径向传动杆组件和降低径向传动杆组件磨损的方法与流程

1.本发明涉及发动机的传动系统，具体涉及传动系统的径向中空杆。


背景技术：

2.径向传动杆组件是涡轮发动机传动系统中用于传递发动机的高压转子和附件齿轮箱间运动和载荷的装置。由于涡轮发动机空间限制，径向传动杆组件(以下简称中空杆)通常为大长径比的中空杆，两端设置花键，一端与高压转子端中央传动齿轮箱连接，另一端与附件齿轮箱连接。通常情况下，发动机工作时，中空杆转速很高且载荷也较大，中空杆两端花键的工作情况较为恶劣，需要有效的润滑方式。
3.径向传动杆组件工作时，两端花键工况恶劣，需要有效的润滑方式，从而保证中空杆运转平稳，提高工作可靠性。由于发动机内部空间限制，通常只有连接中央传动齿轮箱的花键能够得到强制润滑。用于连接附件齿轮箱的花键只能通过油雾或溅射到的油滴少量润滑，通过油雾润滑获得的油滴一般较少，因此油雾润滑一般适用于低速、低载工况。而花键通过开孔润滑也会降低中空杆整体强度，造成局部应力集中。因此，在发动机运转过程中，得不到强制润滑的用于连接附件齿轮箱的花键容易磨损失效。
4.此外，为了保证中央传动齿轮箱和附件齿轮箱的腔压一致，在中空杆端面会设计通气孔，但少量润滑油会通过通气孔进入中空杆中空内腔。若动杆内腔引入滑油，则滑油在内壁容易形成一定厚度的油膜，会引起额外的不平衡量，放大中空杆的振动响应，从而加速中空杆花键磨损。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种径向传动杆组件，能够同时解决径向传动杆组件内腔积油和端部花键无强制润滑的问题。
6.上述径向传动杆组件包括中空杆和调整环，所述中空杆具有连通两端的内孔以及位于端部的外周面的花键，所述调整环位于所述中空杆的一端，所述调整环的外周面与所述内孔配合，所述调整环的外周面设置有漏油槽，漏油槽贯穿调整环的里端面并向外延伸越过中空杆的一端。
7.在一个或多个实施方式中，所述调整环包括第一配合段和挡边凸台，所述第一配合段的外周面与所述内孔配合，所述挡边凸台抵挡所述中空杆的端面，所述第一配合段的外周面具有漏油凹槽，所述挡边凸台具有漏油缺口，所述漏油凹槽和所述漏油缺口连通形成所述漏油槽。
8.在一个或多个实施方式中，所述径向传动杆组件还包括位于所述中空杆另一端的分油套，分油套用于接收滑油射流，该分油套包括第二配合段，所述第二配合段的外周面与所述内孔配合；收油段，用于接收喷射的滑油射流，包括多个径向甩油孔；以及挡油板，位于所述第二配合段和所述收油段之间，包括通气孔，所述通气孔贯穿所述挡油板。
9.在一个或多个实施方式中，所述收油段还包括凸台，所述凸台抵挡所述中空杆的
端面，所述径向甩油孔贯穿所述凸台。
10.在一个或多个实施方式中，所述通气孔设置成在所述挡油板上对称分布的一对腰型通气孔。
11.在一个或多个实施方式中，所述径向传动杆组件包括一组具有不同面积占比腰型通气孔的多个分油套，任一该分油套与所述中空杆可拆卸地连接。
12.本发明的另一个目的是提供一种降低径向传动杆组件磨损的方法，所述径向传动杆组件包括中空杆，所述中空杆具有连通两端的内孔以及位于端部的外周面的花键；将滑油向所述中空杆的一端供给，并从该一端传输到所述中空杆的另一端，利用离心力将滑油从所述中空杆的两端导到各处所述花键，其特征在于，在滑油于所述中空杆的内孔的形成有厚度的油膜前，将滑油排出，避免所述中空杆滑油积聚，借此起到降低中空杆振动的作用，同时利用排出的滑油在离心力的作用下完成对花键的润滑，从而起到改善花键润滑状态的作用。
13.上述径向传动杆组件通过在调整环的外周面设置有轴向延伸的漏油槽，能够将中空杆内腔的滑油通过轴向漏油槽顺利排出，避免了中空杆内腔滑油积聚，从而起到降低径向传动杆组件振动的作用；同时，通过漏油槽排出的滑油在离心力的作用下能够完成对端部花键的润滑，从而起到改善花键润滑状态的作用，有效提高花键工作寿命。
附图说明
14.本发明的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：
15.图1是径向传动杆组件的结构示意图。
16.图2是中空杆的结构示意图。
17.图3是调整环的结构示意图。
18.图4是中空杆和调整环的装配示意图。
19.图5是分油套的结构示意图。
20.图6是滑油射流喷射到挡油板非开孔位置时的示意图。
21.图7是滑油射流喷射到挡油板通气孔位置时的示意图。
22.符号标记说明
23.100
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分油套
24.101
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收油段
25.102
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通气孔
26.103
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径向甩油孔
27.104
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挡油板
28.105
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第二配合段
29.106
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凸台
30.200
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中空杆
31.201
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中空杆第二配合段
32.202
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内孔
33.203、204
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花键
34.205
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中空杆第一配合段
35.300
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调整环
36.301
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漏油槽
37.302
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第一配合段
38.303
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挡边凸台
39.312
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漏油凹槽
40.313
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漏油缺口
41.401
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滑油射流
42.402
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圆周线
具体实施方式
43.下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。需要注意的是，这些以及后续其他的附图均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
44.如图1和图2所示，径向传动杆组件包括分油套100、中空杆200和调整环300，是涡轮发动机中用于将动能从中央传动齿轮箱传递到附件齿轮箱的组件，径向传动杆组件还用来传递起动机的扭矩，以带转发动机高压转子，达到起动发动机的目的。一般的，径向传动杆组件一端部的花键203用于与中央传动齿轮箱配合，另一端部的花键204用于与附件齿轮箱配合，以传递发动机高压转子和附件齿轮箱之间的运动和载荷。
45.中空杆200的具体结构参考图2所示，中空杆200具有连通两端的内孔202和位于两个端部外周面的花键203、204。中空杆200的两端分别为中空杆第一配合段205和中空杆第二配合段201，中空杆第一配合段205和中空杆第二配合段201分别与调整环300和分油套100配合。
46.优选的，中空杆第一配合段205和中空杆第二配合段201分别与调整环300和分油套100过盈连接，以实现分油套100、中空杆200和调整环300之间的固定连接。
47.结合图1至图4所示，调整环300与中空杆200的中空杆第一配合段205连接，调整环300的外周面与内孔202的内壁面配合。调整环300的外周面还设置有漏油槽301，漏油槽301贯穿调整环300的里端面并向外延伸越过中空杆200的一端。需要说明的是，里端面指的是调整环300安装在内孔202里的端面，漏油槽301的延伸方向指的是中空杆200的轴线方向。也即，漏油槽301位于里端面的开口与内孔202连通，且漏油槽301的出口位于中空杆200外部的位置，以导出内孔202内的滑油。
48.参照图3和图4理解，漏油槽301贯穿调整环300位于内孔202的内壁的里端面，并向外延伸，越过中空杆200连接调整环300的中空杆第一配合段205的端面，以将滑油引出至中空杆200外部。中空杆200的内腔若积聚滑油，则滑油可由轴向延伸的漏油槽301排出，避免滑油在内壁内形成一定厚度的油膜，从而引起额外的不平衡量。
49.例如，当中空杆200的内孔202有积聚滑油时，由于中空杆第一配合段205的内壁面
与调整环300的外周面接触，且调整环300的外周面上具有轴向延伸的漏油槽301，因此在径向传动杆组件转动过程中，内孔202内积聚的滑油可沿着中空杆200的轴线方向流动，并最终通过同样沿轴线方向的漏油槽301排出，从而解决径向传动杆组件内腔积油的问题，避免积聚滑油在内孔202的内壁面形成的一定厚度的油膜而引起额外的不平衡量，从而降低中空杆整体的振动响应。
50.此外，由于径向传动杆组件保持旋转，因此从漏油槽301排出至外部的滑油受到离心力，并在离心力的作用下滴至中空杆200一端的花键204上，从而有效润滑花键204，实现对中空杆200端部花键的有效润滑。
51.具体的，调整环300的一个实施例如图3和图4所示。调整环300包括第一配合段302和挡边凸台303，第一配合段302的外周面与内孔202配合，挡边凸台303抵挡中空杆200的端面。调整环300的外周面设置有轴向延伸的漏油槽301，第一配合段302的外周面具有漏油凹槽312，挡边凸台303具有漏油缺口313，漏油凹槽312和漏油缺口313连通形成漏油槽301。从内孔202内沿轴线方向流出的积聚滑油，由第一配合段302上的漏油凹槽312流入漏油槽301，再由挡板凸台303上的漏油缺口313流出至内孔202的外部，上述结构使得漏油槽301起到有效排出集聚滑油的作用。
52.漏油槽301包括但不限于上述实施方式，在其他实施例中，滑油槽的开口位于调整环300置于内孔202的内部，而滑油槽的出口设置在调整环300位于内孔202的外部的任一位置，可减少滑油到达花键的距离，提高由漏油槽内流出的油对花键的润滑效果。
53.参照图5至图7所示，径向传动杆组件还包括位于中空杆200另一端的分油套100，分油套100用于接收滑油射流401。分油套100的外周面与内孔202的内壁面配合。结合图1和图2所示，分油套100的外周面与中空杆200的中空杆第二配合段201配合。
54.参照图5，分油套100包括第二配合段105、收油段101和挡油板104。第二配合段105的外周面与内孔200配合，收油段101用于接收喷射的滑油射流401。收油段101包括多个径向甩油孔103，径向甩油孔103用于甩出滑油。优选的，收油段101包括凸台106，凸台106用于抵挡中空杆200的端面，径向甩油孔103贯穿凸台106。通过贯穿凸台106的径向甩油孔103所甩出的滑油也受到因中空杆200旋转而带来的离心力，从而滴至中空杆200另一端的花键203上，起到对中空杆200另一端的花键203的有效润滑。
55.分油套100的挡油板104位于第二配合段105和收油段101之间，挡油板104包括通气孔102，通气孔102贯穿挡油板104。优选的，通气孔102设置成在挡油板104上对称分布的一对腰型通气孔。
56.径向传动杆组件的工作过程参考图6和图7所示，径向传动杆工作时滑油通过喷嘴喷射进分油套100内，滑油射流401与挡油板104接触位置与腰形通气孔102所在的圆周线402位置重合。
57.在图6中，当径向传动杆组件工作时，滑油通过喷嘴喷射进分油套100内，径向传动杆组件在转动过程中，滑油射流401喷射到挡油板104非开孔位置时，滑油回溅至收油槽101内，在离心力作用下通过甩油孔103流出，从而完成对径向传动杆组件一端的花键203的润滑。在图7中，滑油射流401喷射到挡油板104的通气孔102位置时，滑油射流401穿过通气孔102而进入内孔202，最终通过调整环300上的漏油槽301排出，在离心力作用下通过漏油缺口313流出，从而完成对径向传动杆组件另一端的花键204的润滑。
58.由上述过程可知，通过设置轴向漏油槽301，内孔202内腔的滑油能够通过漏油槽301顺利排出，避免了滑油的积聚，从而起到降低径向传动杆组件振动的作用。同时，通过漏油槽301排出的滑油在离心力的作用下能够完成对花键204的润滑，从而起到改善花键204润滑状态的作用。
59.优选的，径向传动杆组件包括一组具有不同面积占比腰型通气孔的多个分油套，任一该分油套与中空杆200可拆卸地连接。通过调整分油套100上通气孔102的周向面积占比，可以调整径向传动杆组件两端花键的滑油分配比例。例如，通过提高通气孔102的周向面积占比，则进入中空杆200的内腔202内的滑油增多，因此减少对位于分油套100一端的花键203的润滑，而增加位于调整环300一端的花键204的润滑；通过降低通气孔102的周向面积占比，进入内腔202的滑油减少，则增加对位于分油套100一端的花键203的润滑，而减少位于调整环300一端的花键204的润滑。
60.结合上述对径向传动杆组件的描述，还可以理解到一种降低径向传动杆组件磨损的方法。径向传动杆组件包括中空杆200和调整环300，中空杆200具有连通两端的内孔202以及位于端部的外周面的花键203、204。将滑油向中空杆200的一端供给，并从该一端传输到中空杆200的另一端，利用离心力将滑油从中空杆200的两端导到各花键203、204。在滑油于中空杆200的内孔202的形成有厚度的油膜前，将滑油排出，避免中空杆200的内腔滑油积聚，借此起到降低中空杆200振动的作用，同时利用排出的滑油在离心力的作用下完成对花键203、204的润滑，从而起到改善花键203、204润滑状态的作用。也即，通过在调整环300的外周面设置的漏油槽301将中空杆200内腔开放，以在中空杆200内腔滑油积聚前通过漏油槽301将滑油排出，借此起到降低中空杆200振动的作用，同时利用漏油槽301排出的滑油在离心力的作用下完成对花键204的润滑，从而起到改善花键204润滑状态的作用。
61.采用上述具有排油和自润滑功能的径向传动杆组件，能够将径向传动杆组件内腔的滑油通过漏油槽顺利排出，避免了内腔滑油积聚，从而起到降低径向传动杆组件振动的作用。同时，通过轴向漏油槽排出的滑油在离心力的作用下能够完成对花键的强制润滑，从而改善花键润滑状态，有效降低径向传动杆组件的磨损。
62.本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本发明权利要求所界定的保护范围之内。