心旋轉(zhuǎn)軸線89而同中心地設(shè)置的圓柱對稱構(gòu)件。

例如，如圖2中示意性所示，固位殼體98非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到靜止結(jié)構(gòu)框架69的凸緣71、用于燃氣渦輪發(fā)動機10的高壓轉(zhuǎn)軸34的滾珠軸承90的外環(huán)94上。彈簧夾殼體110可相對于外殼18固定，諸如通過機械地螺接或焊接到凸緣71上。在一個示例性實施例中，通過以可以以任何數(shù)目的常規(guī)方式執(zhí)行的方式聯(lián)接到外殼18上來使彈簧夾殼體110靜止，其中任何一個方式都適用于示出本公開內(nèi)容的示例性實施例的目的。例如，如圖2中所示，這可通過環(huán)形安裝凸緣113來實現(xiàn)，環(huán)形安裝凸緣113從彈簧夾殼體110的后端112大體上徑向方向伸長。彈簧夾殼體110和環(huán)形安裝凸緣113期望形成為整體結(jié)構(gòu)。

如圖3中所示，環(huán)形安裝凸緣113鉆有穿過其間的多個沿軸向延伸的安裝孔114。這些安裝孔114圍繞安裝凸緣113的整個圓周彼此沿周向間隔開。例如，如圖2中所示，穿過固位殼體98的環(huán)形安裝凸緣113的各個安裝孔114均期望構(gòu)造為收納相應的安裝螺栓88(其中一個在圖2的視圖中以截面繪出)，通過該螺栓88，安裝凸緣113可附接到靜止結(jié)構(gòu)框架69的凸緣71上。例如，如圖2中所示，環(huán)形安裝凸緣113將彈簧夾殼體110經(jīng)由機械緊固件(諸如螺栓88)非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到靜止結(jié)構(gòu)框架69的凸緣71上，這允許固位殼體98從發(fā)動機10除去來用于替換、維護和/或修理。

例如，如圖3和5中示意性所示，滾珠軸承殼體100限定其自身的前端101，前端101沿軸向與其自身的后端102分開而設(shè)置。類似地，例如，如圖3和5示意性所示，彈簧夾殼體110限定其自身的前端111，前端111沿軸向與其自身的后端112分開而設(shè)置。

例如，如圖3和5中所示，在滾珠軸承殼體100的前端101與中點之間，限定多個開口103，各開口103沿徑向延伸穿過滾珠軸承殼體100。各個此開口103構(gòu)造成將附接螺栓104收納在其中，諸如圖2中的截面中所示，且附接螺栓104由固位螺母105鎖定。例如，如圖3中所示，滾珠軸承殼體100包括固位凸緣106，其從滾珠軸承殼體100的后端102朝中心軸線89沿徑向向內(nèi)延伸。例如，如圖2中所示，滾珠軸承90的外環(huán)94通過保持在滾珠軸承殼體100的固位凸緣106與固位螺母105之間來相對于軸向移動受約束。因此，在發(fā)動機10的正常操作狀態(tài)下，滾珠軸承90的外環(huán)94變得相對于hp轉(zhuǎn)軸34相對軸向移動受約束。

如圖2和3中示意性所示，滾珠軸承殼體100限定圓柱形內(nèi)表面107，其設(shè)置成與沿軸向方向(a)延伸的中心旋轉(zhuǎn)軸線89等距設(shè)置。例如，如圖2中所示，固位殼體98的滾珠軸承殼體100的該內(nèi)表面107期望接觸滾珠軸承90的外環(huán)94的圓柱形外表面95。例如，如圖1和2中示意性所示，徑向方向(r)(且因此，直徑方向)沿正交于軸向方向(a)且正交于中心旋轉(zhuǎn)軸線89的方向限定。

例如，如圖2、3和5中示意性所示，彈簧夾殼體110沿徑向與滾珠軸承殼體100分開而設(shè)置，且從滾珠軸承殼體100沿徑向向外設(shè)置，且圍繞滾珠軸承殼體100同中心地設(shè)置。

例如，如圖2、3和5中示意性所示，固位殼體98的各個實施例期望包括設(shè)置于固位殼體98的前端處的連接腹板108。連接腹板108在彈簧夾殼體110的前端111與滾珠軸承殼體100的前端101之間跨越。連接腹板108提供固位殼體98的支點，該支點在彈簧夾殼體110的前端111與滾珠軸承殼體100的前端101之間過渡。各個連接腹板108在滾珠軸承殼體100與彈簧夾殼體110之間大體上沿徑向方向(r)延伸。期望地，彈簧夾殼體110、連接腹板108以及滾珠軸承殼體100形成為整體結(jié)構(gòu)。

如由徑向(r)方向和軸向(a)方向限定的虛擬平面上的圖5的橫截面部分示意性所示，連接腹板108呈現(xiàn)類似于字母c的形狀。例如，如圖2和5中示意性所示，連接腹板108包括沿徑向方向(r)延伸的徑向區(qū)段1080。例如，如圖5中所示，第一肘狀區(qū)段1081通過越過存在于徑向(r)方向與軸向(a)方向之間的直角的逐漸彎曲將徑向區(qū)段1080連接到彈簧夾殼體110的前端111。第二肘狀區(qū)段1082類似地將徑向區(qū)段1080連接到滾珠軸承殼體100的前端101。連接腹板108用作許可滾珠軸承殼體100的后端102與接口殼體86之間且因此在滾珠軸承殼體100的后端102與彈簧夾殼體110的后端112之間的小的徑向位移的彎曲部分。

例如，如圖2、4、5和6中示意性所示，接口殼體86包括沿徑向穿過接口殼體86限定的多個通孔140。例如，如圖4中示意性所示，單個通孔140圍繞接口殼體86的整個圓周彼此沿周向方向(c)間隔開，且期望該間距一致，但這不是必要的。例如，在圖4中所描繪的實施例中，存在圍繞接口殼體86的整個圓周彼此均勻地間隔開的八個通孔140。

例如，如圖2、4和5示意性所示，提供多個定位銷136，以約束滾珠軸承殼體100的后端102與接口殼體86之間的周向移動，如上所述，接口殼體86非可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到例如圖1中所示的發(fā)動機10的外殼18。各定位銷136的一端設(shè)置于通孔140中的相應的一個內(nèi)，并且，非可旋轉(zhuǎn)地固定于相應的通孔140內(nèi)。能夠通過任何常規(guī)的非可旋轉(zhuǎn)的附接手段(包括例如壓入配合于其中、擰入于其中、焊接于其中或通過膠粘劑而保持于其中)而將各定位銷136的一端非可旋轉(zhuǎn)地固定于相應的通孔140內(nèi)。因此，各個通孔140構(gòu)造成將多個定位銷136中的一個收納且保持于其中。各定位銷136的相對端從相應的通孔140且朝向固位殼體98的中心軸線89(圖4)沿徑向伸出。

例如，如圖2、4和5中示意性所示，滾珠軸承殼體100的后端102限定多個封閉孔130。例如，如圖6中示意性所示，各個封閉孔130沿徑向方向(r)延伸，并且，由開口端131限定，開口端131提供許可進入孔130中的入口。各個孔130進一步由封閉端132限定，封閉端132沿徑向方向(r)與孔130的開口端131間隔開。各個孔130的封閉端132為“封閉的”，因為，封閉端132防止孔130完全地延伸穿過滾珠軸承殼體100的后端102。因此，各個孔130的封閉端132為使各個孔130的與各個孔130的開口端131相對的端部隔離的固體壁部。沿徑向延伸的側(cè)壁133限定封閉孔130的在開口端131與封閉端132之間延伸的部分。由側(cè)壁133限定的封閉孔130的橫向橫截面形狀期望為圓形，但能夠是諸如正方形、六邊形和八邊形等的多邊形。

例如，如圖2和5中示意性所示，各個孔130的開口端131面向彈簧夾殼體110。相應地，各個孔130的入口設(shè)置成比各個孔130的封閉端132的設(shè)置更接近于彈簧夾殼體110，且因此，封閉端132面向遠離彈簧夾殼體110。多個封閉孔130中的各個如此設(shè)置，以便與多個通孔140中的相應的一個對準，通孔140限定為沿徑向穿過接口殼體86，以形成多個對準的通孔140和封閉孔130。例如，如圖5中示意性所示，這些對準的通孔140和封閉孔130中的各個形成一對孔130、140，穿過孔130、140而收納多個定位銷136中的一個。

例如，如圖6中示意性所示，多個定位銷136中的相應的一個設(shè)置于多個封閉孔130中的相應的一個中，封閉孔130尺寸定制為大于定位銷136的尺寸，以提供限定封閉孔130的側(cè)壁133的圓柱表面與限定定位銷136的外周外表面138的圓柱表面之間的間隙，以允許定位銷136與限定封閉孔130的圓柱壁部表面133之間的相對移動(沿周向c方向和軸向a方向兩者)。由于針對在圖6中描繪的視圖而取橫截面，因而封閉孔130的壁部表面133與定位銷136的外表面138之間的軸向間隙是在圖6中明顯地描繪的間隙。然而，這些間隙將完全地環(huán)繞定位銷136的外周表面138，且因此沿軸向方向(a)和周向方向(c)兩者都存在這些間隙。相應地，封閉孔130的直徑尺寸定制為以大約千分之20至千分之50英寸大于定位銷136的直徑。以這種方式，當定位銷136的伸出端部的外周表面138與限定封閉孔130的圓柱壁部133接觸時，在限制固位殼體98的進一步的軸向偏轉(zhuǎn)和周向偏轉(zhuǎn)之前，固位殼體98許可發(fā)生于滾珠軸承殼體100的后端102與從接口殼體86伸出的定位銷136的端部之間的沿軸向方向(a)和周向方向(c)的一定量的位移。

此外，例如，如圖6中示意性所示，封閉孔130的封閉端132設(shè)置得沿徑向方向(r)足夠地深，以允許定位銷136的自由端137與封閉孔130的封閉端132之間的徑向間隙。當定位銷136的自由端137通過與封閉孔130的封閉端132接觸而消除徑向間隙時，在限制固位殼體98的進一步的徑向偏轉(zhuǎn)之前，該徑向間隙允許固位殼體98許可在滾珠軸承殼體100的后端102與定位銷136的自由端137之間沿徑向方向(r)發(fā)生一定量的位移。該徑向間隙期望將始終大于軸向間隙或周向間隙，且對于該大小的軸向間隙或周向間隙，相應地將大于千分之20英寸，且因此對于該大小的軸向間隙或周向間隙，還大于千分之50英寸。

例如，如圖3和5中示意性所示，彈簧夾殼體110限定多個沿軸向延伸的夾指120。例如，如圖3中所示，各個夾指120與圍繞彈簧夾殼體110設(shè)置的相鄰的最近的沿周向鄰近的夾指120中的各個沿周向間隔開，周向方向由字母c所指出的箭頭示意性指示。例如，如圖5中所示，各個夾指120限定前端121和后端122，后端122設(shè)置成沿軸向與各個相應的夾指120的前端121間隔開且與該前端121相對。期望地，夾指120的多個前端121和夾指120的后端122與彈簧夾殼體110一起形成整體結(jié)構(gòu)。

例如，如圖2和3示意性所示，各個夾指120包括中間部分123，中間部分123在各個相應的夾指120的各個相應的前端121與相應的后端122之間沿軸向延伸。這些中間部分123中的各個比各個相應的夾指120的各個相應的前端121和相應的后端122更窄。各個夾指120經(jīng)歷從各個相應的夾指120的各個相對端到一定程度的漸縮，直到在中間部分123處達到該夾指120的變窄的尺寸。夾指120的各個中間部分123的各個相對的周向側(cè)和頂面及底面能夠加工成獲得期望的漸縮。中間部分123的相對于前端121和后端122的特定相對尺寸將取決于固位殼體98的尺寸和成分以及設(shè)計固位殼體98所針對的預期應力水平。

在典型的情況中，由于夾指120的漸縮而導致夾指120的軸向長度能夠相對于常規(guī)的夾指的長度而縮短。另外，當與常規(guī)的固位殼體相比時，夾指120的漸縮導致固位殼體98的總重的降低。

在正常發(fā)動機操作期間，滾珠軸承組件90用于維持hp轉(zhuǎn)軸34的軸向位置，且相關(guān)聯(lián)的滾柱軸承組件80用于提供風扇/轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的徑向阻尼。例如，如圖6的放大視圖中示意性所示，徑向緩沖器間隙限定于滾珠軸承殼體100的后端102的沿徑向向外面向的表面1021與接口殼體86的上覆的內(nèi)表面87之間，例如，如圖2中示意性所示，該內(nèi)表面87連接到滾柱軸承80的外環(huán)84。該徑向緩沖器間隙的尺寸控制成吸收hp轉(zhuǎn)軸34的預期的相對小的徑向偏差，并且，典型地，將具有在大約千分之5英寸至千分之20英寸的范圍內(nèi)的尺寸。

然而，在無約束的風扇葉片、無約束的壓縮機葉片或無約束的渦輪葉片引起的故障模式期間，很高的徑向負載閉合圖6中所示的實施例中的阻尼器間隙。很高的徑向負載產(chǎn)生諧波驅(qū)動效果，即，如在圖3中由以c指出的箭頭示意性指示那樣沿周向方向以扭轉(zhuǎn)加載彈簧夾120。滾珠軸承90和其固位殼體98的該扭轉(zhuǎn)負載導致趨于使彈簧夾120扭轉(zhuǎn)的相反的正弦負載分布。然而，如從圖4中的視圖顯而易見的，該扭轉(zhuǎn)沿周向方向(由在圖4中以c指出的箭頭指示)由于定位銷136施加的約束力而變得受阻尼，以防止?jié)L珠軸承殼體100與彈簧夾殼體110之間的較大的周向移動。

本文所述的具有釘至接口殼體86的其滾珠軸承殼體100的固位殼體98具有優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的若干優(yōu)點。通過采用不同的尺寸和材料的定位銷136以及不同的數(shù)量的定位銷136和在滾珠軸承90的固位殼體98的滾珠軸承殼體100的后端102的相應的封閉孔130內(nèi)圍繞固位殼體98的圓周的相鄰的定位銷136之間的不同的周向間距，從而能夠考慮固位殼體98的結(jié)構(gòu)的尺寸和材料成分而根據(jù)預期的負載來控制阻尼。固位殼體98的所得設(shè)計整體結(jié)合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，使得它們變得能夠經(jīng)得起扭轉(zhuǎn)卷繞和高徑向負載，徑向負載在伴隨葉片(不論風扇葉片、壓縮機葉片或是渦輪葉片)故障的負載的突然增大出現(xiàn)。此外，由于彈簧夾120的獨特的錐形且相對短的設(shè)計，故固位殼體98所需的軸向和徑向空間的量連同固位殼體98的重量的伴隨減輕而減小，同時將給固位殼體98提供很高的扭轉(zhuǎn)負載能力。

本書面描述使用了實例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它實例。如果此類其它實施例包括并非不同于權(quán)利要求的書面語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的書面語言無實質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則期望此類其它實例在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管描述了本發(fā)明的特定實施例，但對本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見的是，可對本發(fā)明做出各種改型，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明的優(yōu)選實施例的以上描述和實施本發(fā)明的最佳模式僅出于示范目的而不出于限制目的來提供。