Система опор роторов газотурбинного двигателя

 

Использование: снижение нагрузок на подшипники при разработке ГТД Сущность изобретения: трехопорная система внутИзобретенме относится к двигателестроению, в частности к конструкциям опор газотурбинных двигателей, и может применяться на газотурбинных двигателях в автомобильнойиавиационной промышленностях. Турбокомпрессор трехзального двухконтурного турбореактивного двигателя состоит из трехступенчатого вентилятора, трехступенчатого компрессора низкого давления и шестиступенчатого компрессора высокого давления, приводимых одноступенчатыми турбинами высокого и низкого давления и двухступенчатой турбиной вентилятора . Валы двигателя имеют восемь опор: ротор вентилятора опирается на два роликовых и один шариковый подшипник, ротор среднего давления - на один роликовый и один шариковый подшипники, ротор высокого давления - на два роликовых и один шариковый подшипники Ротор высореннего и внешнего концентрично расположенных и оппозитно вращающихся роторов снабжена фигурной втулкой, средняя опора цилиндрическим стаканом, передняя и задняя опоры - двумя радиально-опорными роликовыми подшипниками, внутренние кольца которых установлены на внутреннем и внешнем роторах соответственно. Средняя опора снабжена тремя радиально-упорными шариковыми подшипниками, внутренние кольца двух из которых установлены на внутреннем и внешнем роторах, соответственно, их внешние кольца установлены в цилиндрическом стакане, внутреннее кольцо третьего подшипника установлено на фигурную втулку, а внешнее кольцо в корпусе средней опоры. 4 ил. кого давления вращается в направлении, противоположном двум другим роторам. Турбокомпрессор двухвального двухконтурного турбореактивного, двигателя АИ-25 состоит из трехступенчатого компрессора низкого давления и восьмиступенчатого компрессора высокого давления, приводимых одноступенчатой турбиной высокого давления и двухступенчатой турбиной низкого давления. Валы двигателя имеют шесть опор: ротор компрессора низкого давления опирается на два радиальноопорных роликовых и один радиально-упорный шариковый подшипники , ротор высокого давления опирается на один радиально-упорный шариковый и радиально-опорный роликовый подшипники. Между роторами под камерой сгорания установлен промежуточный роликовый подшипник . Ротора вращаются в одном направлении w Ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 02 C 7/20, 3/067

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕ/1ЬСТВУ (21) 4841854/06 (22) 22.06,90 (46) 07.07.92. Бюл. ¹ 25 (71) Научно-исследовательский институт специального машиностроения при МГТУ им. Н.Э,Баумана (72) П,ВМалина и А,С.Яковлев (53) 621.438(088.8) (56) Скубачевский Г.С. Авиационные газотурбиннные двигатели, — M,: Машиностроение, 1969. с. 59, рис, 3,056. (54) СИСТЕМА ОПОР РОТОРОВ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ (57) Использование: снижение нагрузок на подшипники при разработке ГТД, Сущность изобретения: трехопорная система внутИзобретение относится к двигателестроению, в частности к конструкциям опор газотурбинных двигателей, и может применяться на. газотурбинных двигателях в автомобильной и авиационной промышленностях.

Турбокомпрессор трехвального двухконтурного турбореактивного двигателя состоит из трехступенчатого вентилятора, трехступенчатого компрессора низкого давления и шестиступенчатого компрессора высокого давления, приводимых одноступенчатыми турбинами высокого и низкого давления и двухступенчатой турбиной вентилятора. Валы двигателя имеют восемь опор: ротор вентилятора опирается на два роликовых и один шариковый подшипник, ротор среднего давления — на один роликовый и один шариковый подшипники, ротор высокого давления — на два роликовых и один шариковый подшипники. Ротор высо,, ЯЛ,, 1746013 А1 реннего и внешнего концентрично расположенных и оппозитно вращающихся роторов снабжена фигурной втулкой, средняя опора цилиндрическим стаканом, передняя и задняя опоры — двумя радиально-опорными роликовыми подшипниками, внутренние кольца которых установлены на внутреннем и внешнем роторах соответственно, Средняя опора снабжена тремя радиально-упорными шариковыми подшипниками, внутренние кольца двух из которйх установлены на внутреннем и внешнем роторах, соответственно, их внешние кольца установлены в цилиндрическом стакане, внутреннее кольцо третьего подшипника установлено на фигурную втулку, а внешнее кольцо в корпусе средней опоры. 4 ил, кого давления вращается в направлении, противоположном двум другим роторам.

° Турбокомпрессор двухвального двухконтурного турбореактивного. двигателя

AN-25 состоит из трехступенчатого компрессора низкого давления и восьмиступенчатого компрессора высокого давления, приводимых одноступенчатой турбиной высокого давления и двухступенчатой турбиной низкого давления. Валы. двигателя имеют шесть опор: ротор компрессора низкого давления опирается на два радиальноопорных роликовых и один радиально-упорный шариковый подшипники, ротор высокого давления опирается на один радиально-упорный шариковый и радиально-опорный роликовый подшипники.

Между роторами под камерой сгорания установлен промежуточный роликовый подшипник, Ротора вращаются в одном направлении.

В известной системе опор роторов газо- турбинного двигателя с концентричным расположением и оппозитным вращением роторов, Внутренний ротор опирается на два подшипника — один располагается перед компрессором, другой — за турбиной.

Внешний ротор также имеет два подшипни,а. Передний подшипник внутренним кольцом установлен на вал внутреннего ротора, в внешним — на диск компрессора внешнего ротора. Задний подшипник располагается под камерой сгорания, вследствие чего турбина внешнего ротора закреплена консольно.

Недостатками известной системы являются перегруженность переднего подшипника внешнего ротора из-за того, что внутреннее и внешнее кольца вращаются в разные стороны, и консольное крепление турбины внешнего ротора, что приводит к возникновению колебаний диска. Кроме того, внутренний ротор компрессора выполнен дисковым, что утяжеляет конструкцию.

Цель изобретения — снижение нагрузок на подшипники при выполнении внутреннего ротора барабанно-дисковым.

Предлагаемая система позволяет унифицировать сдвоенные подшипники, что приводит к их меньшей номенклатуре. Наличие сдвоенных подшипников в опорах облегчает эксплуатацию и техническое обслуживание газотурбинного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в системе опор в общей схеме газотурбинного двигателя, содержащего осевой компрессор, связанный посредством валов с рабочими колесами турбин, установленный на опорах корпуса, камеру сгорания, сопловой аппарат и выходное устройство, внутренний ротор выполняется барабанно-дисковым, а система опор снабжена фигурной втулкой, средняя опора— цилиндрическим стаканом, передняя и задняя опоры -- двумя радиально-опорными роликовыми подшипниками, внутренние кольца которых установлены на внутреннем и внешнем роторах соответственно, а средняя опора снабжена тремя радиально-упорными шариковыми подшипниками, внутренние кольца которых установлены на внутреннем и внешнем роторах соответственно, их внешние кольца установлены s цилиндрическом стакане, внутреннее кольцо.третьего подшипника установлено на фигурную втулку, а внешнее кольцо- в корпусе средней опоры.

На фиг,1 изображена конструктивная схема предлагаемой системы опор роторов в газотурбин ном двигателе; на фиг.2 — передняя опора; на фиг.3 — средняя опора, на фиг,4 — задняя опора, Предлагаемая система опор роторов в общей схеме газотурбинного двигателя состоит из корпуса компрессора 1, к передней части которого пристыкован корпус передней опоры 2, в который установлены внешними кольцами два радиально-опорных роликовых подшипника 3. К задней части корпуса компрессора присоединен корпус средней опоры 4 со спрямляющим аппаратом и диффузором, внутри которого закреплен внешним кольцом радиально-упорный шариковый подшипник 5. Далее к корпусу средней опоры присоединен корпус камеры

6 сгорания с камерой сгорания и форсунками, корпус турбины 7 с сопловым аппаратом первой ступени турбины, корпус задней опоры 8, внутри которого установлены внешними кольцами два радиально-опорных роликовых подшипника 9, К корпусу задней опоры присоединено выходное устройство 10. Внешний ротор компрессора 11 передней частью установлен во внутреннее кольцо переднего радиально-опорного роликового подшипника 3. Задняя часть ротора присоединена к фигурной втулке 12, закрепленной на внутреннем кольце радиально-упорного подшипника 5 и соединенной с внешним валом 13, на передней части которого установлено внутреннее кольцо заднего радиально-упорного шарикового подшипника 14, закрепленного внешним кольцом в цилиндрическом стакане 15, Задняя часть внешнего вала присоединена к рабочему колесу турбины 16 внешнеro ротора, которое закреплено на внутреннем кольце переднего радиальноопорного роликового подшипника 9. Внутренний ротор компрессора 17 передней частью установлен во внутреннее кольцо заднего радиально-опорного роликового подшипника 3, а задней частью пристыкован к внутреннему валу 18, на передней части которого закреплено внутреннее кольцо переднего радиально-упорного шарикового подшипника 14, установленного внешним кольцом в цилиндрическом стакане 15. Задняя часть внутреннего вала соединена с рабочим колесом турбины 19 внутреннего ротора и установлена во внутреннем кольце заднего радиально-опорного роликового подшипника 9.

Формула изобретения

Система опор роторов газотурбинного двигателя, содержащая установленные в корпусах заднюю, среднюю и переднюю подшипниковые опоры, размещенные на концентрично расположенных и оппозитно вращающихся внутреннем и внешнем рото1746013 рах с осевыми компрессорами и турбинами, отличающаяся тем, что, с целью снижения нагрузок на подшипники при выполнении внутреннего ротора барабаннодисковым, система опор снабжена фигурной втулкой, средняя опора — цилиндрическим стаканом, передняя и задняя опоры — двумя радиально-опорными роликовыми подшипниками, внутренние кольца которых установлены на внутреннем и внешнем роторах соответственно, а средняя опора снабжена тремя радиально-упорными шариковыми подшипниками, внутренние кольца двух из которых установ5 лены на внутреннем и внешнем роторах соответственно, их внешние кольца установлены в цилиндрическом стакане, внутреннее кольцотретьего подшипникаустановлено на фигурную втулку, а внешнее

10 кольцо — в корпусе средней опоры.

1746013 авиа. 3

Составитель А. Яковлев

Техред М.Моргентал Корректор Н, Король

Редактор Н. Яцола

Г1роизводственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2377 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5