[发明专利]用于涡轮发动机的导引和密封装置，具有碳垫片和内置的滑动轴承

说明书

技术领域

本发明涉及涡轮发动机轴通过的壳体孔口中用于涡轮发动机轴的导引和密封装置，也涉及包括这种装置的齿轮箱。

背景技术

在涡轮发动机中，各个设备，特别是诸如用于产生液压能，输送燃油，提供润滑的泵，产生电力的发电机等，都是通过与发动机轴相连的齿轮箱驱动旋转。

每台设备都带有与齿轮箱传动轴旋转连接的旋转轴。每个传动轴在齿轮箱内部带有齿轮，该齿轮与传动齿轮相啮合，该传动齿轮通过齿轮系而与发动机的压气机轴相连接。

传动轴在其端部在滚动轴承中被旋转地导向，所述滚动轴承带有固定于传动轴的其内圈和固定于齿轮箱壳体上的其外圈。传动轴的端部之一通过齿轮箱壳体中孔口和旋转地连接一台设备的旋转轴。

喷射在齿轮箱轴承上以润滑它们的油会与空气混合，因此在齿轮箱内产生油雾。为了防止该油雾在传动轴和壳体中孔口边缘之间泄露，已知在轴和壳体之间孔口中安装密封装置。

在现有技术中，密封装置由碳垫片类型的动态垫片形成，垫片具有固定于轴和带有环形摩擦面的圈，该环形摩擦面用于摩擦由碳颗粒所制成和具有低摩擦系数的环形多孔材料。碳环固定于与壳体所固定的支撑衬套中所安装的颗粒支座和向圈轴向地被迫紧，以保持碳环轴向压靠圈。碳垫片因此具有旋转固定的部分(支撑衬套、颗粒支座和碳环)和旋转移动的部分(圈)。传动轴转动期间碳环和圈之间的摩擦在轴和壳体之间提供了良好的密封。

碳垫片安装在上述齿轮箱滚动轴承之一的旁边。固定轴承的外圈于壳体的装置独立于固定碳垫片的支撑衬套于壳体的装置，因此对于整个结构而言产生了明显的轴向长度和重量。而且，用于润滑和/或冷却碳垫片的装置不同于作用于滚动轴承的装置，这是昂贵的。

发明内容

本发明的特别目的是提供针对现有技术这些问题的简单、有效和便宜的解决方案。

为此，本发明提供了一种用于安装在涡轮发动机中轴通过的壳体中孔口中的导引和密封装置，该装置包括绕着壳体的孔口中轴所安装的碳垫片和包括轴所带有的圈，该圈具有用于摩擦碳环的环形摩擦面，该碳环安装在与壳体所固定的支撑衬套中和向圈轴向地被迫紧，该装置的特征在于：该圈具有在支撑衬套的圆柱形壁中被居中和被旋转导引的圆柱形壁，以形成用于导引轴的滑动轴承。

在本发明中，滑动轴承与本发明装置的碳垫片是一体的。该滑动轴承取代了现有技术的滚动轴承，由此可以省略该滚动轴承。滑动轴承与碳垫片结合为一体使得碳垫片和轴承可以具有共用的支撑和紧固装置，也使得碳垫片和轴承可以具有共用的润滑和冷却装置。碳垫片与滑动轴承的结合也可以减少导引和密封装置的部件数量和重量。

圈的圆柱形壁可以和圈形成为单件或者可以是与圈固定的配件。以相同的方式，支撑衬套的圆柱形壁可以与支撑衬套一起制成单件或它可以是与衬套固定的配件。

圈的圆柱形壁的外圆柱形表面和/或支撑衬套的圆柱形壁的内圆柱形表面可以覆盖薄层或环箍，该薄层或环箍由硬的和具有低摩擦系数的材料制成。

圈的圆柱形壁的内圆柱形表面可以限定远离碳环的轴向地向外开口的和冷却油喷入其中的环形沟槽，目的是消耗运行中滑动轴承和碳垫片所产生的热。

有利地，支撑衬套的圆柱形壁的内圆柱形表面限定其内已经安装了圈和碳环的凹部，该碳环固定于支撑衬套中所导引的颗粒支座。本发明的装置因此相对紧凑，因此使得发动机作为整体组装和拆装更简单。

本发明也提供了用于给至少一台旋转设备提供旋转驱动的涡轮发动机齿轮箱，该齿轮箱的特征在于：它包括具有传动轴通过的孔口的壳体，以及安装在壳体孔口中轴周围的上述类型的导引和密封装置。

有利地，轴可以具有被壳体的圆柱形壁以距离其一段间隙所环绕的圆柱形壁，以形成在正常工作中不运行的紧急滑动轴承。该紧急滑动轴承用于在密封装置的滑动轴承破裂情况下，临时使得传动轴居中和导引它。由此确定了轴的圆柱形壁和壳体之间的径向间隙，这样这些壁在正常工作中不会互相配合。紧急轴承也用于在组装和拆装本发明装置的操作期间径向地固定传动轴在其位置。

本发明也提供了包括如上所述导引和密封装置的涡轮发动机，诸如涡轮螺旋桨发动机或涡轮喷气发动机。

通过阅读下面通过非限制性实施例和参考附图所进行的描述，可以更好地理解本发明，和呈现本发明的其它细节、优点和特征。其中：

附图说明

图1是现有技术涡轮发动机齿轮箱的一部分的示意性轴向剖面图。

图2是图1一部分的放大比例的视图。

图3是对应于图2和表示本发明的视图。和

图4是对应于图2和表示本发明变化实施方式的另一个视图。

具体实施方式