Упругодемпферная опора турбомашины



Упругодемпферная опора турбомашины
Упругодемпферная опора турбомашины
Упругодемпферная опора турбомашины
Упругодемпферная опора турбомашины

 


Владельцы патента RU 2513062:

Открытое акционерное общество "АВИАДВИГАТЕЛЬ" (RU)

В упругодемпферной опоре турбомашины щелевая масляная полость разделена уплотнительными кольцами на глухую демпферную щелевую полость, расположенную с внешней стороны от подшипника, и жиклерную щелевую полость, расположенную с внешней стороны от масляного жиклера между диском турбомашины и демпферной полостью. Уплотнительный лабиринт зафиксирован в окружном направлении относительно вала турбомашины радиальной втулкой с Г-образной боковой стенкой, установленной в отверстие стенки вала, при этом L/l=1,5…4, где L - осевая длина демпферной щелевой полости; l - осевая длина жиклерной щелевой полости. Технический результат выражается в повышении надежности упругодемпферной опоры за счет исключения снижения давления масла в щелевой масляной демпферной полости и коксообразования, в снижении подогрева масла на входе в масляный жиклер, а также в исключении поворота уплотнительного лабиринта относительно вала турбомашины. 4 ил.

 

Изобретение относится к упругодемпферным опорам турбомашин авиационного и наземного применения.

Известна упругодемпферная опора турбомашины, в которой жиклер подачи масла на подшипник установлен на корпусе опоры (патент RU 2166677, F16C 27/00, F16F 9/14, опубл. 10.05.2001 г.).

Недостатком такой конструкции является ее повышенная сложность и увеличенный вес.

Наиболее близкой к заявляемой является упругодемпферная опора турбомашины, жиклер подачи масла в подшипник которой установлен на внутренней упругой втулке, а щелевая масляная полость между внутренней и внешней упругими втулками соединена с входом в жиклер (патент RU 2189475, Р02С 7/06, опубл. 20.09.2001 г.).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за ухудшения демпфирующих свойств масляной пленки в щелевой полости между внутренней и наружной демпфирующими втулками вследствие снижения давления масла в щелевой полости, соединенной с жиклером, а также в дополнительном подогреве поступающего в жиклер масла, что приводит к снижению вязкости масла и снижению толщины пленки масла на беговой дорожке подшипника с возможностью сухого трения качения, что может привести к выкрашиванию беговой дорожки и тел качения подшипника. Недостатком является также возможность поворота в окружном направлении относительно вала лабиринта, уплотняющего упругодемпферную опору, что может привести к разогреву и поломке вала турбомашины.

Технический результат выражается в повышении надежности за счет исключения снижения давления масла в щелевой масляной демпферной полости и коксообразования, в снижении подогрева масла на входе в масляный жиклер, а также в исключении поворота уплотнительного лабиринта относительно вала турбомашины.

Сущность изобретения заключается в том, что в упругодемпферной опоре турбомашины с ограниченной уплотнительными кольцами щелевой масляной полостью между внешней и внутренней упругими втулками, кольцевой канавкой, соединенной на выходе с установленным на внутренней втулке жиклером подачи масла в подшипник, а также с лабиринтным уплотнением, отделяющим масляную полость опоры от воздушной полости двигателя, щелевая масляная полость разделена уплотнительными кольцами на глухую демпферную полость, расположенную с внешней стороны от подшипника, и жиклерную полость, расположенную с внешней стороны от жиклера между диском турбомашины и демпферной полостью, а уплотнительный лабиринт зафиксирован в окружном направлении относительно вала турбомашины радиальной втулкой с Г-образной боковой стенкой, установленной в отверстие стенки вала, при этом L/l=1,5…4, где L - осевая длина демпферной полости; l - осевая длина жиклерной полости.

Выполнение жиклерной полости между демпферной щелевидной полостью и диском турбины исключает снижение давления масла в демпферной масляной полости, исключая возможность коксования масла в указанной полости, поскольку поступающий от диска в упругодемпферную опору турбины тепловой поток уменьшается потоком масла, проходящим через жиклерную полость и далее в жиклер подвода масла в подшипник.

Фиксация уплотняющего масляную полость упругодемпферной опоры лабиринта в окружном направлении относительно вала турбомашины с помощью установленной в отверстие стенки вала радиальной втулки с Г-образной боковой стенкой исключает поворот лабиринта относительно вала в случае задевания лабиринта об ответный ему статорный фланец лабиринта, который может привести к разогреву и поломке вала турбомашины.

Соотношение осевых длин демпферной и жиклерной щелевых полостей должно составлять 1,5…4, т.к. при L/I<1,5 ухудшится демпфирование колебаний вала турбомашины, а при L/I>4 увеличатся осевые габариты упругодемпферной опоры.

На фиг.1 показан продольный разрез упругодемпферной опоры турбомашины, на фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде. На фиг.3 представлен элемент II на фиг.1 в увеличенном виде, а на фиг.4 - сечение А-А на фиг.3.

Упругодемпферная опора турбомашины 1 состоит из статора 2, в котором установлена внешняя упругая втулка 3 с размещенной в ней внутренней упругой втулкой 4, в которой гайкой 5 зафиксированы наружное кольцо 6 подшипника 7 и жиклерный фланец 8 с жиклером 9 подачи масла в подшипник 7.

С внешней стороны от подшипника 7 между внешней 3 и внутренней 4 упругими втулками расположена глухая демпферная щелевая полость 10 с маслоподводящей канавкой 11, а с внешней стороны от жиклерного кольца 8 - жиклерная щелевая полость 12 с маслоподводящей канавкой 13, соединенной на выходе каналом 14 с жиклером 9 подачи масла в подшипник 7.

Щелевые полости 10 и 12 разделены парными упругими уплотнительными кольцами 15, а с передней и задней стороны ограничены парными кольцами 16 и 17, причем все уплотнительные кольца выполнены одинаковыми.

Во внутреннем кольце 18 подшипника 7 установлен вал 19 ротора 20, колебания которого демпфирует упругодемпферная опора 1.

Масляная полость 21 упругодемпферной опоры 1 отделена от воздушной полости 22 лабиринтным уплотнением, включающим лабиринт 23 и ответный ему статорный фланец 24. Тепловые потоки от диска 25, расположенного со стороны жиклерного фланца 8, снижаются продувкой холодного воздуха через воздушную полость 22.

Для фиксации лабиринта 23 в окружном направлении относительно вала 19 турбомашины в отверстие 26 стенки 27 вала 19 установлена радиальная втулка 28 с Г-образной в поперечном сечении боковой стенкой 29. Осевой выступ 30 стенки 29 размещен в осевом пазу 31 лабиринта 23, фиксируя таким образом лабиринт 23 в окружном направлении.

Внутренняя полость 32 втулки 28 служит для эвакуации воздуха из полости 22 в межвальную полость 33.

Работает данное устройство следующим образом.

При работе опоры 1 на внутреннее кольцо 18 подшипника 7 от вала 19 ротора 20 действует радиальная сила, а поскольку ротор вращается, то радиальная сила от ротора 20 на подшипник 7 и втулку 4 представляет собой вращающийся вектор и слой масла в глухой щелевой демпферной полости 10 работает как гидродинамический подшипник, уменьшая таким образом радиальную нагрузку на упругие втулки 3 и 4 и демпфируя колебания вала 19 ротора 20, что повышает надежность опоры 1.

Упругодемпферная опора турбомашины с ограниченной уплотнительными кольцами щелевой масляной полостью между внешней и внутренней упругими втулками, кольцевой канавкой, соединенной на выходе с установленным на внутренней втулке жиклером подачи масла в подшипник, а также с лабиринтным уплотнением, отделяющим масляную полость опоры от воздушной полости двигателя,
отличающаяся тем, что
щелевая масляная полость разделена уплотнительными кольцами на глухую демпферную щелевую полость, расположенную с внешней стороны от подшипника, и жиклерную щелевую полость, расположенную с внешней стороны от масляного жиклера между диском турбомашины и демпферной полостью, а уплотнительный лабиринт зафиксирован в окружном направлении относительно вала турбомашины радиальной втулкой с Г-образной боковой стенкой, установленной в отверстие стенки вала, при этом L/l=1,5…4, где L - осевая длина демпферной щелевой полости; l - осевая длина жиклерной щелевой полости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к турбомашине, имеющей корпус, вал ротора с установленным, по меньшей мере, одним лопастным колесом, подшипниковый узел, имеющий, по меньшей мере, один активный магнитный подшипник, по меньшей мере, один датчик зазора и контроллер, подключенный к датчику зазора для управления активным магнитным подшипником, в которой для определения положения при помощи датчиков зазора на валу ротора выполнена контрольная поверхность, взаимодействующая с датчиком зазора.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к подшипниковым узлам турбокомпрессора. Подшипник включает моновтулку с центральным маслоподводящим каналом и маслораспределительной полостью, на концах которой выполнены опорные пояски.

Изобретение относится к двум подшипниковым устройствам из магнитного радиального и поддерживающего подшипников для бесконтактного опирания и поддержания вала ротора турбомашины мощностью 1000 кВт и более.

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.

Устройство соединения радиальных стоек с круглой обечайкой при помощи осей и распорок содержит круглую обечайку, в основном радиальные стойки, соединяющие обечайку с другой концентричной обечайкой, и соединения стоек с обечайкой или с внутренней ступицей.

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

Изобретение относится к опоре подшипника для удерживания в нужном направлении вала в турбореактивном двигателе. .

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в опорах роторов двигателей авиационного и наземного применения с керамическими подшипниками.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является существенное снижение напряжений в балочках разрезной втулки при возникновении дефекта подшипника опоры ротора в виде подклинки тел качения и, как следствие, повышение надежности и долговечности опоры. Указанный технический эффект достигается тем, что в упругодемпферной опоре ротора турбомашины, содержащей подшипник, установленный на валу, статорный элемент и закрепленную на наружном кольце подшипника обечайку, соединенную со статорным элементом посредством разрезной втулки и образующую с ним демпфирующую полость, при этом разрезная втулка снабжена прорезями, с образованием между ними балочек, согласно изобретению балочки выполнены наклонными относительно продольной оси опоры и сориентированы со стороны крепления разрезной втулки к статорному элементу в направлении вращения ротора турбомашины. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Газотурбинный двигатель содержит опору центрального узла, узел зубчатой передачи и гибкую опору. Опора центрального узла образует внутреннюю кольцевую стенку для осевого контура и содержащую первые элементы шлицевого соединения. Узел зубчатой передачи связывает вал и вентилятор, установленный с возможностью вращения вокруг оси. Гибкая опора связывает узел зубчатой передачи с опорой центрального узла и содержит вторые элементы шлицевого соединения, сопрягаемые с первыми элементами шлицевого соединения для передачи крутящего момента от одних элементов шлицевого соединения к другим. При разборке передней конструкции газотурбинного двигателя обеспечивают доступ к обращенным вперед крепежным элементам, крепящим опору центрального узла к гибкой опоре, несущей узел зубчатой передачи, и удаляют эти крепежные элементы. Затем рассоединяют первые и вторые элементы шлицевого соединения, выполненные соответственно на опоре центрального узла и на гибкой опоре. Группа изобретений позволяет упростить демонтаж узла зубчатой передачи газотурбинного двигателя. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.

Способ технического обслуживания газотурбинного двигателя, включает разборку его подшипникового отсека и осуществление доступа из передней части газотурбинного двигателя к редуктору, находящемуся в подшипниковом отсеке. По другому варианту способ технического обслуживания газотурбинного двигателя включает осуществление доступа из передней части переднего центрального узла к редуктору, приводимому в действие от низкоскоростного вала. Также объектом изобретения является газотурбинный двигатель, содержащий редуктор, опору переднего центрального узла и переднюю стенку. Редуктор установлен в заданной зоне вдоль оси двигателя. Опора расположена вокруг оси двигателя. Передняя стенка установлена на опоре переднего центрального узла с возможностью ее отделения от указанной опоры для обеспечения доступа к редуктору. Группа изобретений позволяет сократить время снятия редуктора. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является снижение напряжений в упругом элементе опоры и, как следствие, снижение вероятности ее разрушения в случае возникновения дефекта подшипника опоры ротора при работе турбомашины в несколько раз. Указанный технический результат достигается тем, что в упругодемпферной опоре ротора турбомашины, содержащей радиальный подшипник, установленный на валу, статорный элемент и закрепленную на наружном кольце радиального подшипника обечайку, соединенную со статорным элементом посредством упругого кольцевого элемента и образующую с ним демпфирующую полость, упругий кольцевой элемент выполнен в виде гофрированной втулки, гофры которой направлены перпендикулярно продольной оси вала. 1 ил.

Изобретение относится к газотурбинным машинам и может быть использовано при монтаже их роторов. При монтаже ротора газотурбинного двигателя его устанавливают в подшипниковых опорах качения. В одной из опор ротора используют роликовый подшипник с овальной беговой дорожкой кольца подшипника, связанного силовыми элементами со статором двигателя. Установку подшипника на опоре осуществляют таким образом, что большая ось овала беговой дорожки кольца совпадает с направлением силы тяжести ротора, при этом жесткость опоры и параметр овала дорожки качения кольца подшипника выбирают из соотношений, защищаемых настоящим изобретением. Изобретение позволяет предотвратить резонанс ротора на критической частоте его вращения. 2 ил.

Турбина для расширения газа и пара содержит корпус со спиралью, выполненные с возможностью прохождения текучей среды из впускного в выпускной канал через статорную и роторную группы, наружную трубу, а также может содержать торцевой щит, отходящий в радиальном направлении от упомянутой спирали в сторону оси турбинного вала. Наружная труба прикреплена к передней стороне щита или спирали и служит опорой для турбинного вала посредством расположенного между ними опорного элемента. Турбинный вал имеет головку, на которую опирается роторная группа, причем турбинный вал вместе с роторной группой выполнены с возможностью осевого перемещения между рабочим положением и втянутым положением. В рабочем положении головка вала отстоит на расстоянии от внутреннего конца наружной трубы и обращена в сторону статорной группы, а во втянутом положении головка вала или часть роторной группы опирается на внутренний конец наружной трубы посредством установленного между ними переднего уплотнения. Изобретение позволяет обеспечить возможность замены опоры вала турбины с герметизацией внутреннего объема турбины от окружающей среды во время замены такой опоры. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

Газотурбинный двигатель, на цилиндрической втулке которого, со стороны, прилегающей к колесу турбины, надета соосно с цилиндрической втулкой первая чашеобразная цапфа-пята первого магнитного подшипникового узла, ориентированная своим днищем к колесу турбины, при этом на участке ротора, прилегающем к колесу компрессора, непосредственно на вал надета соосно с ним, с упором в колесо компрессора и торец втулки ротора, вторая чашеобразная цапфа-пята второго магнитного подшипникового узла, ориентированная своим днищем к колесу компрессора. Магнитные узлы обеих чашеобразных цапф-пят содержат конструктивно одинаковые магнитные элементы, составляющие магнитные радиальные и упорные подшипники. Для этого донные части выемок чашеобразных цапф-пят выполнены плоскими, а внешней и внутренней поверхностям их боковых стенок придана цилиндрическая форма, при этом на донных частях выемок чашеобразных цапф-пят жестко закреплены составные постоянные магниты одинаковой высоты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием. На внутренней поверхности боковых стенок чашеобразных цапф-пят жестко закреплены друг за другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита с одинаковыми внешним и внутренним диаметрами колец, при этом нечетные кольца, начиная с крайнего, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца намагничены в радиальном направлении. Кольцевые выступы первой и второй чашеобразных цапф-пят, охвачены кольцевыми выточками, выполненными в проставке, изготовленной из немагнитного материала, размещенной между корпусами турбины и компрессора, при этом поверхности кольцевых пазов проставки, обращенные к донным частям чашеобразных цапф-пят, выполнены плоскими и на них, напротив донных участков чашеобразных цапф-пят, содержащих магниты, жестко закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит, как минимум, три кольцевых коаксиальных постоянных магнита одинаковой высоты, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием. Число, размеры и направление намагниченности этих магнитных колец аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на донных частях выемок чашеобразных цапф-пят. На цилиндрических поверхностях кольцевых выточек проставки, обращенных к внутренним поверхностям боковых стенок соответствующих чашеобразных цапф-пят, напротив участков боковых стенок чашеобразных цапф-пят, содержащих магниты, жестко закреплены друг за другом, как минимум, три кольцевых постоянных магнита с одинаковыми внешним и внутренним диаметрами колец, при этом нечетные кольца, начиная с крайнего, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные кольца выполнены с радиальным намагничиванием, причем число, размеры и направление намагниченности этих магнитных колец аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на внутренней поверхности боковых стенок соответствующих чашеобразных цапф-пят. Обращенные друг к другу поверхности постоянных магнитов обработаны с образованием соответственно плоской или цилиндрической поверхности высокой чистоты, с образованием рабочих зазоров. Магнитный подшипниковый узел, размещенный со стороны турбины, выполнен с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°C, при этом цилиндрические участки наружной поверхности чашеобразных цапф-пят снабжены бандажом, выполненным, например, намоткой углеволокна с пропиткой твердеющими синтетическими смолами. Достигается обеспечение высокой несущей способности радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск ГТД при низких температурах, повышение его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышение механического КПД ГТД. 2 ил.

Газотурбинный двигатель, на вал которого надета цилиндрическая втулка, выполненная из немагнитного материала, одним концом упертая в торцевую поверхность колеса турбины, а другим упертая в кольцевой выступ пяты, выполненной из немагнитного материала, надетой на вал, на участке, примыкающем к колесу компрессора. Центральная часть ротора содержит соосные вал и обечайку, выполненную из немагнитного материала, жестко скрепленные друг с другом, по меньшей мере, тремя равноудаленными друг от друга перемычками, выполненными из немагнитного материала, в виде пластин одинаковой толщины, ориентированных радиально к продольной оси ротора. Ротор и подшипниковые узлы размещены в полости проставки, выполненной из немагнитного материала, содержащей цилиндрический корпус, концы которого снабжены фланцами, выполненными с возможностью разъемного жесткого скрепления соответственно с сопловым аппаратом турбины и диффузором компрессора, причем длина обечайки соответствует длине цилиндрической части полости проставки. Фланец проставки со стороны, обращенной к турбине, содержит отверстие, через которое пропущен с возможностью вращения вал с надетой на него цилиндрической втулкой, которые сосны с продольной осью проставки, кроме того, этот участок ротора снабжен первым радиальным магнитным подшипником, для чего названный фланец проставки снабжен кольцевым выступом, на внешней поверхности которого жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, нечетные из которых, начиная с крайних, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с радиальным намагничиванием. На внутренней поверхности обечайки жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, причем число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на кольцевом выступе названного фланца проставки. У противоположного конца цилиндрической втулки размещен надетый на нее и часть кольцевого выступа пяты корпус второго радиального магнитного подшипника, для чего он выполнен в виде диска, снабженного отверстием, окруженным кольцевым выступом, обращенным к центральной части ротора. Края поверхности диска уперты в поверхность выступа, образованного первой цилиндрической выточкой, выполненной на конце цилиндрической части полости проставки, обращенной к компрессору. Противоположная сторона диска снабжена выточкой с плоским дном, причем на внешней поверхности кольцевого выступа корпуса второго радиального магнитного подшипника жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, нечетные из которых, начиная с крайних, намагничены по оси ротора и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с радиальным намагничиванием. На внутренней поверхности обечайки, со стороны, обращенной к компрессору, жестко закреплен составной постоянный магнит, содержащий как минимум три кольцевых постоянных магнита, размещенных друг за другом, причем число, размеры, местоположение и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам, местоположению и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на кольцевом выступе корпуса второго радиального магнитного подшипника. Ротор снабжен упорным магнитным подшипником, содержащим двустороннюю пяту и два подпятника, при этом в качестве первого подпятника использована сторона дисковой поверхности корпуса второго радиального магнитного подшипника, снабженная кольцевой выточкой с плоским дном, обращенная к пяте, второй подпятник выполнен как дисковой вкладыш, сторона которого, обращенная к пяте, снабжена кольцевым выступом, при этом края поверхности дискового вкладыша уперты в поверхность выступа, образованного второй цилиндрической выточкой, выполненной на конце первой цилиндрической выточки, обращенной к компрессору, а его противоположная плоскость обращена с зазором к колесу компрессора. Пята выполнена в виде диска, зафиксированного на валу ротора и снабженного с обеих сторон кольцевыми выступами, при этом на противоположных поверхностях диска выполнены кольцевые выточки с плоским дном. На дне кольцевой выточки первого подпятника и на плоскости второго подпятника, ограниченной его кольцевым выступом, жестко закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит как минимум три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, нечетные из которых, начиная с крайнего, намагничены радиально и обращены друг к другу одноименными полюсами, а четные выполнены с осевым намагничиванием, кроме того, на обращенных к ним поверхностях кольцевых выточек пяты жестко закреплены составные постоянные магниты, каждый из которых содержит как минимум три кольцевых коаксиальных постоянных магнита, при этом число, размеры и направление намагниченности этих кольцевых постоянных магнитов аналогичны числу, размерам и направлению намагниченности постоянных магнитов, закрепленных на обращенных к ним поверхностях подпятников. Магнитный подшипниковый узел, размещенный со стороны турбины, выполнен с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°С, при этом цилиндрические участки наружной поверхности обечайки и пяты снабжены бандажом, выполненным, например, намоткой углеволокна с пропиткой твердеющими синтетическими смолами. Технический результат: обеспечение высокой несущей способности радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск ГТД при низких температурах, повышение его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышение механического КПД ГТД. 2 ил.

Изобретение относится к энергетике. Упругая опора ротора турбомашины, содержащая установленный на валу радиальный подшипник, корпус которого соединен со статорным элементом, причём статорный элемент снабжен прорезями с образованными между ними балочками, сориентированными в радиальном направлении относительно оси опоры. Изобретение позволяет снизить осевые габариты и массу при сохранении необходимых жесткости и надежности. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Газотурбинный двигатель, на цилиндрической втулке которого со стороны, прилегающей к колесу турбины, надета первая чашеобразная цапфа-пята первого радиально-упорного магнитного подшипника, ориентированная своим дном к колесу турбины, при этом на свободном конце вала последовательно установлены с упором друг в друга, вторая чашеобразная цапфа-пята второго радиально-упорного магнитного подшипника, ориентированная своим дном к колесу компрессора, первый и второй упорные лепестковые газовые подшипники, колесо центробежного компрессора и балансировочная шайба, зафиксированные гайкой. Каждый радиальный магнитный подшипник включает в себя тонкостенную втулку, выполненную из немагнитного материала, на внешней поверхности которой равномерно по ее окружности расположены полюса, выполненные в виде планок трапециевидного сечения, из материала с высокой магнитной проницаемостью, между которыми размещены, контактируя с полюсами боковыми гранями, магнитные планки трапециевидного сечения из магнитного материала, которые по всей осевой длине намагничены в тангенциальном встречном направлении. Магнитные планки широким основанием своего сечения обращены к поверхности тонкостенной втулки, а со стороны их узкого основания размещены клинья, выполненные в виде полос из немагнитного материала, жестко и заподлицо скрепленные с боковыми гранями полюсов, контактирующих с соответствующей магнитной планкой, образуя цилиндрическую поверхность, выходящую в рабочий зазор радиального магнитного подшипника. Кольцевые выступы первой и второй чашеобразных цапф-пят, составляющих радиальные магнитные подшипники, снабжены бандажом из высокопрочного волокна на связующем из твердеющих синтетических смол и размещены в кольцевых пазах соответствующего поперечного сечения, выполненных в проставке, размещенной между корпусами турбины и компрессора, при этом один из кольцевых пазов открыт к компрессору, а другой к турбине. Между поверхностью кольцевых пазов проставки и втулкой размещена гофрированная втулка с продольными гофрами, выполненная из упругого материала. Внутренние поверхности цапфы-пяты покрыты слоем меди и обработаны с высокой чистотой поверхности. Упорный магнитный подшипник содержит подпятник, выполненный из немагнитного материала, размещенный в цилиндрической выточке соответствующей цапфы-пяты, между дном которой и поверхностью подпятника закреплены сектора полюсов из материала с высокой магнитной проницаемостью. Сектора постоянных магнитов и сектора полюсов выполнены в виде планок трапециевидного сечения, контактирующих друг с другом боковыми кромками, при этом магнитные сектора широким основанием своего сечения обращены ко дну цилиндрической выемки, причем узкие основания магнитных секторов перекрыты плоскими клиньями из немагнитного материала, жестко скрепленных своими торцевыми поверхностями с торцевыми поверхностями соответствующих полюсов с образованием плоской поверхности, которая образует с цапфой-пятой рабочий зазор упорного магнитного подшипника. Радиальный и упорный магнитный подшипники, размещенные со стороны турбины, выполнены с использованием магнитного материала с точкой Кюри не менее 900°C. Между подпятником и обращенным к нему дном выточки обоих магнитных подшипников установлена упругая шайба, выполненная в виде шайбообразной пластины из упругого материала, деформированной с образованием кольцевых гофров. Магнитные радиальные и упорные подшипники зафиксированы от поворота вокруг продольной оси вала. Осевой лепестковый газодинамический подшипник содержит проставку и уплотнение компрессора, между которыми размещено дистанционное кольцо, при этом в полости между ними размещены первый и второй упорные лепестковые газовые подшипники, разделенные общей пятой. В зазоре между поверхностью цилиндрической полости проставки и обращенной к ней поверхностью втулки размещен радиальный газодинамический лепестковый подшипник. Достигается обеспечение высокой несущей способности радиального и упорного подшипникового узлов в рабочем режиме при уменьшении в них потерь на трение, надежный запуск ГТД при низких температурах, повышение его надежности работы при высоких динамических нагрузках, а также повышение устойчивости ротора к «полускоростному вихрю», повышение механического КПД ГТД. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх