一种发动机滑油供油结构及具有该结构的燃气涡轮发动机的制造方法与工艺

本发明涉及一种对燃气涡轮发动机主轴承进行润滑和冷却的润滑油供油结构，具体涉及用于对中小型燃气涡轮发动机热端部件腔内主轴承进行润滑和冷却的滑油供油结构及具有该供油结构的燃气涡轮发动机。

背景技术：
燃气涡轮发动机的滑油供油系统用于对燃气涡轮发动机提供适量的润滑油，以满足发动机在正常工作时对润滑、冷却和调节等所需润滑油的要求。燃气涡轮发动机在正常工作时轴承的转速高，轴承滚动体的线速度高(DN值已高达2.8×106mm·r/min)，导致轴承滚动体表面摩擦产生的热量大，维持其在正常工作温度范围内所需要的滑油流量大。为了维持轴承的使用寿命，在低转速轴承上常用的油脂润滑和油雾润滑方式已经不适用，长寿命的燃气涡轮发动机主轴承均采用压力喷油润滑的方式。对于位于发动机热端部件腔内的主轴承，由于高温零件向滑油管路与轴承腔传递热量，导致轴承工作环境温度很高，为了维持轴承的正常工作温度，供油管路对隔热有严格要求。发动机热端部件腔内轴承的供油管路通常要经过高温燃气通道以连接轴承腔和发动机本体外的供油管路。根据航空燃气涡轮发动机的相关标准，滑油油管不能采用铜管这类较软的金属管，通常都选用较硬的不锈钢管，硬质金属管导致发动机装配时管路形状的矫形比较困难。对于中小型航空燃气发动机，由于受结构尺寸限制，滑油管路通常都是弯曲的，这对滑油油管的密封、固定和装配带来了困难。常用的发动机体内热端部件腔内的润滑油供油油路存在管路连接处密封可靠性差、密封元件寿命短以及密封油管装配矫形费工费时等缺点。

技术实现要素：
针对现有技术中存在的缺点和不足，本发明提供了一种滑油供油结构，可有效解决发动机体内热端部件腔内的润滑油供油油路存在管路连接处密封可靠性差、密封元件寿命短以及密封油管装配矫形费工费等问题，并且该滑油供油结构还具有结构可靠、装配方便等特点，特别适用于对中小型燃气涡轮发动机热端部件腔内主轴承进行润滑和冷却。为了达到上述目的，本发明的技术解决方案如下：一种发动机滑油供油结构，包括油管接头和中间油管，用于将润滑油供入发动机热端部件腔，所述发动机包括机匣体、高压涡轮轴和低压涡轮轴，所述低压涡轮轴通过后轴承以及位于所述后轴承外圈的弹性支撑体设置于低压涡轮轴承座上，所述低压涡轮轴承座内部开设有供油通道，其特征在于，--所述油管接头设置于机匣体外部，所述中间油管一端与油管接头连通，另一端与低压涡轮轴承座供油通道的外部进油口连通；--所述低压涡轮轴承座与弹性支撑体之间形成一供油腔室，所述弹性支撑体的外周面上设有前后间隔的两支撑环槽，每一环槽上设一胀圈，所述胀圈用以对供油腔室的前后两端进行密封，所述低压涡轮轴承座供油通道的出油口与所述供油腔室连通，并位于前后两胀圈之间；--所述弹性支撑体内部设滑油通道，所述滑油通道的进油口设置于所述弹性支撑体的外圆周面上，所述弹性支撑体的内端面上固定设置一喷嘴部件，所述喷嘴部件的内部油路与所述弹性支撑体内部的滑油通道连通，所述喷嘴部件包括前喷嘴和后喷嘴，所述后喷嘴用以将滑油喷入低压涡轮轴后轴承，所述前喷嘴用以将滑油喷入安装于高压涡轮轴上的锁紧螺母，所述锁紧螺母设置于高压涡轮后轴承的内环外端面处，所述锁紧螺母和高压涡轮后轴承的内环中均设有内部油孔，且二者连通，滑油在离心力作用下经锁紧螺母的内部油孔和高压涡轮后轴承内环的内部油孔喷入高压涡轮后轴承内的滚动体。优选地，所述油管接头通过螺纹固定设置在机匣体的油管座上，所述油管接头的出油端的内壁形成为一直径逐渐增大的内圆锥面，所述油管座底部的内壁形成为一直径逐渐缩小的内圆锥面，所述中间油管通过其端部套设的导油套与所述油管接头内的出油口对接，所述导油套的外表面包括一上圆锥面和下圆锥面，所述导油套的上圆锥面与油管接头的内圆锥面配合，所述导油套的下圆锥面与油管座底部的内圆锥面配合。安装中间油管时，通过旋拧油管接头与油管座之间的螺纹，使油管接头的内圆锥面压紧导油套的上圆锥面并使导油套向左下方移动，直至导油套的下圆锥面贴紧油管座的内圆锥面，进一步旋拧油管接头以使壁厚较薄的导油套在挤压下发生变形，通过两对圆锥面的紧密贴合，一方面防止滑油从油管接头与油管座之间的螺纹间隙泄漏，另一方面也实现了油管接头的轴向定位。这种导油套的使用，简化了中小燃气涡轮发动机油管的装配过程，也使油路系统结构更简单。进一步的，油管接头与油管座外还套设一固定套，所述固定套通过花键套齿与所述油管接头和油管座联接。优选地，所述花键套齿的模数为0.5～1。优选地，所述固定套与油管座上设有相互对应的固定孔，紧固件穿过该相互对应的固定孔后将所述固定套与油管座固定于机匣体上。对于燃气涡轮发动机，由于工作中存在振动载荷，设计中需对螺纹副一类的紧固件进行固定，防止振动造成螺纹松动而失效。本发明采用在油管接头与油管座外套设一固定套的方式固定油管接头和油管座，它们之间采用花键套齿联接。而由于导油套的变形量需要严格控制，所以螺纹的拧紧力矩有一定的范围，而由于加工误差，不同批次发动机油管接头与油管座之间的角向位置存在较小差异，所以采用了模数0.5～1的花键进行联接，保证在油管接头与油管座周向相对位置变化很小时花键表面仍能够重合而被固定套固定，以确保油管接头螺纹的拧紧力矩变化范围较小，密封可靠。进一步的，在中间油管的端部与低压涡轮轴承座的油口之间的连接处设有C形金属密封圈和垫板，所述中间油管通过螺钉固定在低压涡轮轴承座上，固定时，C形金属密封圈受压发生轴向变形使中间油管的右端面与C形金属密封圈的左端面紧密贴合，C形金属密封圈的右端面与轴承座油孔的左端面紧密贴合，所述垫板套设于C形金属密封圈的外部，用以防止C形金属密封圈因压缩量过大而失效。在中间油管与轴承座之间，通过螺钉压紧使C形金属密封圈发生轴向变形，使其左端面与中间油管的右端面贴紧，右端面与轴承座油孔的左端面贴紧而实现对滑油的密封。此处套设在C形密封环外面的垫板即可起支撑作用，也能使C形密封环的压缩量具有确定值，防止其因压缩量过大而失效。进一步的，轴承座与弹性支撑体之间的腔室内的滑油，通过安装于弹性支撑体外表面环槽上的前、后胀圈进行密封。胀圈依靠自身的弹性使其外圆柱面与轴承座的内圆柱面贴合，防止滑油从圆柱面之间的间隙泄漏。同时，在滑油高压与外腔低压的作用下，前胀圈的左端面与弹性支撑体的左内端面贴合，而后胀圈的右端面与弹性支撑的右内端面贴合，实现对滑油的端面密封。根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种具有上述发动机滑油供油结构的燃气涡轮发动机，尤其是中小型燃气涡轮发动机。同现有技术相比，本发明的滑油供油结构及具有该结构的燃气涡轮发动机，是一种可靠且方便装配的供油结构，具有以下优点与有益效果为：1)依靠导油套的上、下圆锥面变形进行滑油密封，可以简化滑油管装配的矫形，提高装配效率；同时，由于导油套的变形量由外部油管接头的拧紧力...