[发明专利]用于气体涡轮引擎的滚柱轴承布置结构

说明书

一种用于气体涡轮引擎的滚柱轴承布置结构。该滚柱轴承布置结构包括风扇轴和连接到该风扇轴的短轴。该滚柱轴承布置结构还包括多个滚柱轴承元件，该多个滚柱轴承元件定位在形成于该短轴的径向外表面上的第一轴向轴承表面与静态结构的第二轴向轴承表面之间。该滚柱轴承布置结构还包括第一减震器，该第一减震器定位在该风扇轴的径向外表面与该短轴的径向内表面之间。该第一减震器与该短轴的径向内表面或风扇轴的径向外表面间隔开，以便限制该短轴的径向移动范围。

技术领域

本公开涉及一种滚柱轴承布置结构，并且具体地涉及用于气体涡轮引擎的滚柱轴承布置结构。

背景技术

向更节省燃料并且环保的引擎迈进的趋势已导致风扇和风扇叶片的直径增加。然而，风扇的直径受到机翼与地面之间的机身上的可用空间的限制。这导致设计挑战，由此期望增加风扇的直径，同时最大限度地减少引擎直径的增加。

气体涡轮引擎通常包括滚柱轴承布置结构，该滚柱轴承布置结构包括用于将载荷从气体涡轮引擎的风扇轴转移到静态结构的多个滚柱轴承元件。在一些情况下，滚柱轴承布置结构可以包括短轴，该短轴连接到风扇轴并且径向定位在多个滚柱轴承元件与该风扇轴之间。

在常规的滚柱轴承组件中，短轴可以通过与多个滚柱轴承元件轴向对准的过盈配合连接到风扇轴。此类常规滚柱轴承组件中的过盈配合可以与多个滚柱轴承元件轴向对准，以便使常规滚柱轴承组件能够承受由于故障事件(例如，风扇叶片脱落事件)导致的来自风扇轴的极限载荷。然而，此类常规滚柱轴承组件可能需要风扇轴和短轴具有较大直径，以便承受该极限载荷。此外，如果短轴的过盈配合与多个滚柱轴承元件轴向对准，则很难向短轴提供润滑，这意味着需要进一步的径向空间来为润滑分配系统留出空间以将油传送到短轴的内表面。因此，由于风扇轴和短轴的直径很大，常规滚柱轴承组件可能很大很重而且占用空间，因此限制了可用于更大更高效风扇叶片的空间。

发明内容

根据第一方面，提供了一种用于气体涡轮引擎的滚柱轴承布置结构。该滚柱轴承布置结构包括风扇轴、短轴、静态结构、多个滚柱轴承元件和第一减震器。该风扇轴限定旋转轴线。该短轴连接到该风扇轴并且从该风扇轴径向远离延伸，以便在该短轴的径向外表面上形成第一轴向轴承表面。该第一轴向轴承表面平行于该旋转轴线，并且距该旋转轴线的径向距离大于该风扇轴的径向外表面。该静态结构具有与该第一轴向轴承表面平行并且相对的第二轴向轴承表面。该多个滚柱轴承元件定位在该第一轴向轴承表面与该第二轴向轴承表面之间。该第一减震器定位在该风扇轴的该径向外表面与该短轴的径向内表面之间。该第一减震器与该短轴的径向内表面或风扇轴的径向外表面间隔开，以便限制该短轴的径向移动范围。

该滚柱轴承布置结构可以是紧凑而轻质的，同时能够将载荷从该风扇轴转移到该静态结构。此外，该滚柱轴承布置结构可能能够承受由于故障事件(例如，风扇叶片脱落事件)导致的来自该风扇轴的极限载荷。此类滚柱轴承布置结构比已知布置结构占用更少的径向空间，从而允许风扇叶片/风扇直径的增加，同时最大限度地减少引擎总直径的增加。

此外，该短轴可以被设计成独立地承受正常运行载荷。当该短轴经受到风扇轴的极限载荷时，该第一减震器可以为该短轴提供辅助载荷路径和附加支撑。该辅助载荷路径可以将该短轴所经受的最大应力限制在可接受水平。换句话说，该短轴可能不需要被设计成独立地承受极限载荷。因此，该短轴可以被设计成轻质而紧凑的，从而减轻气体涡轮引擎的重量。

如上所述，当该短轴经受极限载荷时，该第一减震器可以向该短轴提供附加支撑。这可以允许风扇轴的能够以较小直径承受极限载荷的设计。因此，该风扇轴可以被设计成轻质而紧凑的，从而进一步减轻气体涡轮引擎的重量。

在一些实施方案中，该短轴通过过盈配合连接到该风扇轴。

该过盈配合可以是直径的过盈配合，其可以是将短轴连接到风扇轴的简单、低成本、低重量并且准确的方法。

在一些实施方案中，该第一轴向轴承表面与该过盈配合轴向间隔开。