Узел межвальной опоры турбомашины

 

Использование: в конструкциях авиационных газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: между внутренним и внешним валами установлен промежуточный элемент, выполненный в виде двух концентричных полых цилиндров, соединенных между собой радиальной стенкой. Цилиндр меньшего диаметра установлен на внутреннем валу, наружное кольцо подшипника установлено на внутренней поверхности большего по диаметру цилиндра , з внутреннее кольцо - на наружной поверхности внешнего вала 1 ид

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Комитет Российской Федерации. по патентам и товарным знакам

t (21) 5006826/06 (22) 29.0791 . (46) 30.И.93 Бюл. Ма 43-44 (71) Ащионерное общество открытого типа "Авиадвигатель" (73) Иванов НА: Соловьев ПА; Язев EN

p3} Акционерное общество открытого типа АвиадвиГатель" (54) УЗЕЛ МЕЖВАЛЬНОЙ Ой ОРЬ} ТУРБОМАШИЯЫ (57) Использование: в конструкциях авиационных (19) RU (11) 2003821 С1 (51) 5 Р 92 С 7 36 газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: между внутренним и внешним валами установлен промежуточный элемент, выполненный в виде двух концентричных полых цилиндров, соединенных между собой радиальной стенкой. Цилиндр мень— шего диаметра установлен на внутреннем валу, наружное кольцо подшипника установлено на внутренней поверхности большего по диаметру цилиндра, а внутреннее кольцо — на наружной поверхности внешнего вала 1 ип.

2003821

Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкциях авиационных газотурбинных двигателей.

Известен узел соединения валов двухоального газотурбинного двигателя с проме>куточным валом, где для ограничения прогиба внутреннего вала в средней части между опорами на концах вала применен межвальный подшипник (1), Однако данная конструкция не обеспечивает стабильности радиального люфта в межвальном подшипнике при работе двигателя, что может привести к проскальзыванию и износу деталей подшипника и снижению надежности работы узла, Известна также конструкция узла межвальной опоры турбомашины, имеющего роликовый подшипник, наружное кольцо которого поса>кено на вал привода компрессора высокого давления (КВД), а внутреннее кольцо — на вал ротора турбины низкого давления (ТНД) (21.

Однако обороты ротора КВД значительно превосходят обороты ротора КНД, поэтому наружное кольцо межвального подшипника имеет обороты выше, чем внутреннее. Под действием центробежных сил вытяжка наружного кольца значительно превосходит вытяжку внутреннего кольца и увеличение радиального люфта в подшипнике в работе соизмеримо с величиной монтажного радиального люфта неработающего двигателя. Таким образом, недостатком известной конструкции узла межвальной опоры является то, что она не может обеспечивать оптимальную величину радиального люфта на работающем двигателе, что является причиной проскальзывания и износа подшипника, Для устранения проскальзывания в данной конструкции можно идти по пути уменьшения количества роликов в комплекте (повышение нагрузки на один ролик). Однако зто при определенных условиях может привести к значительному увеличению контактных нагрузок на детали подшипника, их выкрашиванию и разрушению.

Целью изобретения является повышение надежности работы узла межвальной опоры турбомашины.

Поставленная цель достигается тем, что узел межвальной опоры турбомашины, расположенный между опорами на концах внутреннего вала, содержащий роликовый подшипник, согласно изобретению снабжен промежуточным элементом,. выполненным в виде двух концентричных полых цилиндров, соединенных между собой радиальной стенкой, причем цилиндр меньше50

ТНД, т,е. между валом 1 КВД и валом 11 ТНД через подшипник 6 и промежуточный элвмент 10 осуществляется жесткая связь, выполняющая роль промежуточной опоры между двумя роторами.

Обороты.наружного кольца 9 подшипника 6 ниже оборотов внутреннего кольца 5 подшипника 6, Это ведет к тому, что вытяжка внутреннего кольца 5, вращающегося с большими оборотами. компенсируется вытяжкой наружного кольца 9, имеющего меньшие обороты, но большую массу. На наружное кольцо 9 давит комплект роликов

ro диаметра установлен на внутреннем валу, наружное кольцо подшипника установлено на внутренней поверхности цилиндра большего диаметра, а внутреннее кольцо подшипника — на наружной поверхности внешнего вала, На чертеже показана схема установки ротора ТВД двухвального газотурбинного двигателя с узлом межвальной опоры, Вал 1 КВД и вал 2 ТНД соединяются между собой валом 3 привода КВД, который крепится гайкой 4. Внутреннее кольцо 5 подшипника 6 располагается на вале 1 КВД и затянуто гайкой 7, которая контрится ча"5 шечным замком 8. Наружное кольцо 9 подшипника 6 с помощью промежуточного . элемента 10;связано с валом 11 ТНД. Смазка и охлаждение подшипника 6 осуществляются по каналам 12..сброс отработанного

20 масла осуществляется через отверстйя 13 и

14. Подшипник 6 выполнен с буртами 15 ка внутреннем кольце 5.

Сборка узла межвальной опоры турбомашины осуществляется в следующей по25 следователькости. Вал 3 привода. КВД. . устанавливают.на вал.1 КВД и затягивают гайкой 4, Внутреннее кольцо 5 подшипника

6.с комплектом роликов и.сепатором (ке обозначены} устанавливают ка вал 1 КВД, 30 после чего ставят чашечный замок 8 и затягивают гайкой 7; которую контрят обжимкой чашечного замка 8; Эатем собирают узел, состоящий из промежуточного элемента 10,наружного кольца 9 подшипника 6, которые

35. крепятся гайкой (ке обозначена), Собранный узел устанавливают в узел межвальнай опоры с постановкой наружного кольца. 9 подшипника: по роликам. В вал 3 привода

КВД устанавливают пакет деталей 16 и стя40 гивают его гайкой 17. После. чего ставится ротор ТВД, затем- ТНД с посадкой по про-: межуточному элементу 10.

Узел работает следующим образом. На работающем двигателе внутренкев кольцо 5

45 подшипника 6 опирается на вал 1 КВД. Наружное кольцо 9 подшипника 6 через промежуточный элемент 10 опирается на вал 11

2003821 и сепаратор. Таким образом, радиальный люфт в подшипнике 6 в процессе работы практически постоянен и равен монтажному.

Смазка подшипника осуществляется . следующим образом. Масло подается по ка- 5 налам 12 под крылышки сепаратора подшипника 6, смазывая его. Слив масла происходит через отверстия 13 и 14. Бурты

15 подшипника 6 не препятствуют сбросу масла, загрязнений и продуктов износа, т,к. 10 располагаются на внутреннем кольце 5 подшипника 6.

Таким образом, по сравнению с известной данная конструкция узла межвальной

15 полненным в виде двух концентричных полых цилиндров, соединенных между собой радиальной стенкой, причем цилиндр

20 меньшего диаметра установлен на внутреннем валу, наружное кольцо подшипника установлено на внутренней поверхности цилиндра большего диаметра, а внутреннее кольцо подшипника - на

25 наружной поверхности внешнего вала.

Составитель Н.Воробьева

Техред M.Moðãåíòàë Корректор М.Самборская

Редактор Н,Цалихина

З .аз 3315

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатенга

113035, Москва, Ж-35, Раушская a6Ä 4/5

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

Формула изобретения

УЗЕЛ МЕЖВАЛЬНОЙ ОПОРЫ ТУРБОМАШИНЫ, содержащий расположенный между опорами, рвзмещеннымй на концах внутреннего вала, роликовый подшипник, одно из колец которого размещено на внешнем валу, отличающийся тем, что узел снабжен промежуточным элементом, выопоры турбомашины обладает большей надежностью за счет достижения стабильности радиального люфта в подшипнике, исключения контакта подшипника с деталями в процессе. сборки, а также улучшения условий слива масла, удаления загрязнений и продуктов износа, (56) 1. Авторское свидетельство СССР

hh 1563302, кл. F 02 С 7(00, опублик. 1968.

2,Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-ЗОКУ. Техническое описание. M.: Машиностроение, 1975, с.24, 165,