Упругодемпферная опора ротора турбомашины


 


Владельцы патента RU 2563952:

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

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.
Наверх