Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца



Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца
Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца

 


Владельцы патента RU 2559953:

СНЕКМА (FR)

Конструкция для авиационного турбореактивного двигателя содержит подшипник качения, опору подшипника, вкладыш между наружным кольцом подшипника и опорой, а также средства соединения наружного кольца с опорой и средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца. Средства соединения наружного кольца с опорой содержат крепежный фланец, установленный на опоре, и гибкие соединительные средства, закрепленные на наружном кольце и на крепежном фланце. Средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца, содержат первые и вторые упорные средства. Первые упорные средства соединены с вкладышем и выполнены с возможностью его осевого удержания относительно опоры в случае разрыва гибких соединительных средств. Вторые упорные средства соединены с вкладышем и выполненные с возможностью осевого удержания наружного кольца относительно вкладыша в случае разрыва гибких соединительных средств. Вторые упорные средства выполнены в виде штифтов, отстоящих в окружном направлении друг от друга и заходящих, каждый, в гнездовое отверстие, выполненное во вкладыше. Штифты содержат радиально внутренний конец, находящийся в кольцевом пазу, выполненным на наружном кольце подшипника и содержащем множество сквозных радиальных проходных отверстий, выходящих в дно кольцевого паза. Каждый из штифтов расположен радиально напротив сплошной части дна кольцевого паза. При монтаже указанной конструкции наружное кольцо вставляют во вкладыш таким образом, чтобы совместить в радиальном направлении каждое из проходных отверстий, выполненных в кольце, с гнездовым отверстием для штифта, выполненным во вкладыше. Штифты вставляют в гнездовые отверстия через проходные отверстия таким образом, чтобы радиально внутренний конец каждого штифта зашел в кольцевой паз наружного кольца. Наружное кольцо поворачивают таким образом, чтобы каждый штифт оказался в радиальном направлении напротив сплошной части дна упомянутого кольцевого паза, и устанавливают крепежный фланец на опору подшипника. Другое изобретение группы относится к авиационному турбореактивному двигателю, содержащему указанную выше конструкцию. Группа изобретений позволяет снизить габариты и массу подшипниковой опоры турбореактивного двигателя. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к области авиационных турбореактивных двигателей и, в частности, касается средств, применяемых внутри этих турбореактивных двигателей, для предупреждений разбалансировки, возникающей в результате потери лопатки вентилятора. Эта проблема рассмотрена, в частности, в документах ЕР 1653051, ЕР 1916431, FR 2752024 и FR 2888621.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Как правило, потеря одной или нескольких лопаток вентилятора приводит к сильной разбалансировке ротора вентилятора, на котором установлены лопатки, причем эта разбалансировка может представлять опасность для целостности конструкций турбореактивного двигателя. Чтобы решить эту проблему и защитить эти конструкции, как известно, на пути прохождения радиальных усилий выполняют разрывные зоны.

Действительно, между наружным кольцом двух подшипников качения, находящихся ближе всего к ротору вентилятора, и картером турбореактивного двигателя предусматривают разрывные механические соединения. Размеры этих механических соединений рассчитывают таким образом, чтобы они выдерживали радиальные усилия в нормальных условиях полета и разрушались в случае потери, по меньшей мере, одной лопатки вентилятора в результате разбалансировки, вызванной этой потерей. Эта система известна также под названием системы механического разъединения.

В результате этих двух разрывов из трех первоначально предусмотренных подшипников качения только один продолжает обеспечивать центровку приводного вала. Учитывая, что этой единственной центровки оказывается недостаточно для сохранения целостности турбореактивного двигателя, средства соединения промежуточного опорного подшипника с картером содержат удерживающий участок, расположенный радиально напротив комплементарного удерживающего участка, предусмотренного на картере и центрованного с удерживающим участком. До разрушения разрывных механических соединений этот удерживающий участок и комплементарный удерживающий участок остаются на радиальном расстоянии друг от друга и, следовательно, не являются активными. Но при разрушении разрывных механических соединений после потери лопатки вентилятора подверженный радиальному напряжению удерживающий участок входит в контакт с комплементарным удерживающим участком, затем начинает смещаться относительно последнего под совместным действием прецессионного вращения ротора вентилятора и контакта с комплементарным удерживающим участком. Когда удерживающий участок и комплементарный удерживающий участок принимают соответственно вид двух кольцевых дорожек качения разного размера, относительное движение удерживающего участка становится его качением по комплементарному удерживающему участку. Во время этого качения ось вращения удерживающего участка перемещается, таким образом, относительно комплементарного удерживающего участка, который остается закрепленным на картере.

Описанная выше конструкция предусмотрена для обеспечения максимально быстрого механического разъединения. Так, например, время между моментом потери лопатки вентилятора и моментом разрушения разрывных механических соединений не должно превышать примерно одну миллисекунду.

В течение этого времени, называемого временем разъединения, наружные кольца подшипников качения, в частности, наружное кольцо подшипника, находящегося ближе всего к вентилятору, подвергаются очень большим радиальным нагрузкам. Следствием этих радиальных нагрузок является выбирание зазора между наружным кольцом и цилиндрическим гнездом, в котором оно установлено, причем это гнездо, как правило, образовано вкладышем, закрепленным на опоре подшипника, соединенной с возможностью разрыва с картером турбореактивного двигателя. После выбирания зазора наружное кольцо подшипника начинает двигаться относительно вкладыша под совместным действием прецессионного движения ротора вентилятора и контакта с этим вкладышем. В частности, относительное движение наружного кольца является движением его качения по цилиндрическому гнезду круглого сечения, образованному вкладышем. Во время этого качения ось наружного кольца перемещается относительно вкладыша, который остается неподвижным относительно опоры подшипника. Но самым важным является то, что качение наружного кольца подшипника по вкладышу приводит к относительному тангенциальному/окружному смещению между этими элементами, которое может стать причиной повреждения обычно предусмотренных между ними гибких соединительных средств.

Таким образом, нельзя исключать разрыва этих гибких соединительных средств. Однако в случае разрыва этих средств наружное кольцо подшипника необходимо удерживать в осевом направлении, чтобы избежать выброса фрагментов. Кроме того, осевое удержание кольца позволяет обеспечивать продолжение его качения по вкладышу до момента механического разъединения.

В известных технических решениях между опорой подшипника и передним концом кольца устанавливают средства осевого удержания. Действительно, можно предусмотреть множество подкладок, установленных при помощи болтов на переднем конце наружного кольца. Это техническое решение не является удовлетворительным, так как приводит к увеличению габаритного размера и общей массы, в частности, по причине необходимости продления наружного кольца подшипника в переднем направлении, чтобы получить поверхность упора для подкладок, установленных на опоре подшипника. Действительно, это продолжение кольца в переднем направлении вызвано тем, что оно должно выступать за пределы вкладыша, в котором установлено, чтобы достигать упорных подкладок, установленных на опоре подшипника, охватывающей вкладыш.

Иногда даже оказывается невозможным реализовать это расширение наружного кольца подшипника в переднем направлении по причине нехватки места в этой зоне турбореактивного двигателя, которая уже и так является достаточно заполненной.

Очевидно, что можно уменьшить осевой размер вкладыша и осевой размер части кольца, обеспечивающей его посадку в этот вкладыш, но это уменьшение размера может привести к механическому ослаблению монтажа. Кроме того, в предпочтительном случае, когда между вкладышем и наружным кольцом предусмотрена система амортизации при помощи кольцевой масляной пленки, это привело бы также к уменьшению осевого размера этой пленки и к снижению эффективности амортизации наружного кольца подшипника.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является, по меньшей мере, частичное устранение вышеупомянутых недостатков известных технических решений.

В связи с этим объектом изобретения является конструкция для авиационного турбореактивного двигателя, содержащая:

- подшипник качения, содержащий наружное кольцо;

- опору подшипника, охватывающую упомянутое наружное кольцо;

- вкладыш, установленный между наружным кольцом подшипника и опорой подшипника;

- средства соединения наружного кольца с опорой подшипника, причем эти средства содержат:

- крепежный фланец, установленный на опоре подшипника; и

- гибкие соединительные средства, закрепленные, с одной стороны, на наружном кольце подшипника и, с другой стороны, на крепежном фланце;

при этом упомянутая конструкция дополнительно содержит средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца подшипника в случае разрыва упомянутых гибких соединительных средств,

при этом, согласно изобретению, упомянутые средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца, содержат:

- первые упорные средства, неподвижно соединенные с вкладышем и выполненные с возможностью осевого удержания этого вкладыша относительно опоры подшипника в случае разрыва упомянутых гибких соединительных средств; и

- вторые упорные средства, неподвижно соединенные с вкладышем и выполненные с возможностью осевого удержания наружного кольца относительно этого вкладыша в случае разрыва упомянутых гибких соединительных средств.

Кроме того, упомянутые вторые упорные средства выполнены в виде множества штифтов, отстоящих в окружном направлении друг от друга и заходящих, каждый, в гнездовое отверстие, выполненное в упомянутом вкладыше, при этом упомянутые штифты содержат радиально внутренний конец, находящийся в кольцевом пазу, выполненном на упомянутом наружном кольце и содержащем множество сквозных радиальных проходных отверстий, выходящих в дно упомянутого паза, при этом каждый из упомянутых штифтов расположен радиально напротив сплошной части дна упомянутого паза.

Таким образом, отличительным признаком изобретения является то, что в нем предусмотрено осевое удержание наружного кольца при помощи вкладыша. В целом это позволяет уменьшить габариты и общую массу конструкции по сравнению с описанным выше известным решением, в частности, за счет уменьшения осевой длины наружного кольца, которое, тем не менее, не ослабляет механический монтаж кольца во вкладыше.

Кроме того, как будет показано ниже, радиальные проходы обеспечивают легкий монтаж штифтов на вкладыше, тогда как сплошная часть дна паза препятствует выходу штифтов в радиальном направлении внутрь во время работы.

Предпочтительно, чтобы упомянутые первые упорные средства были выполнены в виде бортика, расположенного в осевом направлении между опорой подшипника и упомянутым крепежным фланцем. Этот бортик можно расположить с зазором или без него между двумя вышеупомянутыми элементами, чтобы обеспечивать ограничение/предупреждение осевого перемещения в двух направлениях.

В этой конфигурации, кроме того, предпочтительно, чтобы на упомянутом бортике были предусмотрены вырезы, отстоящие в окружном направлении друг от друга и взаимодействующие с выступами, неподвижно соединенными с упомянутой опорой подшипника, для ограничения/предупреждения вращения вкладыша относительно упомянутой опоры подшипника.

Предпочтительно, чтобы каждый из упомянутых штифтов был расположен в радиальном направлении напротив крепежного фланца. Эта конфигурация позволяет также препятствовать выходу этих штифтов в радиальном направлении наружу.

Объектом изобретения является также способ монтажа описанной выше конструкции для авиационного турбореактивного двигателя, содержащий следующие этапы:

- наружное кольцо подшипника вставляют во вкладыш таким образом, чтобы совместить в радиальном направлении каждое из проходных отверстий, выполненных в кольце, с гнездовым отверстием для штифта, выполненным во вкладыше;

- штифты вставляют в гнездовые отверстия через проходные отверстия таким образом, чтобы радиально внутренний конец каждого штифта зашел в кольцевой паз упомянутого наружного кольца;

- наружное кольцо подшипника поворачивают таким образом, чтобы каждый штифт оказался в радиальном направлении напротив сплошной части дна упомянутого кольцевого паза; и

- крепежный фланец устанавливают на опору подшипника.

Наконец, объектом изобретения является авиационный турбореактивный двигатель, содержащий описанную выше конструкцию.

Другие преимущества и отличительные признаки изобретения будут более очевидны из нижеследующего подробного описания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Это описание представлено со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг. 1 - схематичный вид в продольном разрезе части турбореактивного двигателя согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.

Фиг. 2 - вид, аналогичный фиг. 2, при этом турбореактивный двигатель находится в конфигурации, возникающей после механического разъединения подшипников в результате потери лопатки вентилятора.

Фиг. 3 - более детальный вид в разрезе конструкции турбореактивного двигателя, показанной на предыдущих фигурах, причем эта конструкция содержит, в частности, подшипник качения, наиболее близкий к вентилятору, согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения.

Фиг. 4 - вид в разрезе по линии IV-IV фиг. 3.

Фиг. 5 - вид в разрезе по линии V-V фиг. 3.

Фиг. 6 - частичный вид в изометрии гибких соединительных средств между наружным кольцом подшипника качения, показанным на предыдущей фигуре, и фланцем крепления этого кольца на опоре подшипника.

Фиг. 7а и 7b - схемы движения наружного кольца подшипника до механического разъединения подшипников.

Фиг. 8а и 8b - этапы предпочтительного способа монтажа конструкции, показанной на предыдущих фигурах.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 схематично показана часть турбореактивного двигателя 1 летательного аппарата согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения.

Как известно, этот турбореактивный двигатель 1 имеет продольную ось 2, по которой центрованы ротор 4 вентилятора, а также приводной вал 8, неподвижно соединенный во вращении с ротором 4, называемым также диском вентилятора.

Турбореактивный двигатель 1 содержит также картер 10, представляющий собой неподвижный жесткий кожух, очень схематично показанный на фиг. 1. Для обеспечения удержания и направления вала 8 предусмотрены три подшипника качения, отстоящие друг от друга в направлении оси 2 и обозначенные соответственно от входа к выходу позициями 12а, 12b и 12с.

Наружное кольцо каждого из этих трех подшипников качения закреплено на картере при помощи соединительных средств, обозначенных соответственно 14а, 14b и 14с. Как схематично показано на фиг. 1, каждое из этих соединительных средств выполнено в виде опоры подшипника, образующей кольцевую конструкцию, соединяющую наружное кольцо непосредственно с картером или с его внутренним выступом, как в случае двух передних подшипников 12а, 12b, находящихся ближе всего к ротору 4.

Самый передний подшипник 12 и самый задний подшипник 12с выполнены, каждый, с возможностью восприятия радиальных усилий, тогда как промежуточный подшипник 12b качения выполнен с возможностью осевого удержания вала 8.

Что касается двух передних подшипников 12а, 12b, то каждая из их опор 14а, 14b соединена с картером 10 через разрывное механическое соединение 16а, 16b. Эти соединения выполнены, например, при помощи винтов, число, размеры и положение которых определяют таким образом, чтобы обеспечить возможность разрыва, что будет более детально пояснено ниже.

Опора 14b наружного кольца 18 промежуточного подшипника 12b на картере 10 отличается тем, что содержит удерживающий участок 20, образующий кольцевую дорожку 22 качения, центрованную по оси 2. Эта кольцевая дорожка 22 обращена в радиальном направлении наружу и находится в радиальном направлении напротив комплементарного удерживающего участка 24, предусмотренного на картере 10. В частности, этот участок 24 содержит комплементарную дорожку 26 качения, тоже кольцевую и тоже центрованную по оси 2. В нормальной конфигурации полета, схематично показанной на фиг. 1, дорожка 26 находится вокруг и на расстоянии от дорожки 22, и они не взаимодействуют друг с другом. Таким образом, удерживающие средства, образованные двумя участками 20, 24, остаются неактивными, так как дорожки 22, 26 качения находятся друг от друга на радиальном расстоянии, образуя кольцевой зазор 34, по существу постоянный по всему их контуру.

В этой нормальной конфигурации разрывные механические соединения 16а, 16b являются достаточно прочными и выдерживают радиальные усилия, передаваемые передними подшипниками 12а, 12b, поддерживающими вращение вала 8 вокруг продольной оси 2 турбореактивного двигателя.

В исключительном случае потери одной или нескольких лопаток 6 вентилятора происходит разбалансировка ротора 4, которая вызывает исключительно большие радиальные усилия в конструкциях турбореактивного двигателя и, в частности, в опорах 14а, 14b и 14с подшипников.

Как было указано выше, два разрывных механических соединения 16а, 16b выполнены с возможностью разрушения, когда опоры 14а, 14b подвергаются действию этих исключительно больших радиальных усилий заранее определенной величины. Как показано на фиг. 2, почти моментальным следствием этих разрывов является радиальное биение вала 8, на котором установлен разбалансированный ротор 4, и это биение заставляет дорожку 22 качения тоже сместиться в радиальном направлении вместе с опорой 14b вплоть до контакта с комплементарной дорожкой 26 после выбирания радиального зазора 34. При этом, как показано на фиг. 4, между двумя дорожками 22, 26 качения, первоначально отстоявшими друг от друга, устанавливается точечный контакт 36.

После установления контакта радиальное биение вала 8 прекращается. При этом, как известно специалистам, этот вал производит прецессионное движение, во время которого он продолжает вращаться вокруг своей оси, а также вокруг продольной оси 2, от которой он остается смещенным в угловом направлении. В этой связи следует уточнить, что задний подшипник 12с продолжает направлять и точечно центровать этот вал 8 по оси 2.

В сочетании с контактом удерживающих участков 20, 24 прецессионное движение вала 8 и его ротора 4 заставляет удерживающий участок 20 совершать относительное движение по отношению к комплементарному удерживающему участку 24.

Это относительное движение представляет собой качение, как правило, без скольжения, учитывая очень большие контактные усилия, дорожки 22 по неподвижной дорожке 26 большего диаметра.

Описанная выше конструкция предусмотрена для обеспечения максимально быстрого механического разъединения. Так, например, предусматривают, чтобы время между моментом потери лопатки 6 вентилятора и моментом разрушения разрывных механических соединений 16а, 16b не превышало примерно одну миллисекунду.

Задачей изобретения является, в частности, ограничение рисков повреждения турбореактивного двигателя до механического разъединения. Действительно, во время разъединения наружные кольца двух передних подшипников качения, в том числе наружное кольцо наиболее близкого к вентилятору подшипника 12а, подвергаются очень большим радиальным нагрузкам.

На фиг. 3-6 показана конструкция 40 турбореактивного двигателя, рабочая часть которой образована передним подшипником 12а. Эта конструкция 40 содержит также кольцевую опору 14а подшипника, ограничивающую отверстие 42 с центром на оси 2. В это отверстие плотно посажен вкладыш 44 в виде муфты или металлического кольца, центрованного по оси 2, который ограничивает, в свою очередь, отверстие 45, в котором установлено наружное кольцо 46 подшипника 12а. Таким образом, вкладыш 44 установлен в радиальном направлении между отверстием 42 опоры 14а и кольцом 46, внутри которого находятся ролики 48 подшипника.

На наружном кольце 46 установлены две прокладки 47 или кольцевые металлические сегменты, отстоящие друг от друга в осевом направлении и образующие, каждая, герметичное соединение со стенкой отверстия 45, ограниченного вкладышем 44. Между этими прокладками 45, предпочтительно выполненными из чугуна, предусмотрен кольцевой зазор между наружной поверхностью кольца 46 и стенкой отверстия 45, причем этот зазор заполнен маслом, создающим кольцевую масляную пленку 49, образующую систему амортизации. Действительно, эта система, называемая также “Squeeze Film”, позволяет амортизировать вибрации кольца 46 в основном в радиальном направлении. Например, подачу масла классически осуществляют через лючок 61, показанный на фиг. 3.

Между кольцом 46 и опорой 14а предусмотрены соединительные средства. Эти средства прежде всего содержат крепежный фланец 50, центрованный по оси 2 и установленный при помощи болтов на задней стороне опоры 14а. Этот фланец 50 находится в радиальном направлении напротив и на расстоянии от заднего конца наружного кольца 46. Для их соединения предусмотрены гибкие средства, например, выполненные в виде множества скрепок 52, отстоящих друг от друга в окружном направлении, как показано на фиг. 3 и 6. Каждая из этих скрепок 52, выполненная, например, в виде U и расположенная в радиальной плоскости, имеет две боковые ветви, соединенные основанием на уровне их заднего конца, при этом их два передних конца закреплены на фланце 50 и на заднем конце кольца 46 предпочтительно при помощи сварки. Эти скрепки 52 позволяют кольцу 46 смещаться в радиальном направлении в отверстии 45, обеспечивая амортизацию подшипника 12а при помощи масляной пленки 49.

На своем заднем конце вкладыш 44 содержит бортик 54, проходящий в радиальном направлении наружу и имеющий вырезы 56, отстоящие друг от друга в окружном направлении. В каждый из этих вырезов 56, открытых радиально наружу, заходит выступ 58, направленный в осевом направлении назад от задней стороны опоры 14а подшипника, с которой эти выступы 58 неподвижно соединены. Механическое соединение, обеспечиваемое взаимодействием между вырезами 56 и выступами 58, как показано на фиг. 4, предупреждает/ограничивает вращение вокруг оси 2 вкладыша 44 в отверстии 42 опоры 14а.

На фиг. 3 показано, что зубчатый бортик 54 расположен в осевом направлении между задней стороной опоры 14а и кольцевой поверхностью 60 осевого упора, выполненной на фланце 50 в виде заплечика. Это осевое расположение бортика 54 с зазором или без него позволяет удерживать в осевом направлении бортик по отношению к опоре 14а и к фланцу 50 в обе стороны осевого направления. Таким образом, бортик 54 образует первые упорные средства, неподвижно соединенные с вкладышем и выполненные, в частности, с возможностью осевого удержания этого вкладыша 44 относительно опоры 14а подшипника в случае разрыва скрепок 52.

Вкладыш 44 содержит также задний кольцевой выступ 62, оснащенный штифтами 64, отстоящими друг от друга в окружном направлении. Как показано на фиг. 3 и 5, каждый штифт 64 заходит в гнездовое отверстие 66, выполненное на выступе 62. Монтаж осуществляют любым соответствующим способом, известным специалисту, например, при помощи винтов или посредством плотной посадки.

Каждый штифт 64 ориентирован по существу радиально, и его радиально внутренний конец заходит в кольцевой паз 68, выполненный на заднем конце кольца 46 и открытый радиально наружу. Как более наглядно показано на фиг. 5, радиально внутренний конец каждого штифта 64 находится в радиальном направлении напротив сплошного участка 70 дна кольцевого паза. Действительно, это дно паза не является сплошным по всему своему кольцевому контуру, так как сплошная часть прерывается с учетом присутствия множества радиальных проходных отверстий 72, проходящих насквозь через кольцо 46. Эти отверстия 72, отстоящие друг от друга в окружном направлении и выходящие, каждое, в дно кольцевого паза между двумя участками сплошной части 70, позволяют устанавливать штифты 64, что будет пояснено ниже.

Кроме того, радиально наружный конец каждого штифта 64 находится в радиальном направлении напротив крепежного фланца 50. Таким образом, штифты 64, равномерно распределенные вокруг оси 5, оказываются заключенными с двух сторон в радиальном направлении, что препятствует их выпадению в случае разрыва их соединения с кольцевым выступом 62.

Штифты 64, расположенные с зазором или без него между двумя боковыми сторонами кольцевого паза 68, центрованного по оси 2, обеспечивают осевое удержание кольцевого выступа 62 вкладыша относительно наружного кольца 46 подшипника с двух сторон в радиальном направлении. Таким образом, эти штифты 64 образуют вторые упорные средства, неподвижно соединенные с вкладышем и выполненные, в частности, с возможностью осевого удержания наружного кольца 46 подшипника относительно этого вкладыша 44 в случае разрыва скрепок 52.

На фиг. 7а и 7b схематично показано движение наружного кольца 46 подшипника до механического разъединения подшипников и после потери лопатки вентилятора во время разъединения. На этих фигурах видно, что во время качения наружного кольца 46 по стенке отверстия 45 вкладыша происходит одновременное относительное тангенциальное/окружное перемещение между этими двумя элементами, что показано изменением относительных положений между двумя крестиками 76, обозначающими соответственно две любые точки вкладыша и кольца. Это относительное тангенциальное/окружное перемещение приводит к появлению окружного напряжения на гибких соединительных скрепках 52, которые могут, таким образом, быть повреждены и даже разрушиться.

Во время такого разрыва гибких скрепок 52 поврежденные скрепки перестают удерживать в осевом направлении наружное кольцо 46 переднего подшипника, однако эта функция переходит к вышеупомянутым первым и вторым упорным средствам, выполненным с возможностью обеспечения, в комбинации, осевого удержания кольца 46 и всего подшипника 12а относительно опоры 14а подшипника.

Например, следует отметить, что место такого разрыва скрепок 52 можно определить заранее, например, на уровне участка с меньшим сечением. Это место выбирают таким образом, чтобы после разрыва штифты 64 оставались заключенными в радиальном направлении между задним концом кольца 46 и крепежным фланцем 50.

Благодаря такому аварийному осевому удержанию, наружное кольцо 46 может продолжать катиться по стенке отверстия 45 вкладыша вплоть до момента механического разъединения подшипников, после которого это кольцо 46 перестает подвергаться радиальным воздействиям и больше не может быть повреждено. Действительно, после механического разъединения подшипников радиальные усилия проходят в основном через промежуточный подшипник 12b, как было указано выше со ссылками на фиг. 2.

На фиг. 8а и 8b схематично показан способ монтажа конструкции 40, показанной на фиг. 3-7b.

Сначала производят плотную посадку вкладыша 44 в отверстие 42 опоры 14а. Относительное угловое положение между двумя элементами выбирают таким образом, чтобы в конце монтажа выступы 58 зашли в вырезы 56 бортика 54 вкладыша.

Затем вставляют наружное кольцо 46 подшипника в отверстие 45 вкладыша посредством относительного осевого перемещения между этими двумя элементами. Эту операцию производят таким образом, чтобы совместить в радиальном направлении каждое из проходных отверстий 72, выполненных в кольце 46, с гнездовым отверстием 66 для штифта, выполненным во вкладыше, как схематично показано на фиг. 8а. На этой же фигуре показан следующий этап, на котором штифты 64 вставляют в гнездовые отверстия 66, пропуская их через проходные отверстия 72. Таким образом, каждый штифт 64 проходит в радиальном направлении наружу через отверстие 72, после чего оказывается в своем соответствующем гнездовом отверстии 66. В конечном положении радиально внутренний конец штифта 64 оказывается в кольцевом пазу 68 наружного кольца и полностью выходит из отверстия 72, через которое он прошел.

После этого, как схематично показано на фиг. 8b, наружное кольцо 46 поворачивают таким образом, чтобы каждый штифт 64 оказался в радиальном направлении напротив сплошной части 70, образующей радиальный упор в направлении внутрь. Таким образом, поворот кольца 46 является, по сути дела, операцией блокировки штифтов 64.

Наконец, производят установку крепежного фланца 50 на опору 14а подшипника при помощи болтов.

Следует уточнить, что монтаж осуществляют таким образом, чтобы каждый штифт 64 оказался между двумя скрепками 52 в тангенциальном/окружном направлении. Это обеспечивает лучший контроль присутствия этих штифтов, например, при помощи установочного клина, вставляемого в осевом направлении между фланцем 50 и кольцом 46 из тангенциального пространства, ограниченного между двумя скрепками 52 и легко доступного для оператора.

Разумеется, специалист может вносить различные изменения в описанное изобретение, представленное исключительно в виде неограничительного примера.

1. Конструкция (40) для авиационного турбореактивного двигателя, содержащая:
- подшипник (12а) качения, содержащий наружное кольцо (46);
- опору (14а) подшипника, охватывающую упомянутое наружное кольцо;
- вкладыш (44), установленный между наружным кольцом подшипника и опорой подшипника;
- средства соединения наружного кольца с опорой подшипника, причем эти средства содержат:
- крепежный фланец (50), установленный на опоре подшипника; и
- гибкие соединительные средства (52), закрепленные, с одной стороны, на наружном кольце подшипника и, с другой стороны, на крепежном фланце;
при этом упомянутая конструкция дополнительно содержит средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца подшипника в случае разрыва упомянутых гибких соединительных средств,
отличающаяся тем, что упомянутые средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца, содержат:
- первые упорные средства (54), неподвижно соединенные с вкладышем (44) и выполненные с возможностью осевого удержания этого вкладыша относительно опоры (14а) подшипника в случае разрыва упомянутых гибких соединительных средств (52); и
- вторые упорные средства (64), неподвижно соединенные с вкладышем (44) и выполненные с возможностью осевого удержания наружного кольца (46) относительно этого вкладыша в случае разрыва упомянутых гибких соединительных средств,
при этом упомянутые вторые упорные средства выполнены в виде множества штифтов (64), отстоящих в окружном направлении друг от друга и заходящих, каждый, в гнездовое отверстие (66), выполненное в упомянутом вкладыше (44), при этом упомянутые штифты (64) содержат радиально внутренний конец, находящийся в кольцевом пазу (68), выполненном на упомянутом наружном кольце (46) подшипника и содержащем множество сквозных радиальных проходных отверстий (72), выходящих в дно упомянутого кольцевого паза (68), при этом каждый из упомянутых штифтов (64) расположен радиально напротив сплошной части (70) дна упомянутого кольцевого паза.

2. Конструкция по п. 1, отличающаяся тем, что каждый из упомянутых штифтов (64) расположен в радиальном направлении напротив крепежного фланца (50).

3. Конструкция по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутые гибкие соединительные средства выполнены в виде множества скрепок (52), отстоящих друг от друга в окружном направлении, каждая из которых имеет U-образную форму в радиальной плоскости.

4. Конструкция по любому из пп. 1 или 2, отличающаяся тем, что упомянутые первые упорные средства выполнены в виде бортика (54), расположенного в осевом направлении между опорой (14а) подшипника и упомянутым крепежным фланцем (50).

5. Конструкция по п. 4, отличающаяся тем, что на упомянутом бортике (54) выполнены вырезы (56), отстоящие в окружном направлении друг от друга и взаимодействующие с выступами (58), неподвижно соединенными с упомянутой опорой (14а) подшипника, для ограничения/предупреждения вращения вкладыша относительно упомянутой опоры подшипника.

6. Способ монтажа конструкции для авиационного турбореактивного двигателя по любому из предыдущих пунктов, содержащий следующие этапы:
- наружное кольцо (46) подшипника вставляют во вкладыш таким образом, чтобы совместить в радиальном направлении каждое из проходных отверстий (72), выполненных в кольце, с гнездовым отверстием (66) для штифта, выполненным во вкладыше (44);
- штифты (64) вставляют в гнездовые отверстия (66) через проходные отверстия (72) таким образом, чтобы радиально внутренний конец каждого штифта (64) зашел в кольцевой паз (68) упомянутого наружного кольца;
- наружное кольцо (46) подшипника поворачивают таким образом, чтобы каждый штифт (64) оказался в радиальном направлении напротив сплошной части (70) дна упомянутого кольцевого паза; и
- крепежный фланец (50) устанавливают на опору (14а) подшипника.

7. Авиационный турбореактивный двигатель, содержащий конструкцию (40) по любому из пп. 1-5.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора в маслосистемах авиационных газотурбинных двигателей.

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.

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).

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.

Приводной центробежный суфлер относится к области авиадвигателестроения, в частности к элементам маслосистемы авиационного газотурбинного двигателя (ГТД). Приводной центробежный суфлер ГТД содержит корпус с маслосбрасывающей резьбой и маслоулавливающей канавкой и установленную в нем осевую крыльчатку, вход в которую сообщен с каналом подвода газомасляной смеси, а выход - через газоотводящие окна с выходным патрубком суфлера.

В газотурбинном двигателе воздушные полости валов и подшипниковых опор соединены с кольцевыми коллекторами повышенного и пониженного давления воздуха, выполненными с возможностью переключения отбора воздуха с коллектора повышенного на коллектор пониженного давления воздуха.

Изобретение относится к машиностроению, преимущественно к турбиностроению, и предназначено для использования в качестве опоры быстровращающегося ротора газовой турбины, выполненной в виде двух отдельных ребер, установленных в имеющийся корпус с крышкой и приваренных к нему монтажным швом перпендикулярно оси предварительно выполненной в ребрах расточки заподлицо с горизонтальным разъемом корпуса и соединенных по нему с верхним ребром; при этом верхнее ребро соединено с имеющейся крышкой посредством крепежа и подогнанной по месту дистанционной шайбы.

Центробежный суфлер относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкции центробежного суфлера системы суфлирования авиационного газотурбинного двигателя (ГТД).

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения и касается устройства маслосистемы газотурбинного двигателя. В масляной системе, содержащей подключенную к масляным полостям опор ротора магистраль откачки масловоздушной эмульсии, сообщенную с маслобаком, и центробежный суфлер с магистралью сброса в маслобак уловленного суфлером масла, в магистраль откачки встроен эжектор так, что выход из магистрали откачки выполнен соплом для эжектирующего потока масловоздушной эмульсии, а выход магистрали сброса уловленного суфлером масла выполнен соплом для эжектируемого потока в магистрали сброса масла, которое через смесительную камеру и диффузор сообщено с маслобаком.

Изобретение относится к элементам систем газотурбинных двигателей и может быть использовано в качестве суфлера-сепаратора в маслосистемах авиационных высокотемпературных ГТД.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной опоры ротора турбомашины, является упрощение монтажа/демонтажа внутреннего керамического кольца подшипника на ротор/с ротора с сохранением необходимой посадки внутреннего керамического кольца на стальной вал, а также повышение надежности опоры в целом.

Крепежная конструкция для прикрепления направляющей лопасти к раме или кожуху вентилятора двигателя воздушного судна. Направляющая лопасть образована из композитного материала.

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.

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).

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.

Группа изобретений относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в конструкциях опор газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения с керамическим подшипником.

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.

Узел газотурбинного двигателя, включающего наружную конструкцию, охватывающую его подвижные части, и кожух, содержащий подшипник, состоит из опорной детали подшипника и из поддерживающей детали.

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).

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.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора ротора турбомашины содержит корпус, подшипник, наружное кольцо которого выполнено с фланцем, и упругие элементы. Каждый упругий элемент выполнен в виде балки цилиндрического сечения с резьбой на концах и установлен одним концом в корпусе, а другим концом во фланце наружного кольца подшипника. Корпус снабжен обечайкой, имеющей фланец со сквозными отверстиями, в которые установлены с зазором упругие элементы, с возможностью выборки зазоров между упругими элементами и фланцем обечайки. Изобретение позволяет повысить надежность упругой опоры за счет снижения вероятности разрушения упругих элементов в случае частичной передачи крутящего момента с подшипника на корпус и превышении допустимой радиальной нагрузки. 1 ил.
Наверх