Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя



Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя
Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя
Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя

 


Владельцы патента RU 2482303:

Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах. Технический результат, достигаемый при использовании данного решения, заключается в исключении дефекта проскальзывания при работе двигателя. Указанный технический результат достигается тем, что подшипник выполнен радиально-упорным, шлицы и ответные шлицы одного из шлицевых соединений выполнены винтовыми в виде многозаходной резьбы, витки которой направлены в противоположную сторону от направления вращения ротора высокого давления с возможностью осевого смещения рессоры для создания осевого усилия на наружное кольцо подшипника при работе двигателя после прохождения режима его запуска, кроме того, дополнительно содержит средство фиксации, ограничивающее осевое смещение рессоры в направлении от подшипника. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах.

Известен газотурбинный двигатель, содержащий роликоподшипник, внутреннее кольцо которого закреплено на валу ротора низкого давления, а наружное кольцо установлено в узле центральной конической передачи на внутренней поверхности конической шестерни (см. рис.6.13, авторы: Ю.С.Елисеев и др. «Технология эксплуатации, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей», Москва, «Высшая школа», 2002. Приложение №1 на 2-х листах прилагается).

К недостаткам такой опоры следует отнести расположение колец подшипника на вращающихся роторах, что приводит к проскальзыванию тел качения и нарушению работы подшипника, с последующим его разрушением. Дефект проскальзывания происходит из-за небольших радиальных нагрузок, приходящих на такие опоры.

Задача изобретения - обеспечить работоспособность передней опоры ротора низкого давления, заменив радиальный роликовый подшипник радиально-упорным шариковым подшипником и принудительно загрузив его осевой нагрузкой.

Технический результат, достигаемый при использовании данного решения, заключается в исключении дефекта проскальзывания при работе двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя, содержащая подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на валу ротора низкого давления, а наружное кольцо в узле конической передачи на внутренней поверхности конической шестерни, контактирующей с рессорой посредством шлицевого соединения, при этом рессора контактирует с цапфой ротора высокого давления посредством шлицевого соединения, при этом подшипник выполнен радиально-упорным, шлицы и ответные шлицы одного из упомянутых шлицевых соединений выполнены винтовыми в виде многозаходной резьбы, витки которой направлены в противоположную сторону от направления вращения ротора высокого давления с возможностью осевого смещения рессоры для создания осевого усилия на наружное кольцо подшипника при работе двигателя после прохождения режима его запуска, кроме того, дополнительно содержит средство фиксации, ограничивающее осевое смещение рессоры в направлении от подшипника.

Новым является то, что подшипник выполнен радиально-упорным, шлицы и ответные шлицы одного из упомянутых шлицевых соединений выполнены винтовыми в виде многозаходной резьбы, витки которой направлены в противоположную сторону от направления вращения ротора высокого давления с возможностью осевого смещения рессоры для создания осевого усилия на наружное кольцо подшипника при работе двигателя после прохождения режима его запуска, кроме того, дополнительно содержит средство фиксации, ограничивающее осевое смещение рессоры в направлении от подшипника.

При этом средство фиксации выполнено в виде бурта, расположенного на рессоре со стороны ротора высокого давления с возможностью упора в торцевую поверхность его цапфы.

Замена радиального роликового подшипника радиально-упорным шариковым подшипником и загрузка его осевой нагрузкой позволяет отказаться от радиального смещения опор для создания дополнительной радиальной нагрузки. Это способствует взаимозаменяемости элементов двигателя, появляется дополнительная модульность.

Для исключения дефекта проскальзывания в подшипнике наружное кольцо дополнительно подгружается осевой силой, приходящей от рессоры, которая смещается в осевом направлении из-за шлицевого соединения, которое выполнено в виде многозаходной резьбы. Условие для выбора угла наклона шлиц определяется исходя из того, что угол трения шлиц должен быть меньше по величине угла наклона шлиц, поскольку при осевом перемещении рессоры относительно цапфы не должно происходить заклинки резьбы, т.е. рессора должна свинчиваться с цапфы. Осевое усилие рессоры зависит от угла наклона шлиц и от момента сопротивления кручению, который меняется в зависимости от оборотов ротора высокого давления. Положительным эффектом такого решения является то, что усилие нагружения возрастает с увеличением частоты вращения ротора.

На фиг.1 показан продольный разрез опоры.

На фиг.2 показано угловое расположение сечения А-А шлицевого соединения относительно оси вращения.

На фиг.3 показано сечение шлицевого соединения.

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя содержит радиально-упорный подшипник 1, внутреннее кольцо 2 которого установлено на валу 3 ротора низкого давления, а наружное кольцо 4 в узле конической передачи на внутренней поверхности 5 конической шестерни 6, которая контактирует с рессорой 7 посредством шлицевого соединения 8. При этом рессора контактирует с цапфой 9 ротора высокого давления посредством шлицевого соединения 10. Рессора содержит средство фиксации, которое выполнено в виде бурта 11, с возможностью его упора в торцевую поверхность 12 цапфы 9.

В процессе работы двигателя крутящий момент ротора высокого давления, направленный в противоположную сторону относительно витков многозаходной резьбы, производит осевое смещение рессоры 7 относительно цапфы 9 вала высокого давления (т.е. рессора свинчивается с цапфы), причем чем больше момент, тем больше осевое усилие, приходящее на подшипник. Поэтому подшипник 1 всегда подгружен осевой силой. Это исключает дефект проскальзывания.

На режиме запуска двигателя, когда при помощи рессоры 7 раскучивается ротор высокого давления. Рессора будет ввинчиваться по шлицам, передавая крутящий момент. Поэтому на рессоре предусмотрен бурт 11, который на этом режиме упирается в торец 12 цапфы. Также этот бурт необходим как ограничитель при перемещении двигателя в нерабочем состоянии.

1. Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя, содержащая подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на валу ротора низкого давления, а наружное кольцо в узле конической передачи на внутренней поверхности конической шестерни, контактирующей с рессорой посредством шлицевого соединения, при этом рессора контактирует с цапфой ротора высокого давления посредством шлицевого соединения, отличающаяся тем, что подшипник выполнен радиально-упорным, шлицы и ответные шлицы одного из упомянутых шлицевых соединений выполнены винтовыми в виде многозаходной резьбы, витки которой направлены в противоположенную сторону от направления вращения ротора высокого давления с возможностью осевого смещения рессоры для создания осевого усилия на наружное кольцо подшипника при работе двигателя после прохождения режима его запуска, кроме того, дополнительно содержит средство фиксации, ограничивающее осевое смещение рессоры в направлении от подшипника.

2. Передняя опора по п.1, отличающаяся тем, что средство фиксации выполнено в виде бурта, расположенного на рессоре со стороны ротора высокого давления с возможностью упора в торцевую поверхность его цапфы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей. .

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности к маслосистеме энергетической газотурбинной установки, применяемой на газоперекачивающих и электрических станциях для привода различных агрегатов (насосов, газовых и воздушных компрессоров, электрогенераторов и т.п.).

Изобретение относится к устройству возврата масла, содержащего промежуточный корпус турбины, на котором установлены верхняя по потоку подшипниковая опора, в которой образовано первое отверстие, и нижняя по потоку подшипниковая опора, в которой образовано второе отверстие, причем в каждой опоре установлен подшипник.

Изобретение относится к центробежному маслоотделителю с переменным проходным сечением, содержащему полый вращающийся вал. .

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и, в частности, к маслосистемам авиационного газотурбинного двигателя (ГТД) маневренных самолетов. .

Изобретение относится к способу, устройству аварийной смазки двигателя, двигателю и транспортному средству, содержащим устройство аварийной смазки. .

Изобретение относится к опорам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к опорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к авиационным газотурбинным двигателям. .

Изобретение относится к смазке подшипников скольжения и, в частности, к распределению холодной смазки на опорной поверхности подшипника скольжения и отводу горячей смазки от опорной поверхности и может быть использовано в компрессорах, турбинах, насосах и других устройствах с вращающимися валами

Изобретение относится к опоре роторов турбин высокого и низкого давления высокотемпературного газотурбинного двигателя, интегрированной с сопловым аппаратом турбины низкого давления

Изобретение относится к турбомашинам, а именно к смазочным устройствам подшипников опор роторов турбин газотурбинных двигателей

Устройство разъединения опоры (7) подшипника в газотурбинном двигателе. Опора (7) подшипника содержит переднюю часть (1) и заднюю часть (2), содержащие соответственно множество передних отверстий (10) и задних отверстий (20), через которые проходят предохранительные винты (3). Для всех винтов предусмотрен зазор (4) между каждым передним отверстием (10) и проходящим через него предохранительным винтом (3), позволяющий избежать за счет указанного зазора любого контакта между передним отверстием (10) и предохранительным винтом (3). Передняя часть (1) и задняя часть (2) опоры подшипника контактируют друг с другом, по меньшей мере, двумя параллельными поверхностями боковин различных диаметров, формирующими наружные и внутренние средства центровки, образующими средство двойной центровки и взаимодействующими друг с другом для обеспечения осевого выравнивания одной из указанных частей относительно другой части. Обеспечивается лучший контроль за функцией разъединения за счет устранения усилий сдвига на предохранительном винте, а также возможность устранить овальную деформацию опоры подшипника. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

Турбинная установка, содержащая, по меньшей мере, одно первое и одно второе рабочие колеса, вал и систему подшипников. Задние поверхности рабочих колес обращены друг к другу. На валу ротора установлены радиальные рабочие колеса. В области обоих радиальных рабочих колес установлены упорные подшипники, соответственно, с одной половиной подшипника ротора и одной половиной подшипника статора. Половина подшипника ротора расположена на задней поверхности сопряженного радиального рабочего колеса. Первое радиальное рабочее колесо выполнено неразъемным. Второе радиальное рабочее колесо с возможностью демонтажа соединено с валом ротора. Вал ротора на выходе из первого радиального рабочего колеса в направлении второго рабочего колеса сужается или имеет постоянный диаметр. Изобретение позволяет упростить монтаж и демонтаж рабочих колес, а также улучшить возможности технического обслуживания. 8 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к способу и к системе смазки, имеющей в своем составе по меньшей мере три различные камеры, каждая из которых заключает в себе по меньшей мере один подшипник качения. Способ состоит в создании избыточного давления в камерах путем вдувания в эти камеры расхода сжатого воздуха через уплотнительные прокладки герметизации, причем в двух так называемых главных камерах создается давление, превышающее давление в оставшейся так называемой вторичной камере, в смазке подшипника качения в главных камерах, в смазке подшипника качения во вторичной камере только путем впрыскивания масляного тумана, поступающего из по меньшей мере одной из главных камер, причем упомянутый масляный туман направляется в результате разности давлений между главными камерами и вторичной камерой, в извлечении оставшейся части смазочного масла, впрыскиваемого в главные камеры, для его направления к масляному резервуару и в направлении воздушно-масляной смеси, поступающей из вторичной камеры, к масляному сепаратору. Технический результат изобретения - повышение эффективности смазки подшипников без использования сложного оборудования. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Коренная шейка содержит средство удержания уплотнительной втулки (200), охватывающей упомянутый вал. Средство удержания содержит сплошной радиальный кольцевой фланец, выполненный с входной стороны на аксиальной цилиндрической части шейки, и средства тангенциального блокирования. Сплошной фланец предназначен для аксиального упора в кольцевой радиальный фланец уплотнительной втулки. Средства тангенциального блокирования выполнены на выходной стороне аксиальной цилиндрической части шейки и предназначены для тангенциального блокирования уплотнительной втулки относительно коренной шейки. Узел включает в себя кольцевой радиальный фланец, содержащий смазочное кольцо, смазочное кольцо находится в поверхностном контакте с внутренней поверхностью шейки, которое своим входным краем аксиально упирается в радиальный кольцевой фланец аксиального упора, выполненный в шейке. Достигается ограничение износов за счет разнесения тангенциальных и аксиальных напряжений в коренной шейке. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 25 ил.

Турбомашина включает статор, ротор, вращающийся в одном заданном направлении, и узел подшипника. Узел подшипника содержит первую часть, присоединенную к статору турбомашины при помощи набора болтов и гаек, вторую часть, присоединенную к ротору, и подшипник качения, расположенный между первой и второй частями узла подшипника. Болты, присоединяющие первую часть узла подшипника к статору турбомашины, имеют направление завинчивания, противоположное направлению вращения ротора турбомашины. Изобретение позволяет исключить вывинчивание болтов при разбалансировке ротора турбомашины. 5 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

Изобретение относится к авиационной технике, в частности к газотурбинному двигателю со свободной турбиной. Газосборник газотурбинного двигателя содержит корпус с двумя внешними кольцевыми фланцами, соединенными между собой продольными и радиальными ребрами, цилиндрической оболочкой, конической мембраной с поддерживающими ребрами и криволинейной оболочкой, образующими контур отвода горячих газов, и корпус подшипников турбины, размещенный во внутренней части корпуса газосборника с магистралью маслоподачи на форсунки охлаждения и смазки подшипников турбины, магистралью маслоудаления, полостью подачи холодного воздуха от компрессора для охлаждения стенок корпуса подшипников турбины, масла в магистралях маслоподачи и маслоудаления, для подачи холодного воздуха к лабиринтным уплотнениям подшипников турбины и штуцерами магистралей маслоподачи и маслоудаления, при этом корпус газосборника снабжен внутренним фланцем, корпус подшипников турбины выполнен в виде ступенчатой втулки с упорным и цилиндрическим фланцами, втулка запрессована в газосборник по двум разнесенным цилиндрическим поясам, с упором по фланцам, между ступенями втулки установлена дополнительная цилиндрическая оболочка, герметизирующая полость подачи холодного воздуха, а магистраль маслоподачи выполнена в виде каналов, образованных в теле втулки. Одно из поддерживающих ребер газосборника может быть установлено между штуцерами магистрали маслоудаления а ступенчатая втулка может быть изготовлена из монолитного стального прутка. Технический результат - повышение надежности газосборника и за счет этого увеличение эксплуатационной надежности двигателя, увеличение ресурса, упрощение и улучшение качества его ремонта. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх