一种轴承腔测温引线结构的制作方法

1.本技术属于航空燃气涡轮发动机润滑系统领域，特别涉及一种轴承腔测温引线结构。


背景技术：

2.航空燃气涡轮发动机润滑系统是航空发燃气涡轮发动机的重要组成部分，主要承担发动机的高低压转子支点轴承、传动齿轮等部件的润滑工作。航空燃气涡轮发动机对转轴间滚子轴承的内圈支承在高涡后轴颈上、外圈支承在低压涡轮轴上，主要作用为支撑高、低压涡轮转子相对运动，保证航空发动机高、低压涡轮转子稳定工作。由于该轴承所处环境温度高(轴承腔温度可达200℃)，转速高(dn值高达3x106，轴承滚子转速达到200000转/分以上)，该处结构的设计将直接影响航空燃气涡轮发动机的使用安全。目前某型发动机对转轴间滚子轴承发生多次故障，严重影响型号研制进度。为降低轴承损坏风险，急需对该轴承处温度进行测量。
3.为了保证轴承可靠工作和较长的寿命，必须对轴承进行充分的冷却和润滑，对发动机主轴承温度分布进行测量分析，评判轴承的冷却和润滑效果。目前评判轴承的冷却和润滑效果的方式较少，受到测试设备、测量环境、测试空间条件的限制，滑油系统监控的主要参数包括：供油温度、压力以及各腔回油温度、压力等，通过回油温度的变化趋势判断各腔发热量是否正常，但无法直接确定轴承是否得到了充分的冷却和润滑。发动机运行过程中对转轴间滚子轴承内外圈均处于高速旋转状态，通过常规接触引线方式无法测量轴承内圈温度，必须采用非直接引线式测量方法对其进行测量，从而进一步分析发动机对转轴间滚子轴承温度分布情况，确保轴承安全可靠工作。
4.非直接引线式温度测量方案目前有多种，包括红外测温、光纤测温等非接触测温，无线发射测温等方案。目前红外、光纤测温受测量设备尺寸限制，无法应用于对转轴间滚子轴承内圈温度测量；无线发射测温无法将轴承腔内测量的信号有效传输到发动机外，同样无法完成测量。因此需设计一种新的结构方案对转子轴承内圈温度进行稳定测量。


技术实现要素：

5.本技术的目的是提供了一种轴承腔测温引线结构，以解决现有技术中难以对轴承腔内温度进行有效测量的问题。
6.本技术的技术方案是：一种轴承腔测温引线结构，包括高压涡轮轴、低压涡轮轴、设于高压涡轮轴与低压涡轮轴之间的圆柱滚子轴承、设于高压涡轮轴与低压涡轮轴之间的篦齿环，所述篦齿环的内环面上开设有容纳腔，所述容纳腔内设有与篦齿环相连的壳体，所述壳体内设有测量芯片；所述篦齿环上开设有引线孔，所述测量芯片上测温引线，所述测温引线从引线孔内引出并引入到测点处，所述测温引线远离测量芯片的一端温度传感器，所述温度传感器安装于测点上。
7.优选地，所述测温引线共有四组并且两根测温引线引入到篦齿环上、一根引入到
轴承内圈侧壁面、一根引入到轴承内圈内表面。
8.优选地，所述测温引线共有四组并且两根测温引线引入到篦齿环上，形成第一测点、第二测点；一根引入到轴承内圈侧壁面，形成第三测点；一根引入到轴承内圈内表面，形成第四测点。
9.优选地，所述壳体包括上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体的外壁面均为与篦齿环同轴设置的圆弧面，所述上壳体与下壳体之间开设有封闭的内腔，所述测温芯片设于内腔内，所述上壳体、下壳体、篦齿环上开设有供测温引线引出的引线孔。
10.优选地，所述篦齿环的内壁面上开设有沿主轴径向设置的圆柱形的内孔，所述上壳体上设有沿主轴径向设置的圆柱形的安装座，所述安装座插入至内孔内。
11.优选地，所述内孔内设有同轴设置的卡环，所述安装座上开设有能够与卡环卡接配合的环形卡槽。
12.优选地，所述上壳体与下壳体的两侧侧壁面上均设有与容纳腔的内壁相抵的凸台，所述下壳体的内壁面上开设有与高压涡轮轴配合的限位槽。
13.优选地，所述容纳腔为18.6mmx10mm的环槽。
14.本技术的一种轴承腔测温引线结构，通过在篦齿环的内环面上开设容纳腔，将测温芯片设于容纳腔内从而能够在适宜的温度下正常工作，并能够通过开设引线孔用于引出与测温芯片相连的测温引线，测温引线连接温度传感器并放置到到需要进行测量的测点处，温度传感器采集测点处的信号并通过测温引线传递至测温芯片内进行处理和存储，在完成测量后，取下测温芯片导出数据即可，测量方便稳定，同时在测温芯片上设置电池来保证测温芯片的稳定供电。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。
16.图1为本技术整体结构示意图；
17.图2为本技术剖视结构示意图；
18.图3为本技术壳体凸显测量芯片的结构示意图；
19.图4为本技术的壳体整体结构示意图。
20.1、高压涡轮轴；2、低压涡轮轴；3、圆柱滚子轴承；4、篦齿环；5、容纳腔；6、测量芯片；7、引线孔；8、测温引线；9、第一测点；10、第二测点；11、第三测点；12、第四测点；13、上壳体；14、下壳体； 15、安装座；16、环形卡槽；17、凸台；18、限位槽。
具体实施方式
21.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
22.一种轴承腔测温引线结构，如图1、图2所示，包括高压涡轮轴1、低压涡轮轴2、圆柱滚子轴承3、篦齿环4。圆柱滚子轴承3的轴承内圈与高压涡轮轴1相连、轴承外圈与低压涡轮轴2相连；篦齿环4设于高压涡轮轴 1与低压涡轮轴2之间并与高压涡轮轴1相抵，对高压涡轮轴1和低压涡轮轴2之间起到封闭的作用；篦齿环4设于核心机的入口处并且篦齿环4的一
侧与圆柱滚子轴承3的轴承内圈相抵。
23.通过对结构分析可知，由于篦齿环4与圆柱滚子轴承3相隔较近，同时篦齿环4与高压涡轮轴1之间能够组成较为封闭的结构，同时篦齿环4又能够跟随高压涡轮轴1同步转动，靠近核心机外侧，因此在篦齿环4内设置测温结构能够有效的满足测温需求。
24.具体包括：篦齿环4的内环面上开设有容纳腔5，容纳腔5内设有与篦齿环4相连的壳体，壳体内设有测量芯片6；篦齿环4上开设有引线孔7，测量芯片6上测温引线8，测温引线8从引线孔7内引出并引入到测点处，测温引线8远离测量芯片6的一端温度传感器，温度传感器安装于测点上，测温芯片上设有电池。
25.在进行测量时，测点的温度通过温度传感器进行检测，检测后的信号通过测温引线8传输到处于篦齿环4内侧的测量芯片6内，测量芯片6在壳体的限位下与高压涡轮轴1同步转动，从而能够稳定的接收测温引线8 的信号并进行处理和存储，完成测量后将测温芯片分解下来，通过专用软件读取温度数据，由于篦齿环4内的温度较低，测温芯片能够稳定工作，对测点处的温度进行精准的测量。完成了在发动机狭小空间、油气混合、高温高离心力等恶劣环境下测量不同转速下对转轴间滚子轴承内圈温度变化情况的测量。为优化轴承结构设计，提高轴承可靠性方面提供了宝贵的数据支撑。
26.优选地，测温引线8共有四组并且两根测温引线8引入到篦齿环4上，形成第一测点9、第二测点10；一根引入到轴承内圈侧壁面，形成第三测点11；一根引入到轴承内圈内表面，形成第四测点12。通过设置四根测温引线8能够分别对篦齿环4、圆柱滚子轴承3的轴承内圈内表面和内圈侧壁面的温度进行准确测量。同时由于第二测点10、第三测点11和第四测点12无法直接通过引线测得，在篦齿环4与轴承内圈接触面附近可对其分别进行打接头处理。
27.如图3、图4所示，优选地，在容纳腔5处形成18.6mmx10mm的环槽，壳体包括与篦齿环4相连的上壳体13和与高压涡轮轴1相连的下壳体14，上壳体13和下壳体14的外壁面均为与篦齿环4同轴设置的圆弧面，上壳体 13与下壳体14之间开设有封闭的内腔，测温芯片设于内腔内，上壳体13、下壳体14、篦齿环4上开设有供测温引线8引出的引线孔7，篦齿环4上的引线孔7开设有对下壳体14对应的拐角处。
28.通过将测温芯片夹持在上壳体13和下壳体14之间来实现对测温芯片的稳定固定翼，上壳体13和下壳体14的长度为18mm，以方便安装，通过设置引线孔7来将测温引线8稳定的引出，同时对测温引线8起到一定的导向和固定作用。
29.优选地，篦齿环4的内壁面上开设有沿主轴径向设置的圆柱形的内孔，所述上壳体13上设有沿主轴径向设置的圆柱形的安装座15，所述安装座15插入至内孔内。通过安装座15与内孔的配合，实现上壳体13与篦齿环4的稳定固定。
30.优选地，内孔内设有同轴设置的卡环，安装座15上开设有能够与卡环卡接配合的环形卡槽16，通过卡环与环形卡槽16的设置使得篦齿环4与上壳体13之间进一步的安装固定。
31.优选地，上壳体13与下壳体14的两侧侧壁面上均设有与容纳腔5的内壁相抵的凸台17，下壳体14的内壁面上开设有与高压涡轮轴1配合的限位槽18，由于篦齿环4温度较高，凸台17的设置能够避免上壳体13与下壳体 14的侧面与篦齿环4侧面接触，防止壳体内的测温芯片温度太高而烧坏，限位槽18的设置能够使得下壳体14与高压涡轮轴1稳定的定位卡
紧。
32.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。