Упругодемпферная опора ротора турбомашины

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 упруго-демпферных опор роторов турбомашин.

Известна упругодемпферная опора ротора турбомашины, содержащая подшипник и закрепленную на его наружной обойме обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки и образующую с ним демпфирующую полость (патент RU 2265728, опубл. 10.12.2005).

Данное техническое решение выбрано в качестве прототипа.

В известной опоре обечайка контактирует со статорным элементом по поверхности торцевых уступов в плоскости, перпендикулярной продольной оси ротора. Такая конструкция не позволяет передавать радиальную нагрузку от подшипника на статорный элемент непосредственно через обечайку, а не через разрезную втулку и поэтому не предусматривает возможности директивного изменения податливости поры, необходимого в случае работы двигателя в области критических частот вращения ротора с целью снижения динамических прогибов роторов и вибрационных нагрузок на опоры.

Задачей изобретения является создание упругодемпферной опоры ротора турбомашины, в которой устранены описанные выше недостатки.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является повышение ее надежности за счет расширения диапазона рабочих частот вращения ротора и снижения динамических прогибов ротора и вибрационных нагрузок на опору.

Указанный технический результат достигается тем, что в упругодемпферной опоре ротора турбомашины, содержащей подшипник и закрепленную на его наружном кольце обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки, согласно изобретению между статорным элементом и обечайкой установлен кольцевой поршень, в котором со стороны, противоположной разрезной втулке, образована управляющая полость, ограниченная крышкой, жестко закрепленной на статорном элементе и сообщенная с маслоподводящим каналом, проходящим через крышку, причем часть поверхности кольцевого поршня и ответная поверхность статорного элемента выполнены коническими относительно продольной оси опоры, с образованием между ними демпфирующей полости, а между статорным элементом и обечайкой установлена пружина, контактирующая по торцам с кольцевым поршнем и обечайкой.

Такое выполнение устройства позволяет передавать радиальную нагрузку с подшипника на статорный элемент непосредственно через обечайку и кольцевой поршень, минуя разрезную втулку, обеспечивая в случае необходимости возможность изменения податливости опоры непосредственно в процессе работы турбомашины, что позволяет изменить значение критической частоты вращения ротора и снизить вибрации турбомашины при работе в области критических частот вращения ротора.

На чертеже представлен продольный разрез заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит подшипник 1 и закрепленную на его наружном кольце 2 обечайку 3, соединенную со статорным элементом 4 при помощи разрезной втулки 5, при этом согласно изобретению между статорным элементом 4 и обечайкой 3 установлен кольцевой поршень 6, в котором со стороны, противоположной разрезной втулке 5, образована управляющая полость 7, ограниченная крышкой 8, жестко закрепленной на статорном элементе 4 и сообщенная с маслоподводящим каналом 9, проходящим через крышку 8, причем часть поверхности кольцевого поршня 6 и ответная поверхность статорного элемента 4 выполнены коническими относительно продольной оси опоры с образованием между ними демпфирующей полости 10, а между статорным элементом 4 и обечайкой 3 установлена пружина 11, контактирующая по торцам с кольцевым поршнем 6 и обечайкой 3.

В процессе работы ротора с некритической частотой вращения контакт статорного элемента 4 и кольцевого поршня 6 по коническим поверхностям отсутствует, и радиальная нагрузка с подшипника 1 на статорный элемент 4 передается через разрезную втулку 5, т.е. опора обладает повышенной податливостью. При достижении частоты вращения ротора значения критической частоты и, как следствие, увеличения вибраций турбомашины повышается давление в управляющей полости 7. Кольцевой поршень 6 смещается в осевом направлении до контакта по коническим поверхностям. Теперь радиальная нагрузка от подшипника 1 передается на статорный элемент 4, минуя разрезную втулку 5. Опора уменьшает свою податливость, а критическая частота исчезает из рабочей частоты вращения. При прохождении данной частоты вращения давление в управляющей полости 7 снижается, и за счет пружины 11 кольцевой поршень 6 смещается для образования зазора по коническим поверхностям кольцевого поршня 6 и статорного элемента 4. Податливость опоры опять повышается и исключает критические частоты вращения в данном диапазоне частот вращения. Это расширяет рабочий диапазон работы турбомашины и позволяет исключить наличие критических частот вращения на всех режимах работы турбомашины.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины, содержащая подшипник и закрепленную на его наружном кольце обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки, отличающаяся тем, что между статорным элементом и обечайкой установлен кольцевой поршень, в котором со стороны, противоположной разрезной втулке, образована управляющая полость, ограниченная крышкой, жестко закрепленной на статорном элементе, и сообщенная с маслоподводящим каналом, проходящим через крышку, причем часть поверхности кольцевого поршня и ответная поверхность статорного элемента выполнены коническими относительно продольной оси опоры с образованием между ними демпфирующей полости, а между статорным элементом и обечайкой установлена пружина, контактирующая по торцам с кольцевым поршнем и обечайкой.



 

Похожие патенты:

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.

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя содержит радиально-упорный подшипник, кольцевой элемент и V-образные элементы.

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.

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, 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.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции упругих опор с изменяемой податливостью, применяемых в стендовых динамических испытаниях роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной конструкции, является повышение надежности опоры в процессе испытаний. Указанный технический эффект достигается тем, что в упругой опоре с регулируемой жесткостью для стендовых динамических испытаний роторов турбомашин, содержащей подшипник, установленный на испытуемом валу (роторе), статорный элемент, жестко закрепленный на наружном кольце подшипника корпус, соединенный со статорным элементом через радиально-упругий элемент типа «беличье колесо», оправку радиально-упругого элемента, выполненную с возможностью перемещения вдоль продольной оси опоры по направляющим, с одного конца закрепленным на статорном элементе, на корпусе подшипника выполнены сквозные отверстия, в которые с зазором установлены направляющие. 1 ил.

Изобретение относится к соединительному модулю (18), расположенному между приводным валом (8) вентилятора авиационного двигателя и подшипником (12b) качения, при этом модуль включает в себя внутренний конструктивный элемент (26), прикрепленный к валу (8) и имеющий ограждающий элемент (32), и наружный конструктивный элемент (46), который прикреплен к подшипнику (12b) и опирается в радиальном направлении на средства (42), установленные на внутреннем конструктивном элементе (26), и ограничивает дорожку (48) качения, которая является комплементарной по отношению к ограждающему элементу (32) для образования вместе с ним шарового соединения (50), удерживаемого в заблокированном состоянии посредством блокирующего приспособления (34), установленного на внутреннем конструктивном элементе и выступающего в радиальном направлении наружу от ограждающего элемента (32), при этом средства, образующие механический предохранитель (37), образуют соединение между приспособлением и ограждающим элементом (32), так что шаровое соединение разблокируется после разрушения данных средств. В соответствии с изобретением радиальные опорные средства (42) добавлены к приспособлению (34). Достигается то, что когда шаровое соединение разблокируется за счет разрушения средств, образующих механический предохранитель, данное шаровое соединение может функционировать оптимальным образом без отрицательного воздействия на него, вызываемого наличием значительных сил сопротивления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к энергетике. Радиальная межвальная опора ротора турбомашины содержит двухрядный роликовый подшипник, включающий наружное кольцо, установленное в валу шестерни центральной конической передачи, два внутренних кольца, установленные на валу турбины, наружные рабочие поверхности которых выполнены коническими относительно продольной оси опоры, дистанционное кольцо, установленное между внутренними кольцами, два сепаратора, контактирующие друг с другом по торцам и зафиксированные относительно друг друга от проворота, в которых соответственно установлены два ряда конических роликов, причем основания меньшего диаметра конических роликов из разных рядов направлены в противолежащие стороны, при этом в месте стыка торцов сепараторов со стороны их внутреннего диаметра выполнена клинообразная кольцевая канавка, в которой установлено разрезное кольцо, выполненное в поперечном разрезе в виде треугольника, основание которого является его внутренней поверхностью, причем между разрезным кольцом и дистанционным кольцом образован радиальный зазор. Изобретение позволяет обеспечить работоспособность опоры за счет исключения дефекта проскальзывания роликов относительно колец подшипника. 3 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.

Наверх