Упругая опора ротора турбомашины


 


Владельцы патента RU 2561358:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)

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.

 

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин.

В качестве прототипа выбрана упругая опора ротора турбомашины, содержащая корпус, подшипник, наружное кольцо которого выполнено с фланцем, упругие элементы, каждый из которых выполнен в виде балки цилиндрического сечения с резьбой на концах и установлен одним концом в корпусе, а другим концом во фланце наружного кольца подшипника (патент на ПМ; RU №99839 U1, опубл. 27.11.2010).

Конструкция известной опоры не обеспечивает достаточной надежности в случае частичной передачи крутящего момента с подшипника на корпус в результате подклинки тел качения, так как в ней отсутствует устройство от проворота упругих элементов. Описанные случаи известны и приводили к разрушению упругих элементов при эксплуатации или стендовых испытаниях турбомашин.

Задачей заявленного изобретения является создание упругой опоры ротора турбомашины, лишенной вышеприведенных недостатков.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругой опоры ротора турбомашины, является повышение ее надежности при работе за счет снижения вероятности разрушения упругих элементов в случае нештатной работы опоры турбомашины, а именно в случае частичной передачи крутящего момента с подшипника на корпус и превышении допустимой радиальной нагрузки.

Указанный технический результат достигается тем, что в упругой опоре ротора турбомашины, содержащей корпус, подшипник, наружное кольцо которого выполнено с фланцем, упругие элементы, каждый из которых выполнен в виде балки цилиндрического сечения с резьбой на концах и установлен одним концом в корпусе, а другим концом во фланце наружного кольца подшипника, при этом согласно настоящему изобретению корпус снабжен обечайкой с фланцем, в котором выполнены сквозные отверстия, в которые установлены с зазором упругие элементы, с возможностью выборки зазоров между упругими элементами и фланцем обечайки.

Введение в конструкцию обечайки с фланцем, в котором выполнены отверстия описанным выше образом, позволяет в случае частичной передачи крутящего момента с вала турбомашины на корпус и превышении допустимой радиальной нагрузки исключить из силовой связи упругие элементы, тем самым предотвратив их разрушение. Данный эффект достигается путем дальнейшей передачи крутящего момента с вала через выполненную на корпусе обечайку с отверстиями, минуя упругие элементы, за счет выборки зазора между ними и отверстиями во фланце обечайки. Подобная реализация устройства от проворота в опоре позволяет корпусу воспринимать без разрушения упругих элементов в несколько раз больший крутящий момент.

На фигуре чертежа представлен продольный разрез заявленной упругой опоры ротора турбомашины.

Упругая опора ротора турбомашины, содержащая корпус 1, подшипник 2, наружное кольцо 3 которого выполнено с фланцем 4, упругие элементы 5, каждый из которых выполнен в виде балки цилиндрического сечения с резьбой на концах и установлен одним концом в корпусе 1, а другим концом во фланце 4 наружного кольца 3 подшипника 2, при этом корпус 1 снабжен обечайкой 6 с фланцем 7, в котором выполнены сквозные отверстия, в которые установлены с зазором упругие элементы 5, с возможностью выборки зазоров между упругими элементами 5 и фланцем 7 обечайки 6.

При работе турбомашины в ситуации подклинки тел качения подшипника 2 крутящий момент частично передается с них на наружное кольцо 3 подшипника 2 и через фланец 4 далее на упругие элементы 5. В результате этого выбирается зазор между упругими элементами 5 и отверстиями во фланце 7 обечайки 6. Это приводит к тому, что крутящий момент начинает передаваться на корпус 1 через обечайку 6, минуя менее прочные упругие элементы 5, предотвращая их разрушение и повышая надежность заявленной опоры.

Упругая опора ротора турбомашины, содержащая корпус, подшипник, наружное кольцо которого выполнено с фланцем, упругие элементы, каждый из которых выполнен в виде балки цилиндрического сечения с резьбой на концах и установлен одним концом в корпусе, а другим концом во фланце наружного кольца подшипника, отличающаяся тем, что корпус снабжен обечайкой с фланцем, в котором выполнены сквозные отверстия, в которые установлены с зазором упругие элементы, с возможностью выборки зазоров между упругими элементами и фланцем обечайки.



 

Похожие патенты:

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.

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).

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя содержит радиально-упорный подшипник, кольцевой элемент и V-образные элементы. Внутреннее кольцо радиально-упорного подшипника установлено на валу ротора низкого давления, а его наружное кольцо установлено в узле конической передачи на внутренней поверхности конической шестерни, контактирующей с рессорой посредством шлицевого соединения. Рессора контактирует с цапфой ротора высокого давления посредством шлицевого соединения и содержит средство фиксации, ограничивающее ее осевое смещение в направлении от радиально-упорного подшипника. Кольцевой элемент установлен на внутренней поверхности конической шестерни, зафиксирован в ней от проворота посредством шлицевого соединения и контактирует по торцу с наружным кольцом. V-образные элементы расположены по окружности между радиально-упорным подшипником и рессорой. Каждый из V-образных элементов образован двумя качалками, соединенными друг с другом посредством шарнирного соединения. В месте соединения качалок установлен груз, а свободные концы качалок соединены с наружным кольцом и рессорой соответственно посредством шарнирных соединений. Рессора содержит средство фиксации, ограничивающее ее осевое смещение в направлении к радиально-упорному подшипнику. Изобретение позволяет упростить доводку газотурбинного двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины содержит подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на цапфе ротора компрессора, упругий элемент, установленный в промежуточном корпусе и соединенный с корпусом подшипника посредством фланцевого соединения, а также уплотнения. Уплотнения жестко соединены с корпусом подшипника. Фланцевое соединение выполнено разборным, а упругий элемент и корпус подшипника выполнены с возможностью снятия промежуточного корпуса с упругим элементом путем разборки упомянутого фланцевого соединения. Упругий элемент закреплен в промежуточном корпусе также посредством фланцевого соединения, которое также выполнено разборным, с возможностью снятия упругого элемента путем разборки двух упомянутых фланцевых соединений. Изобретение позволяет повысить модульность двигателя и упростить замену упругого элемента. 1 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит подшипник и закрепленную на его наружном кольце обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки. Между статорным элементом и обечайкой установлен кольцевой поршень, в котором со стороны, противоположной разрезной втулке, образована управляющая полость. Управляющая полость ограничена крышкой, жестко закрепленной на статорном элементе, и сообщена с маслоподводящим каналом, проходящим через крышку. Часть поверхности кольцевого поршня и ответная поверхность статорного элемента выполнены коническими относительно продольной оси опоры с образованием между ними демпфирующей полости. Между статорным элементом и обечайкой установлена пружина, контактирующая по торцам с кольцевым поршнем и обечайкой. Изобретение позволяет повысить надежность опоры ротора турбомашины за счет расширения диапазона рабочих частот вращения ротора и снижения динамических прогибов ротора и вибрационных нагрузок на опору. 1 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины, содержащая подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на валу, корпус с крышкой, в котором установлены обойма и наружное кольцо подшипника, при этом между корпусом и обоймой установлена втулка, выполненная из двух колец и подпружиненная с одного торца в осевом направлении, а другим торцом контактирующая с крышкой, при этом контактирующие торцы близлежащих колец выполнены коническими относительно продольной оси вала. Изобретение позволяет упростить конструкцию опоры ротора турбомашины, а также снизить износ колец и тепловыделение в опоре, что приводит к повышению срока службы и надежности. 1 ил.

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Ротор турбомашины содержит керамический подшипник, две установленные на валу втулки, распорное кольцо, установленное между втулками и контактирующее с ними по торцам, а также выполненный на валу бурт. Распорное кольцо выполнено из материала с коэффициентом теплового расширения, большим, чем у материала втулок, а бурт контактирует по торцу с одной из втулок. Втулки с распорным кольцом зафиксированы в осевом направлении посредством установленной на валу гайки, причем между гайкой или буртом и близлежащей втулкой установлена пружина. Внутреннее кольцо керамического подшипника установлено на втулках с зазором относительно распорного кольца. Контактирующие поверхности втулок и внутреннего кольца керамического подшипника выполнены коническими относительно продольной оси вала. Изобретение позволяет упростить монтаж и демонтаж внутреннего керамического кольца подшипника с сохранением необходимой посадки его на стальной вал, а также повысить надежность ротора турбомашины. 1 ил.

Турбомашина содержит компрессор, первый вал, второй вал, первую турбину и вторую турбину. На первом валу установлено, по меньшей мере, одно турбинное колесо, являющееся частью одного из элементов, выбранных из первой и второй турбин. На втором валу установлено, по меньшей мере, одно турбинное колесо, являющееся частью другого элемента, выбранного из первой и второй турбин. Первый и второй валы ориентированы, по существу, вертикально в нормальных ситуациях использования турбомашины. Первый вал удерживается посредством первого одиночного подшипника, а второй вал удерживается посредством второго одиночного подшипника. Изобретение направлено на повышение эффективности работы турбомашины, уменьшение ее веса и затрат на производство и обслуживание. 7 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, содержащую первое монтажное средство. 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 второе монтажное средство, сопрягаемое с первым монтажным средством для передачи крутящего момента от одного монтажного средства к другому. 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 первое и второе монтажные средства, выполненные соответственно на опоре центрального узла и на гибкой опоре. Группа изобретений позволяет упростить демонтаж узла зубчатой передачи газотурбинного двигателя. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора ротора турбомашины содержит установленный на валу радиальный подшипник, наружное кольцо которого соединено с корпусом, в котором выполнены прорези с образованием между ними балочек, сориентированных в радиальном направлении относительно продольной оси опоры, условно разделяющих корпус на внутреннюю и наружную части. Опора снабжена крышкой, жестко соединенной с наружной частью корпуса в районе ее наружного диаметра, а в районе ее внутреннего диаметра выполнены шлицы, при этом на внутренней части корпуса выполнены ответные шлицы, причем упомянутые шлицы и ответные шлицы размещены с образованием радиальных и окружных зазоров между ними, с возможностью выборки упомянутых зазоров. Изобретение позволяет повысить надежность опоры в процессе эксплуатации за счет снижения вероятности поломки элементов конструкции, выполняющих функцию упругого элемента. 2 ил.

Направляющее и уплотняющее устройство, предназначенное для установки в отверстии корпуса, сквозь которое проходит вал в турбомашине, содержит узел из углеволокна. Узел из углеволокна расположен вокруг вала в отверстии корпуса и содержит кольцо, удерживаемое валом, и кольцевую поверхность трения на кольце из углеволокна, установленном в опорной коробке, прикрепленной к корпусу, и на которое оказывается осевое воздействие в направлении кольца. Кольцо содержит цилиндрическую стенку, центрированную и направляемую во время вращения цилиндрической стенкой опорной коробки с возможностью формирования направляющего подшипника скольжения вала. Другие изобретения группы относятся к шестеренчатой коробке передач и турбомашине, содержащих указанное выше направляющее и уплотняющее устройство. Группа изобретений позволяет упростить и снизить массу направляющего и уплотняющего устройства турбомашины. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции межвальных опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины содержит роликовый подшипник и посадочное кольцо под внутреннее кольцо роликового подшипника. Наружное кольцо роликового подшипника установлено в валу шестерни центральной конической передачи, а внутреннее кольцо зафиксировано на валу турбины в осевом направлении. Посадочное кольцо имеет коэффициент теплового расширения, больший, чем у вала турбины, установлено на последнем и зафиксировано на нем в осевом направлении. Внутренний диаметр посадочного кольца выполнен с эксцентриситетом по отношению к его наружному диаметру, а ось вала турбины совпадает с осью роликового подшипника. Изобретение позволяет исключить проскальзывание межвального роликового подшипника без радиального смещения узла центральной конической передачи. 1 ил.
Наверх