Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя

Авторы патента:


Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя
Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя

 


Владельцы патента RU 2542630:

СНЕКМА (FR)

Изобретение относится к энергетике. Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя, содержащее роликовый подшипник и шариковый подшипник, установленные вокруг упомянутого вала и удерживаемые соответственно при помощи первой и второй гибких кольцевых опор, и амортизатор со сжатием масляной пленки, содержащий жесткую кольцевую опору, располагающуюся вокруг роликового подшипника, причем опоры шарикового подшипника, амортизатора и роликового подшипника сформированы в виде пакета, располагающегося в поперечном направлении, и проходят одна вокруг другой. Изобретение позволяет уменьшить габаритные размеры направляющих и центрирующих устройств вала газотурбинного двигателя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к центрирующему и направляющему по вращательному движению устройству для вала, в частности, для вала газотурбинного двигателя.

В общем случае вал газотурбинного двигателя центрируется и направляется по вращательному движению при помощи двух опорных средств, переднего и заднего соответственно, причем одно из этих опорных средств может содержать два подшипника качения, установленных рядом один с другим.

В том случае, когда направляющая опора вала содержит только один подшипник качения, эта направляющая опора в технике обычно называется "симплексной" и этот опорный подшипник качения представляет собой, например, роликовый подшипник или шариковый подшипник, удерживаемый при помощи жесткой кольцевой опоры, проходящей вокруг упомянутого вала.

В том случае, когда направляющая опора вала содержит два подшипника качения, эта направляющая опора в технике обычно называется "дуплексной" и содержит обычно одну роликовую опору или роликовый подшипник и одну шариковую опору или шариковый подшипник.

Шариковая опора или шариковый подшипник дуплексной опоры вала удерживается при помощи кольцевой опоры, имеющей гибкость, обеспечивающую возможность деформироваться в процессе функционирования и допускающую децентрирование шарикового подшипника в случае дисбаланса, позволяя, таким образом, роликовой опоре или роликовому подшипнику поглощать радиальные нагрузки.

Этот роликовый подшипник удерживается при помощи кольцевой опоры, которая также имеет определенную гибкостью для устранения проблем динамического характера. Однако, для того чтобы этот роликовый подшипник обеспечивал восприятие упомянутых выше радиальных нагрузок, гибкость опоры шарикового подшипника должна по меньшей мере в три раза превышать гибкость опоры роликового подшипника.

В том случае, когда обе опоры подшипников качения являются гибкими, амортизатор со сжатием масляной пленки обычно располагается вокруг роликового подшипника. Этот амортизатор содержит кольцевое пространство, заполненное смазочным маслом и ограниченное частью опоры роликового подшипника и жестким кольцевым элементом, охватывающим эту часть, причем это кольцевое пространство закрыто в осевом направлении кольцами герметизации, свободными по вращательному движению в кольцевых канавках, выполненных в части опоры, и взаимодействующими в части обеспечения герметизации с внутренней цилиндрической поверхностью упомянутого жесткого кольцевого элемента.

В современной технике опоры роликового подшипника и шарикового подшипника располагаются одна позади другой и прикрепляются друг к другу при помощи крепежных средств типа винт-гайка. Устройство такого типа оказываются относительно громоздкими, в частности, в осевом направлении, что препятствует монтажу такого устройства в двигателе небольших размеров.

Кроме того, для обеспечения гибкости, каждая опора подшипника содержит поддающуюся упругому деформированию кольцевую часть. При этом увеличение гибкости опоры подшипника, в частности, может быть следствием удлинения этой кольцевой поддающейся деформированию части данной опоры, что влечет за собой, однако, увеличение осевых габаритных размеров устройства и может снижать механическую прочность этой поддающейся деформированию части опоры.

В то же время, эффективность амортизатора со сжатием масляной пленки представляет собой, в частности, функцию отношения длины упомянутого выше пространства, заполненного смазочным маслом, к радиусу этого пространства. При этом, чем более значительным является это отношение, тем более эффективной является амортизация. Говоря другими словами, предпочтительно, чтобы это пространство имело значительную длину и относительно небольшой радиус для того, чтобы повысить эффективность амортизации. Однако, увеличение длины этого пространства влечет за собой также увеличение осевого габаритного размера устройства.

Техническая задача данного изобретения состоит, в частности, в том, чтобы предложить простое, эффективное и экономичное техническое решение проблемы габаритных размеров направляющих и центрирующих устройств описанного выше типа, известных из существующего уровня техники.

Для решения этой технической задачи в данном изобретении предлагается центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство для вала газотурбинного двигателя, содержащее роликовый подшипник, предназначенный для монтажа вокруг вала и удерживаемый при помощи первой кольцевой опоры, шариковый подшипник, предназначенный для монтажа вокруг вала и удерживаемый при помощи второй кольцевой опоры, и амортизатор со сжатием масляной пленки, располагающийся вокруг роликового подшипника и содержащий кольцевое пространство, заполненное смазочным маслом и ограниченное жесткой кольцевой опорой, охватывающей часть опоры роликового подшипника, причем эти опоры подшипника предназначены для фиксации, вместе с жесткой кольцевой опорой амортизатора, на кожухе двигателя и содержат, каждая, кольцевую часть, поддающуюся упругому деформированию, отличающееся тем, что опора шарикового подшипника, кольцевая опора амортизатора и роликовый подшипник сформированы в виде пакета, располагающегося в поперечном направлении, и проходят друг вокруг друга.

Устройство в соответствии с предлагаемым изобретением является относительно компактным благодаря формированию располагающегося в поперечном направлении пакета, состоящего из опоры шарикового подшипника, кольцевой опоры амортизатора и роликового подшипника. Эти детали проходят одна вокруг другой, что позволяет ограничить габаритные размеры данного устройства, в частности, в осевом направлении, которое вследствие этого может быть установлено в двигатель относительно небольших размеров. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет интегрировать дважды гибкий "дуплекс" (то есть устройство, содержащее роликовый подшипник и шариковый подшипник, удерживаемые соответственно двумя относительно гибкими опорами) в двигатель относительно небольших размеров, что не представляется возможным на существующем уровне техники.

Кроме того, предлагаемое изобретение позволяет облегчить проектирование гибкости каждой опоры, причем опора шарикового подшипника может иметь гибкость, более чем в три раза превышающую гибкость опоры роликового подшипника, не выходя при этом за рамки приемлемых уровней механических напряжений для этих опор, а также проектирование отношения между длиной и радиусом масляной пленки в амортизаторе. Это отношение в соответствии с предлагаемым изобретением превышает или равно примерно 0,3-0,4.

Жесткая кольцевая опора амортизатора предпочтительно имеет по существу L-образную форму и содержит цилиндрическую часть, охватывающую опору роликового подшипника, и радиальную часть крепления к кожуху двигателя. Радиальная часть этой опоры может быть вставлена между кольцевыми фланцами крепления опор к кожуху двигателя.

Поддающаяся деформированию часть каждой опоры подшипника может содержать поперечные щели, равномерно распределенные вокруг оси опоры и ограничивающие между собой поддающиеся упругому деформированию пластинки или колонки.

Эти пластинки или колонки опоры роликового подшипника предпочтительно имеют по существу С-образную форму или форму булавки для ограничения их габаритных размеров в осевом направлении. Эта специфическая форма колонок допускает монтаж данного устройства в непосредственной близости от конической шестерни приводного вала газотурбинного двигателя.

Эти колонки, имеющие С-образную форму, предназначены для того, чтобы деформироваться в основном в радиальном направлении в процессе передачи радиальных нагрузок, воспринимаемых роликовым подшипником.

Пластинки или колонки опоры шарикового подшипника могут быть выполнены по существу прямолинейными и могут быть ориентированы в продольном направлении. Эти пластинки или колонки располагаются, по меньшей мере частично, вокруг кольцевой опоры амортизатора и их длина определяется таким образом, чтобы оптимизировать гибкость опоры шарикового подшипника. Увеличение длины этих пластинок или колонок в меньшей степени оказывает негативное влияние с точки зрения осевых габаритных размеров устройства, чем в существующем уровне техники, поскольку преобладающая часть этих пластинок или колонок проходит вокруг кольцевой опоры амортизатора.

Эти пластинки или колонки предпочтительно имеют по меньшей мере один конец увеличенной ширины, что придает им по существу I-образную или Т-образную форму. Эти расширенные концы колонок являются более жесткими, чем остальная часть этих колонок, и они, таким образом, лучше сопротивляются механическим воздействиям, которым эти колонки подвергаются в процессе функционирования, ограничивая, тем самым, появление трещин или разрывов на этих концах.

Предпочтительно, чтобы жесткая кольцевая опора амортизатора содержала продольные подкрепляющие ребра жесткости, сформированные выступающим образом на ее наружной цилиндрической поверхности и предназначенные, в монтажном положении, для вставления в упомянутые выше щели опоры шарикового подшипника таким образом, чтобы оптимизировать сформированный пакет различных деталей.

Кольцевая опора амортизатора может содержать средства питания этого амортизатора смазочным маслом, причем эти средства имеют в своем составе по меньшей мере один канал, сформированный, например, в одном из подкрепляющих ребер жесткости этой опоры.

Этот канал питания может быть связан при помощи соединительного наконечника со средством подвода масла, причем этот соединительный наконечник предназначен, в монтажном положении, для вставления в одну из щелей опоры роликового подшипника.

Предпочтительно, чтобы часть опоры роликового подшипника, располагающаяся между амортизатором и самим этим роликовым подшипником, имела в поперечном сечении I-образную форму и содержала внутреннюю цилиндрическую стенку, образующую наружное кольцо роликового подшипника, и наружную цилиндрическую стенку, на наружной поверхности которой сформированы кольцевые канавки, предназначенные для размещения в них колец герметизации амортизатора. Эта специфическая I-образная форма позволяет повысить жесткость той части опоры, которая охватывает ролики, что позволяет ограничить деформации этой части в процессе функционирования и выражается в увеличении срока службы роликового подшипника и обеспечении наилучшей эффективности амортизатора со сжатием масляной пленки. Действительно, повышение жесткости этой части опоры роликового подшипника препятствует, с одной стороны, приданию этой части некоторой конусности, что приводит к преждевременному износу и локализации роликов, а с другой стороны, препятствует овализации кольцевой опоры амортизатора, приводящей к неоднородности толщины масляной пленки вокруг роликового подшипника и, соответственно, к неудовлетворительной амортизации вибраций, воздействию которых этот подшипник подвергается в процессе функционирования.

Опора шарикового подшипника может быть сформирована в виде единой детали с наружным кольцом этого подшипника.

Предлагаемое изобретение относится также к газотурбинному двигателю типа авиационного турбореактивного или турбовинтового двигателя, содержащему по меньшей мере одно устройство описанного выше типа, причем опоры подшипника и амортизатора закрепляются на кольцевом фланце промежуточного кожуха этого газотурбинного двигателя и этот кольцевой фланец располагается в поперечной плоскости, проходящей по существу через амортизатор и роликовый подшипник. Фланец промежуточного кожуха может быть закреплен при помощи обоймы на продольных подкрепляющих ребрах жесткости кольцевой опоры амортизатора. Таким образом, радиальные нагрузки, воспринимаемые роликовым подшипником, непосредственно передаются на промежуточный кожух двигателя, что позволяет удлинить срок службы деталей данного устройства.

Другие характеристики, подробности и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из описания, приведенного ниже в качестве не являющегося ограничительным варианта его осуществления, со ссылками на фигуры чертежей, на которых:

Фиг.1 представляет собой половинный схематический вид в осевом разрезе центрирующего и направляющего по вращательному движению устройства для вала газотурбинного двигателя в соответствии с существующим уровнем техники;

Фиг.2 представляет собой половинный схематический вид в осевом разрезе центрирующего и направляющего по вращательному движению устройства для вала газотурбинного двигателя в соответствии с предлагаемым изобретением;

Фиг.3 представляет собой частичный схематический вид в изометрии и в осевом разрезе и в увеличенном масштабе устройства, показанного на фиг.2, демонстрирующий первую и вторую опоры подшипников и кольцевую опору амортизатора со сжатием масляной пленки;

Фиг.4 представляет собой схематический вид в изометрии спереди и сбоку устройства, показанного на фиг.2;

Фиг.5 представляет собой частичный схематический вид в изометрии в осевом разрезе устройства, показанного на фиг.2, причем плоскость разреза проходит через средства питания амортизатора смазочным маслом;

Фиг.6 представляет собой другой схематический вид в изометрии сзади и сбоку устройства, показанного на фиг.2;

Фиг.7 представляет собой схематический вид в изометрии первой опоры подшипника устройства, показанного на фиг.2;

Фиг.8 представляет собой схематический вид в изометрии кольцевой опоры амортизатора устройства, показанного на фиг.2;

Фиг.9 представляет собой схематический вид в изометрии второй опоры подшипника устройства, показанного на фиг.2.

Прежде всего будут даваться ссылки на фиг.1, на которой представлено центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство 10 в соответствии с существующим уровнем техники для вала 12 компрессора высокого давления газотурбинного двигателя, причем это устройство содержит шариковый подшипник 14 и роликовый подшипник 16, смонтированные вокруг этого вала 12 и удерживаемые соответственно при помощи двух относительно гибких кольцевых опор 18, 20. Такое устройство 10 в технике обычно называют дважды гибким "дуплексом".

Шариковый подшипник 14 содержит совокупность шариков, направляемых в дорожке качения, определяемой внутренним кольцом 22 и наружным кольцом 24, причем это внутреннее кольцо 22 закрепляется на валу 12, а наружное кольцо 24 закрепляется на одном конце кольцевой опоры 18, другой конец которой содержит кольцевой фланец 26 крепления на кольцевом фланце 28 промежуточного кожуха газотурбинного двигателя. Эта опора 18 имеет поперечное сечение по существу С-образной формы и содержит кольцевую часть 30, поддающуюся упругому деформированию, что придает упомянутой опоре определенную гибкость.

Роликовый подшипник 16 устанавливается позади шарикового подшипника 14 и содержит совокупность роликов, направляемых в дорожке качения, определяемой внутренним кольцом 32 и наружным кольцом 34, причем это внутреннее кольцо 32 закрепляется на валу 12 двигателя, а наружное кольцо 24 закрепляется на заднем конце кольцевой опоры 20, передний конец которой содержит кольцевой фланец 36 крепления на кольцевом фланце 28 промежуточного кожуха двигателя. Эта опора 20 имеет по существу цилиндрическую форму и содержит кольцевую часть 38, поддающуюся упругому деформированию и придающую этой опоре определенную гибкость. Преобладающая часть опоры 20 проходит позади опоры 18.

Устройство 10 дополнительно имеет в своем составе амортизатор 39 со сжатием масляной пленки, который содержит кольцевое пространство, заполненное смазочным маслом и ограниченное задней концевой частью опоры 20 и задней частью жесткой кольцевой опоры 40, проходящей вокруг опоры 20 и закрепленной своим передним концом на фланце 28.

Это устройство 10 является относительно громоздким в осевом направлении и его встраивание в двигатель относительно небольших размеров может оказаться затруднительным, и даже невозможным.

В данном изобретении предлагается техническое решение этой проблемы благодаря пакетированию в поперечном направлении опоры шарикового подшипника, опоры амортизатора со сжатием масляной пленки и роликового подшипника таким образом, чтобы эти элементы проходили один вокруг другого.

В примере реализации предлагаемого изобретения, представленном на фиг. с 2 по 9, устройство 110 имеет в своем составе роликовый подшипник 116, установленный перед шариковым подшипником 114, причем этот роликовый подшипник 116 смонтирован вокруг вала 112 и удерживается при помощи кольцевой опоры 120, которая охвачена жесткой кольцевой опорой 140 амортизатора. Шариковый подшипник 114 смонтирован вокруг вала 112 и удерживается при помощи кольцевой опоры 118, охватывающей опору 140.

Опора 120 роликового подшипника 116 (см. фиг. с 2 по 7) содержит кольцевую часть, имеющую I-образное поперечное сечение, которая связана при помощи поддающейся упругому деформированию кольцевой части 138 с кольцевым фланцем 136 крепления, проходящим в радиальном направлении наружу.

Эта имеющая I-образное поперечное сечение часть опоры 120 содержит две цилиндрических стенки, соответственно внутреннюю стенку 142 и наружную стенку 144, которые проходят одна внутри другой и которые связаны между собой при помощи радиальной кольцевой стенки 146.

Внутренняя цилиндрическая стенка 142 образует наружное кольцо роликового подшипника 116, внутреннее кольцо 132 которого закреплено на валу 112 двигателя. Наружная стенка 144 имеет наружную цилиндрическую поверхность, ограничивающую изнутри заполненное смазочным маслом кольцевое пространство амортизатора 139 со сжатием масляной пленки.

Амортизатор 139 закрыт в осевом направлении на своем переднем конце и на своем заднем конце при помощи двух колец 148 герметизации, установленных свободными по вращательному движению в наружных кольцевых канавках наружной поверхности стенки 144.

Деформируемая часть 138 опоры 118, которую лучше всего можно видеть на фиг. 3 и 4, имеет поперечное сечение по существу С-образной формы или в форме булавки и содержит множество поперечных щелей, определяющих между собой пластинки или колонки 150, имеющие С-образную форму. Эти пластинки или колонки 150 равномерно распределяются вокруг оси опоры 118 и поддаются деформированию, в частности, в радиальном направлении.

Эта С-образная форма колонок 150 допускает возможность монтажа устройства вокруг передаточного вала 151, установленного на валу 112 и содержащего на своем переднем конце коническую шестерню 153. Колонки 150 проходят в данном случае вокруг и на некотором расстоянии от этой шестерни 153.

Опора 118 шарикового подшипника 114 (см. фиг. с 2 по 6 и 9) формируется в виде единой детали с наружным кольцом 124 этого подшипника и содержит поддающуюся деформированию кольцевую часть 130, связанную на своем заднем конце с этим кольцом 124 и связанную на своем переднем конце с кольцевым фланцем 126 крепления на фланце 136 другой опоры 120.

Деформируемая часть 130 опоры 118, которую лучше всего можно видеть на фиг. 3 и 9, содержит несколько поперечных щелей, определяющих между собой прямолинейные и продольные пластинки или колонки 152, которые поддаются упругому деформированию в осевом направлении и/или в радиальном направлении. Эти пластинки или колонки 152 равномерно распределяются вокруг продольной оси опоры 118.

Внутренние поверхности стенки 142 опоры 120 и внутреннего кольца 124 опоры 118 предпочтительным образом покрыты тонким слоем твердого материала, ограничивающего износ этих деталей в результате трения шариков и роликов в упомянутых подшипниках.

Опора 140 (см. фиг. с 2 по 6 и 8) имеет в поперечном сечении L-образную форму и содержит цилиндрическую часть, связанную на ее переднем конце с радиальной частью, проходящей в направлении наружу. Радиальная часть этой опоры 140 вставляется между фланцами 136 и 128 опор подшипников, причем совокупность этих деталей прижата и закреплена при помощи крепежных средств типа винт-гайка на кольцевом фланце 128 промежуточного кожуха двигателя.

Цилиндрическая часть опоры 140 проходит вокруг имеющей в поперечном сечении I-образную форму части опоры 120 и ее внутренняя поверхность ограничивает снаружи упомянутое выше и заполненное смазочным маслом кольцевое пространство амортизатора 139. Кольца 148 взаимодействуют с внутренней цилиндрической поверхностью этой цилиндрической части опоры 140 для того, чтобы обеспечить герметичность этого пространства.

Продольные подкрепляющие ребра 154 жесткости сформированы выступающим образом на наружной поверхности цилиндрической части опоры 140. Как это можно видеть на фиг. 3 и 6, эти подкрепляющие ребра жесткости предназначены, в монтажном положении, для вставления в щели поддающейся деформированию части 130 опоры 118. Каждое подкрепляющее ребро 154 жесткости опоры 140 проходит, таким образом, между двумя смежными пластинками или колонками 152 этой опоры 118.

Опора 140 содержит средства питания амортизатора 139 смазочным маслом, причем эти средства содержат канал 158 подвода масла, который сформирован в одном из подкрепляющих ребер 154 жесткости опоры 140 и который открывается своим первым концом на внутренней поверхности цилиндрической части опоры 140 (см. фиг.5). Второй конец этого канала 158 связан с наконечником 162 соединения со средствами подачи смазочного масла, причем этот наконечник 162 сформирован выступающим образом на передней поверхности радиальной части опоры 140 и проходит, в монтажном положении, между двумя смежными колонками 150 опоры 120 (см. фиг. 4 и 5). Канал 158 подвода смазочного масла здесь имеет по существу L-образную форму.

Наружная поверхность стенки 144 опоры 120 содержит, между упомянутыми выше кольцами 148 герметизации, кольцевую канавку 160 распределения смазочного масла, подводимого при помощи канала 158. Эта канавка 160 располагается по существу над упомянутым каналом и позволяет распределять смазочное масло однородным образом по всему периметру амортизатора и сформировать, таким образом, масляную пленку однородной толщины (см. фиг.5). Функционирование амортизатора такого типа хорошо известно в технике и не будет, вследствие этого, описано более подробно.

В процессе функционирования часть 130 опоры 118 деформируется для того, чтобы обеспечить возможность децентрирования шарикового подшипника 114, например, под действием разбалансировки. Роликовый подшипник 116 при этом предназначен для обеспечения восприятия радиальных нагрузок, вызываемых этой разбалансировкой, которые в этом случае передаются при помощи опоры 120 на промежуточный кожух двигателя.

Фланец 128 этого промежуточного кожуха двигателя закрепляется при помощи обоймы С-образной формы (см. фиг.2) на подкрепляющих ребрах 154 жесткости опоры 140 таким образом, чтобы обеспечить удовлетворительную передачу радиальных нагрузок. Фланец 128 промежуточного кожуха двигателя в рассматриваемом здесь примере реализации располагается в поперечной плоскости, проходящей по существу через амортизатор 140 и через роликовый подшипник 116 (см. траекторию 170 прохождения усилий, схематически представленную штрихпунктирной линией), что позволяет эффективным образом передавать упомянутые выше нагрузки непосредственно на промежуточный кожух двигателя без избыточного механического напряжения деталей данного устройства. Амортизатор 139 предназначен для поглощения вибраций, воздействию которых подвергается роликовый подшипник 114 в процессе функционирования.

1. Центрирующее и направляющее по вращательному движению устройство (110) для вала (112) газотурбинного двигателя, содержащее роликовый подшипник (116), предназначенный для монтажа вокруг вала и удерживаемый при помощи первой кольцевой опоры (120), шариковый подшипник (114), предназначенный для монтажа вокруг упомянутого вала и удерживаемый при помощи второй кольцевой опоры (118), и амортизатор (139) со сжатием масляной пленки, располагающийся вокруг роликового подшипника и содержащий кольцевое пространство, заполненное смазочным маслом и ограниченное жесткой кольцевой опорой (140), охватывающей часть опоры роликового подшипника, причем эти опоры подшипников выполнены с возможностью фиксации, вместе с жесткой кольцевой опорой амортизатора, на кожухе двигателя, и каждая из опор содержит упруго деформируемую кольцевую часть (130, 138), отличающееся тем, что опора шарикового подшипника, кольцевая опора амортизатора и роликовый подшипник сформированы в виде пакета, располагающегося в поперечном направлении, и проходят одна вокруг другой.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что кольцевая опора (140) амортизатора имеет по существу L-образную форму и содержит цилиндрическую часть, охватывающую опору (120) роликового подшипника, и радиальную часть крепления к кожуху двигателя.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что деформируемая часть (130, 138) каждой опоры подшипника (118, 120) содержит поперечные щели, равномерно распределенные вокруг оси опоры и ограничивающие между собой упруго деформируемые пластинки или колонки (150, 152).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что пластинки или колонки (150) опоры (120) роликового подшипника имеют по существу С-образную форму или форму булавки.

5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что пластинки или колонки (152) опоры (118) шарикового подшипника являются по существу прямолинейными и ориентированы в продольном направлении.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что пластинки или колонки (152) опоры (118) шарикового подшипника имеют по меньшей мере один конец увеличенной ширины, что придает им по существу Т-образную форму или I-образную форму.

7. Устройство по п.3, отличающееся тем, что кольцевая опора (140) амортизатора содержит продольные подкрепляющие ребра (154) жесткости, выступающие на ее наружной цилиндрической поверхности и предназначенные, в монтажном положении, для вставления в щели опоры (118) шарикового подшипника.

8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что кольцевая опора (140) амортизатора содержит средства питания этого амортизатора смазочным маслом, причем эти средства содержат по меньшей мере один канал (158), сформированный в одном из подкрепляющих ребер (154) жесткости этой опоры.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что упомянутый канал питания связан при помощи соединительного наконечника (162) со средством подвода смазочного масла, причем этот соединительный наконечник сформирован выступающим образом на радиальной поверхности опоры (140) амортизатора и предназначен, в монтажном положении, для вставления в одну из упомянутых выше щелей опоры (120) роликового подшипника.

10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что часть опоры (120) роликового подшипника, располагающаяся между амортизатором (139) и самим этим роликовым подшипником (116), имеет в поперечном сечении I-образную форму и содержит внутреннюю цилиндрическую стенку (142), образующую наружное кольцо роликового подшипника, и наружную цилиндрическую стенку (144), на наружной поверхности которой сформированы кольцевые канавки (148), предназначенные для размещения в них колец герметизации амортизатора.

11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что опора (118) шарикового подшипника (114) сформирована в виде единой детали с наружным кольцом (124) этого подшипника.

12. Газотурбинный двигатель типа авиационного турбореактивного или турбовинтового двигателя, отличающийся тем, что содержит по меньшей мере одно устройство (110) по п.1, причем опоры (118, 120) подшипника и амортизатора (140) закрепляются на кольцевом фланце (128) промежуточного кожуха этого газотурбинного двигателя, а кольцевой фланец располагается в поперечной плоскости, проходящей по существу через амортизатор (139) и роликовый подшипник (116).

13. Газотурбинный двигатель по п.12, отличающийся тем, что фланец (128) промежуточного кожуха закреплен при помощи обоймы на продольных подкрепляющих ребрах (154) жесткости кольцевой опоры (140) амортизатора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора содержит установленный на валу подшипник, статорный элемент, обечайку, по меньшей мере, две спицы и кольцевой элемент с фланцем.

Изобретение относится к упругодемпферным опорам турбин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. В упругодемпферной опоре (1) турбины корпус (2) содержит радиальное ребро (7) с пристыкованными к нему ограничивающими масляную полость (10) фланцами (8) и (9) и стенку (11) с пристыкованными к ней трубами (18) подвода воздуха.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит подшипник, установленный на валу, статорный элемент. Статорный элемент содержит обечайку и закрепленную на наружном кольце подшипника обечайку.

Вентилятор (1) газотурбинного двигателя включает в себя радиально-упорный подшипник (9), внутреннее кольцо (14) которого закреплено гайкой (10) с радиальными выступами (22) под ключ на резьбовом хвостовике (13) и жиклер (26) подачи масла на смазку.

Турбокомпрессор (10, 10′), приводимый в действие отработавшими газами, для двигателя внутреннего сгорания содержит датчик (32) частоты вращения и элемент (30, 30′, 40, 40′, 40″) в виде втулки для осевой фиксации по меньшей мере одного подшипника (24, 26) вала (22) турбокомпрессора.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин, содержащих радиально-упорные подшипники. Опора ротора содержит радиально-упорный шариковый подшипник, наружное кольцо которого установлено в корпусе, который в свою очередь механически соединен со статором, и цапфу ротора.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции упругих опор с изменяемой податливостью, применяемых в стендовых динамических испытаниях роторов турбомашин.

Турбина двухроторного газотурбинного двигателя содержит наружный корпус, воздушный коллектор, предмасляную и масляную полости, роторы высокого и низкого давлений, каналы подачи масла в роликоподшипники, масляные уплотнения, межроторное лабиринтное уплотнение, питающие форсунки.

Изобретение быть использовано при проектировании элементов стендового оборудования, предназначаемого для позиционирования гироприборов в процессе их точностных испытаний.

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.

Изобретение относится к области машиностроения, а конкретно - к турбокомпрессорам, используемым в системах наддува автомобильных, тепловозных, судовых и других видов двигателей внутреннего сгорания. Турбокомпрессор с газомагнитными подшипниками содержит ротор с рабочим колесом компрессора. Приводом компрессора служит турбина, работающая на отработавших газах ДВС, а цилиндрический ротор размещается в двух опорно-упорных газомагнитных подшипниках. В каждом газомагнитном подшипнике размещены кольцевой активный электромагнит и два активных радиальных электромагнита для восприятия осевых и радиальных усилий соответственно путем взаимодействия с валом, колесом турбины и кольцевой вставкой колеса компрессора из ферромагнитного материала. В газомагнитных подшипниках выполнены питатели для подвода в осевом и радиальном направлении сжатого воздуха, подаваемого из нагнетательной магистрали компрессора. Изобретение позволяет обеспечить возможность регулирования несущей способности подшипников, повысить эффективность демпфирования колебаний ротора и упростить систему подачи воздушной смазки к подшипникам. 2 ил.

Изобретение относится к гидродинамическим подшипникам, в частности, для тяжелых роторов в силовых установках. Гидродинамический сегментный подшипник содержит несколько подушек (131), распределенных по окружности вокруг ротора большой паровой турбины. Каждая подушка (131) установлена на платформу, отделяющую подушку от цилиндрического сепаратора, соединенного, в свою очередь, с полом зала, вмещающего турбину. Область контакта между по меньшей мере одной из нескольких подушек (131) и платформой, на которой установлена по меньшей мере одна из нескольких подушек (131), образована таким образом, чтобы содержать по меньшей мере две зоны с разной кривизной для увеличения жесткости области контакта в случае относительного перемещения между подушкой (131) и платформой. По меньшей мере одна из нескольких подушек (131) имеет в зоне контакта между подушкой (131) и платформой первый радиус кривизны (R1) вне центра зоны контакта и второй радиус кривизны (R2) в центре зоны контакта, причем второй радиус (R2) превышает первый радиус кривизны (R1) в 5-10 раз. Технический результат: изменение жесткости подшипника и, следовательно, увеличение устойчивости подшипника и его опорной конструкции. 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Расширительная турбина содержит: корпус, имеющий впускное отверстие и выпускное отверстие для рабочей текучей среды; по меньшей мере один статор (3), установленный внутри корпуса; по меньшей мере один ротор (2), установленный внутри корпуса и выполненный с возможностью вращения вокруг соответствующей оси вращения (X-X); патрубок (4), заключенный в корпус; механический блок (5), установленный внутри патрубка (4). Механический блок (5) содержит втулку (7) и вал (6), установленный с возможностью вращения внутри втулки (7). Вал (6) соединен с ротором (2) с возможностью вращения и весь механический блок (5) выполнен с возможностью извлечения в виде единого целого из патрубка (4) со стороны, противоположной упомянутому ротору (2). Ротор (2) выполнен с возможностью перемещения вдоль осевого направления (X-X) между первой конфигурацией, в которой механический блок (5) установлен внутри патрубка (4) и ротор (2) отстоит от патрубка (4) так, что рабочая текучая среда может вращать его, и второй конфигурацией, в которой механический блок (5) извлечен из патрубка (4), и ротор (2) прижат к патрубку (4), обеспечивая статическое уплотнение (18, 19). Достигается значительное упрощение и ускорение технического обслуживания, поскольку операции по разборке турбины можно выполнять без опустошения корпуса турбины. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Узел газотурбинного двигателя, включающего наружную конструкцию, охватывающую его подвижные части, и кожух, содержащий подшипник, состоит из опорной детали подшипника и из поддерживающей детали. Наружная конструкция и кожух соединены друг с другом опорной деталью. Поддерживающая деталь выполнена с возможностью крепления на наружной конструкции и образования упора для опорной детали. Опорная деталь содержит канал, по которому проходят газы двигателя, и соединительные детали, выполненные с возможностью крепления канала на наружной конструкции двигателя и на кожухе. Одна из соединительных деталей выполнена гибкой с возможностью обеспечения радиального смещения канала, при этом амплитуда радиального смещения ограничена ходом опорной детали до упора в поддерживающую деталь. Поддерживающая деталь содержит заднее удлинение, проходящее в продольном направлении в сторону выхода за пределы продольного удлинения канала, чтобы образовать кольцо для турбинного колеса газотурбинного двигателя. Другое изобретение группы относится к газотурбинному двигателю, содержащему указанный выше узел. Группа изобретений позволяет повысить срок службы узла опоры подшипника газотурбинного двигателя. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины содержит корпус, по меньшей мере один участок которого выполнен симметричным относительно оси опоры, а также установленный на валу подшипник, наружная обойма которого жестко соединена с корпусом. На участке или участках корпуса выполнены как минимум два ряда радиальных прорезей, с образованием между ними балочек, выполненных наклонными относительно продольной оси опоры. Углы наклона каждого из соседних рядов балочек выполнены противоположными по направлению относительно продольной оси опоры. Изобретение позволяет снизить массу и жесткость опоры без увеличения ее осевого габарита и количества деталей. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Группа изобретений относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в конструкциях опор газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения с керамическим подшипником. Опора роторной машины содержит керамический подшипник качения (1), наружное кольцо (2) которого установлено в металлическом корпусе (3), а внутреннее кольцо (4) на металлическом роторе (5). По первому варианту исполнения, наружная посадочная поверхность (6) кольца (2) и ответная посадочная поверхность (7) корпуса (3) выполнены коническими. Со стороны торца кольцо (2) дополнительно снабжено кольцевым элементом (8) с торцевым фланцем (9), выполненными с кольцом (2) за одно целое, а корпус (3) со стороны торца дополнительно снабжен кольцевым элементом (10) с торцевым фланцем (11), выполненными с корпусом (3) за одно целое, причем фланцы (9, 11) механически соединены друг с другом. По второму варианту исполнения, внутренняя посадочная поверхность (14) кольца (4) и ответная посадочная поверхность (15) ротора (5) выполнены коническими. Со стороны торца кольцо (4) дополнительно снабжено кольцевым элементом (16) с торцевым фланцем (17), выполненными с кольцом (4) за одно целое, а ротор (5) со стороны торца дополнительно снабжен кольцевым элементом (18) с торцевым фланцем (19), выполненными с ротором (5) за одно целое, причем фланцы (17, 19) механически соединены друг с другом. Следует отметить, что возможно выполнение обоих вариантов в одном устройстве. Технический результат: обеспечение работоспособности керамического подшипника в опоре за счет сохранения посадок наружного и внутреннего колец подшипника в корпусе и на валу в широком температурном диапазоне в процессе работы. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Двухроторный газотурбинный двигатель содержит роторы низкого и высокого давления, установленные с возможностью вращения в неподвижном картере. Ротор низкого давления содержит компрессор и турбину, соединенные валом низкого давления, поддерживаемым передним опорным подшипником, а также первым задним и дополнительным задним опорными подшипниками. Первый задний опорный подшипник и дополнительный задний опорный подшипник поддерживаются выпускным картером неподвижного картера. Ротор высокого давления установлен на переднем и заднем опорных подшипниках ротора высокого давления. Задний опорный подшипник ротора высокого давления является межвальным опорным подшипником, содержащим внутреннюю дорожку, неподвижно соединенную с ротором турбины высокого давления, и наружную дорожку, неподвижно соединенную с валом низкого давления. Изобретение позволяет уменьшить радиальные зазоры на концах лопаток роторов под нагрузкой, возникающей при маневрировании летательного аппарата. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Турбореактивный двигатель включает в себя вентилятор (2) с входным обтекателем (3) на рабочем колесе (4) и радиально-упорный подшипник (5) с лабиринтными уплотнениями масляной полости (7), а также компрессор низкого давления (8) и компрессор высокого давления (9). С передней стороны лабиринтных уплотнений последовательно расположены кольцевая полость охлаждающего воздуха повышенного давления и кольцевая полость обогревающего воздуха повышенного давления. Кольцевая полость охлаждающего воздуха на выходе через лабиринтные уплотнения соединена с масляной полостью, а на входе - через трубы, расположенные в каналах опоры масляной полости, незамкнутый коллектор и трубу в масляной полости - с периферийной полостью (17) проточной части (18) компрессора низкого давления (8) на его выходе (19). Кольцевая полость обогревающего воздуха соединена на выходе с воздушными полостями (23) входного обтекателя (3), а на входе - через разрыв незамкнутого коллектора и трубу (25) в масляной полости радиально-упорного подшипника вентилятора - с проточной частью (26) на выходе (27) компрессора высокого давления (9). Достигается повышение надежности двигателя за счет противообледенительного обогрева обтекателя вентилятора и повышения эффективности лабиринтного уплотнения масляной полости радиально-упорного подшипника вентилятора. 3 ил.

Газотурбинный двигатель содержит ротор, радиально наружную и внутреннюю статорные части, между которыми проходит воздушный канал компрессора, кольцевой зазор между ротором и радиально внутренней статорной частью, а также выпускной трубопровод. Ротор включает роторную часть подшипника, работающего на текучей среде, а радиально внутренняя статорная часть содержит его статорную часть. Кольцевой зазор образует кольцевой воздушный канал, сообщающийся с воздушным каналом компрессора. В направлении потока воздуха в кольцевом воздушном канале площадь последнего уменьшается в первой части и затем увеличивается во второй части. Впуск выпускного трубопровода для ввода воздуха, прошедшего через вторую часть кольцевого воздушного канала, расположен аксиально между второй частью кольцевого воздушного канала и подшипником, работающим на текучей среде. При эксплуатации указанного выше газотурбинного двигателя вращают ротор относительно радиально наружной и внутренней статорных частей. Пропускают сжатый воздух через воздушный канал компрессора в кольцевой воздушный канал, образованный частью кольцевого зазора между ротором и радиально внутренней статорной частью. Группа изобретений позволяет исключить попадание жидкости из подшипниковой камеры в воздушный канал компрессора. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

Крепежная конструкция для прикрепления направляющей лопасти к раме или кожуху вентилятора двигателя воздушного судна. Направляющая лопасть образована из композитного материала. Направляющая лопасть предназначена для выпрямления потока воздуха. Кожух вентилятора размещен снаружи рамы вентилятора. Крепежная конструкция содержит: поверхность сопряжения, первый установочный участок, поддерживающий элемент, поддерживающую поверхность сопряжения и второй установочный участок. Поверхность сопряжения образована на концевом участке направляющей лопасти. Первый установочный участок образован в поверхности сопряжения направляющей лопасти. Поддерживающий элемент выполнен из металла в качестве его составляющего материала, при этом поддерживающий элемент соединен в виде одного целого с рамой вентилятора или с кожухом вентилятора. Поддерживающая поверхность сопряжения подлежит сопряжению с поверхностью сопряжения направляющей лопасти и образована в поддерживающем элементе. Второй установочный участок выполнен с возможностью клинообразного сцепления с первым установочным участком направляющей лопасти и образован в поддерживающей поверхности сопряжения поддерживающего элемента. Повышается жесткость и прочность сопряжения между направляющей лопастью и рамой или кожухом вентилятора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 9 ил.
Наверх