Опора турбины высокого давления

Предлагаемое изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано в конструкции газотурбинных установок, в частности в элементах опор и опорных подшипников. Опора турбины высокого давления содержит наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки, спицы, фиксирующие гайки и втулки. Спицы закреплены одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце. Втулки выполнены в виде стакана с отверстием под спицы в днище. Втулки закреплены на внутреннем кольце, а на спицах выполнены буртики. Каждая спица установлена в отверстие в днище стакана и снабжена двумя парами шайб со сферическими поверхностями. Одна пара шайб установлена на спицу между буртиком спицы и одной стороной днища стакана, а другая между другой стороной днища стакана и фиксирующей гайкой. Изобретение позволяет повысить ресурс турбины высокого давления газотурбинной установки. 2 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано в конструкции газотурбинных установок, в частности в элементах опор и опорных подшипников.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является опора турбины высокого давления, содержащая наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки и спицы, закрепленные одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце, и фиксирующие гайки. /RU 26819 U1, МПК F02C 7/06. Опубликовано: 20.12.2002 г./

Недостатком вышеуказанной конструкции является установка спиц на внутреннем кольце и наружном корпусе без жесткой связи с ними. С увеличением наработки более 5000 часов происходит изменение растяжения спиц, что приводит к повышенным радиальным перемещениям ротора турбины высокого давления (ТВД) и возникновению вибраций.

Задачей изобретения является улучшение работоспособности опоры турбины высокого давления.

Ожидаемый технический результат - увеличение ресурса работы турбины высокого давления, снижение возможности разрушения опоры и повышение экономичности двигателя.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что известная опора турбины, содержащая наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки и спицы, закрепленные одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце, и фиксирующие гайки, по предложению опора снабжена втулками, выполненными в виде стакана с отверстием под спицы в днище, втулки закреплены на внутреннем кольце, а на спицах выполнены буртики, каждая спица установлена в отверстие в днище и снабжена двумя парами шайб со сферическими поверхностями, при этом одна пара шайб установлена на спицу между буртиком спицы и днищем стакана, а другая между днищем стакана и фиксирующей гайкой.

Опоры снабжены втулками, выполненными в виде стакана с отверстием под спицы в днище. Втулки по количеству спиц жестко (например, сваркой) установлены во внутреннем кольце. Каждая спица имеет буртик и установлена в отверстие в днище стакана с двух сторон, от которого установлены две пары шайб, имеющих сферическую поверхность.

За счет шайб компенсируются все отклонения на буртике спиц и торцах втулок, а спицы выставляются в вертикальном направлении. Шайбы, имеющие сферическую поверхность, зажаты гайками во внутреннем кольце, а снаружи спицы закреплены гайками в наружном корпусе опоры, то есть выполняется жесткая связь спиц с наружным корпусом и внутренним кольцом.

Фиг. 1 - поперечное сечение опоры.

Фиг. 2 - выноска А.

Опора состоит из наружного корпуса 1, внутреннего кольца 2 с втулками 3, в виде стакана с отверстием под спицы в днище 4, лопаток 5, спиц 6 с буртиками 7, гаек 8, 9, 10 и установленных на каждой спице 6 по две пары шайб 11 со сферическими поверхностями, корпуса подшипника 12 и подшипника 13.

Во время сборки между буртиками 7 спиц 6 и днищем 4 втулок 3 устанавливается одна пара шайб 11, а вторая пара шайб 11 устанавливается с другой стороны днища 4 втулок 3 и зажимается гайкой 8. Снаружи спицы 6 зажимаются гайками 9 и 10. Предлагаемая опора имеет жесткость в радиальном направлении в 2,3…2,7 раз выше известной опоры.

Во время работы предлагаемая опора обеспечивает минимальные перемещения в радиальном направлении и не меняет жесткости при больших наработках и остановках, при этом опорные торцы буртиков спиц, торцов втулок и опорного торца гаек прилегают друг к другу по всему периметру за счет смещений по сферическим поверхностям сферических шайб.

Применение изобретения повышает работоспособность опоры турбины высокого давления (ТВД) до ресурса 75000… 100000 часов, а опора рекомендована к внедрению в серию.

Опора турбины высокого давления, содержащая наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки и спицы, закрепленные одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце, и фиксирующие гайки, отличающаяся тем, что она снабжена втулками, выполненными в виде стакана с отверстием под спицы в днище, втулки закреплены на внутреннем кольце, а на спицах выполнены буртики, каждая спица установлена в отверстие в днище и снабжена двумя парами шайб со сферическими поверхностями, при этом одна пара шайб установлена на спицу между буртиком спицы и одной стороной днища стакана, а другая между другой стороной днища стакана и фиксирующей гайкой.



 

Похожие патенты:

Турбомашина, содержащая, по меньшей мере, один вал и, по меньшей мере, один подшипник, направляющий во вращении упомянутый вал вокруг оси турбомашины; подшипник, содержащий первое внутренне расположенное в радиальном направлении кольцо и второе внешне расположенное в радиальном направлении кольцо, между которыми размещены подвижные элементы; турбомашина, в которой первое кольцо установлено плавающим на упомянутом валу посредством демпфирующего тонкого жидкого слоя.

Турбоустановка содержит компрессор (102), содержащий модуль (114), выполненный с возможностью введения скольжением в наружный кожух (112) и извлечения из него. Турбоустановка дополнительно содержит электрический двигатель (104), содержащий вал (108), выполненный с возможностью присоединения к валу (106) компрессора.

Изобретение относится к газотурбинным установкам авиационного и наземного применения, а именно к конструкции опор компрессора или турбины. Радиальная упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит шариковый подшипник, а также последовательно установленные на цапфе ротора турбомашины со стороны рабочих колес ротора турбомашины лабиринтное уплотнение, контактное кольцо, с которым взаимодействует контактное графитовое уплотнение, и роликовый подшипник, наружное кольцо которого установлено в корпусе роликового подшипника.

Изобретение относится к газотурбинным установкам авиационного и наземного применения, а именно к конструкции опор компрессора или турбины. Радиальная упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит шариковый подшипник, а также последовательно установленные на цапфе ротора турбомашины со стороны рабочих колес ротора турбомашины лабиринтное уплотнение, контактное кольцо, с которым взаимодействует контактное графитовое уплотнение, и роликовый подшипник, наружное кольцо которого установлено в корпусе роликового подшипника.

Изобретение относится к области энергомашиностроения и теплоэнергетики и может быть использовано при разработке паротурбинных энергоустановок. Валопровод турбоагрегата содержит скрепленные между собой соединительными муфтами и установленные на подшипниковых опорах роторы многоцилиндровой паровой турбины и электрогенератора.

Изобретение относится к энергетике. Опора компрессора низкого давления турбомашины, содержащая промежуточный вал, в котором установлена цапфа ротора компрессора и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения, а в осевом направлении посредством стяжной трубы, последовательно установленные на промежуточном валу шариковый подшипник, графитовое уплотнение, лабиринтное уплотнение, причём уплотнения и внутреннее кольцо шарикового подшипника зафиксированы относительно промежуточного вала в осевом направлении посредством упорного торца и гайки.

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 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.

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

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.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к системам разгрузки опор роторов компрессоров низкого давления газотурбинного двигателя, в том числе и в составе летательного аппарата. Компрессор низкого давления газотурбинного двигателя содержит ротор, передняя и задняя цапфы которого установлены в передней и задней опорах статора соответственно, шарикоподшипник, вспомогательную втулку, шарнирные V-образные механизмы и упорное кольцо. Наружное кольцо шарикоподшипника установлено в его корпусе, соединенном с корпусом передней опоры посредством разъемного соединения, а внутреннее кольцо шарикоподшипника установлено на наружном диаметре вспомогательной втулки. На торце передней цапфы ротора установлено упорное кольцо, соединенное с вспомогательной втулкой посредством расположенных по окружности относительно продольной оси компрессора шарнирных V-образных механизмов. Каждый V-образный механизм образован двумя качалками, соединенными друг с другом посредством шарнирного соединения, при этом в месте их соединения установлен груз, расположенный на диаметре меньшем, чем диаметр внутреннего кольца вспомогательной втулки. Свободные концы качалок соединены со вспомогательной втулкой и упорным кольцом соответственно посредством шарнирных соединений. Изобретение позволяет повысить надежности работы компрессора низкого давления газотурбинного двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области техники турбовальных двигателей, более конкретно к опоре (14) для, по меньшей мере, одного подшипника для горячей части турбовального двигателя. Опора содержит, по меньшей мере, одну центральную ступицу (15), объединяющую в себе наружное гнездо подшипника для непосредственного вставления подшипника (13), кольцевой сегмент (16) кожуха вокруг центральной ступицы (15) и множество радиальных плеч (17), соединяющих упомянутую центральную ступицу (15) с упомянутым кольцевым сегментом (16) кожуха. Радиальные плечи (17) наклонены в осевом направлении и в тангенциальном направлении и объединены как единое целое с центральной ступицей (15) и с кольцевым сегментом (16) кожуха. Позволяет получить высокую степень радиальной жесткости и жесткости на изгиб, даже под воздействием высоких температур, в это же время, тем не менее, обеспечивая хороший срок службы и достигая этого с большой простотой. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Двухконтурный турбореактивный двигатель содержит цилиндрический канал холодного потока, на продольных концах которого расположены корпус, окружающий вентилятор турбореактивного двигателя, и опорное кольцо, соединенное с выпускным корпусом. Опорное кольцо установлено при помощи тяг, прикрепленных к цилиндрической наружной обечайке выпускного корпуса при помощи точек крепления. Точки крепления выпускного корпуса представляют собой вилки, проушины которых проходят радиально от наружной обечайки и расположены по существу в осевом направлении посередине обечайки. Отверстия вилок ориентированы по направлению образующих наружной обечайки. Точки крепления тяг на опорном кольце канала холодного потока расположены в осевом направлении выше по потоку от вилок наружной обечайки выпускного корпуса. Изобретение позволяет упростить конструкцию крепления опорного кольца к выпускному корпусу и обеспечить возможность их относительных перемещений. 7 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство приводного вала газотурбинного двигателя содержит приводной вал, круглый корпус, круглый обод, окружающий корпус, полую радиальную опору и опорный подшипник вала, установленный между первичным валом и манжетой. Радиальная опора соединяет корпус с ободом и пересекается приводным валом, проходящим в корпус. Радиальная опора соединена с корпусом и не выполнена с ним как одно целое. Радиальная опора содержит бобышку, снабженную каналом. Бобышка и манжета соединены путем зацепления друг в друга. Приводной вал проходит сквозь бобышку и манжету. Прокладка обеспечивает герметичность между манжетой и бобышкой, и подшипник установлен в манжете. В приводном вале образован масляный канал, причем просверленные отверстия пересекают вал от масляного канала до подшипника. Другие изобретения группы относятся к газотурбинному двигателю, содержащему указанное выше устройство, а также воздушному судну с таким двигателем. Группа изобретений позволяет раздельно изготавливать радиальную опору и корпус, а также повысить точность установки подшипника 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным роторам турбомашин, и может быть использовано в области ракетостроения в турбонасосных агрегатах жидкостных ракетных двигателей. Упруго-демпферная опора ротора (1) содержит корпус (2) опоры, по крайней мере, один подшипник качения (3), втулку (4), установленную по наружному кольцу подшипника (3), с внешней поверхности, которой установлен пакет (5) гофрированных пластин со сквозным продольным пазом, фиксатор (7) пакета (5). Сквозные пазы каждой пластины или группы пластин пакета (5) смещены относительно друг друга по окружности. На торце пакета (5) выполнен дополнительный паз, совмещенный с фиксатором. Технический результат: повышение точности центрирования ротора в корпусе турбомашины, снижение виброактивности ротора и радиальных динамических нагрузок, действующих на опоры. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к конструкции радиально-упорной опоры ротора компрессора. Радиально-упорная опора ротора газотурбинного двигателя содержит радиально-упорный шарикоподшипник и дополнительный радиально-упорный шарикоподшипник, внутренние кольца которых установлены на валу. Оба внутренних кольца радиально-упорных шарикоподшипников выполнены разъемными и зафиксированы на валу в осевом и окружном направлениях. Между близлежащими торцами внутренних колец установлено регулировочное кольцо. Наружное кольцо дополнительного радиально-упорного шарикоподшипника установлено в обойме, на внутренней поверхности которой со стороны компрессора выполнен бурт, контактирующий по торцам с наружным кольцом дополнительного радиально-упорного шарикоподшипника. Оба радиально-упорных шарикоподшипника заключены в общем корпусе, причем наружное кольцо радиально-упорного шарикоподшипника зафиксировано относительно последнего в осевом направлении посредством бурта, выполненного со стороны его внутренней поверхности и гайки соответственно. Между близлежащими торцами бурта и наружного кольца дополнительного радиально-упорного шарикоподшипника установлена осевая пружина. Общий корпус радиально-упорных шарикоподшипников установлен в корпусе опоры, выполненном разборным, и выполнен с возможностью смещения вдоль продольной оси опоры, ограниченного стенками корпуса опоры. Между стенкой корпуса опоры и близлежащими торцами общего корпуса радиально-упорных шарикоподшипников и обоймы образована кольцевая полость. В кольцевой полости по окружности установлены элементы, ограниченные в радиальном направлении общим корпусом радиально-упорных шарикоподшипников и осевым кольцевым выступом соответственно, выполненным на одной из стенок корпуса опоры. Обращенная к стенке корпуса опоры поверхность каждого из указанных элементов выполнена сферической, а на противолежащей поверхности выполнены два выступа, торцы которых контактируют с торцами общего корпуса радиально-упорных шарикоподшипников и обоймы соответственно. Изобретение позволяет повысить надежность работы компрессора за счет снижения суммарной осевой нагрузки на заднюю шарикоподшипниковую опору ротора при работе газотурбинного двигателя. 1 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции упругих опор с изменяемой податливостью, применяемых в стендовых динамических испытаниях роторов турбомашин. Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит радиальный подшипник качения, установленный на валу, статорный элемент, жестко закрепленный на наружном кольце подшипника корпус, образующий со статорным элементом демпфирующую полость, внутри которой расположено упругое кольцо, а также графитовое уплотнение и вторичное лабиринтное уплотнение, содержащее крышку лабиринтных уплотнений. Упругодемпферная опора содержит установленную на статорном элементе фиксирующую крышку; при этом упругое кольцо закреплено с возможностью смещения в демпфирующей полости совместно с корпусом подшипника, графитовым уплотнением и крышкой лабиринтов в радиальном и осевом направлениях в пределах допустимых зазоров и ограничены фиксирующей крышкой от осевого смещения с одной стороны и статорным элементом - с другой стороны. Наружное кольцо подшипника, упругое кольцо, графитовое уплотнение и крышка лабиринтного уплотнения жестко установлены на корпусе подшипника. Изобретение позволяет снизить зазор между статорной и роторной частями, что приводит к снижению потерь в лабиринтных уплотнениях. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции упругих опор с изменяемой податливостью, применяемых в стендовых динамических испытаниях роторов турбомашин. Упругодемпферная опора с регулируемой жесткостью содержит подшипник, установленный на валу, статорный элемент и закрепленную на наружном кольце подшипника обечайку, соединенную со статорным элементом посредством разрезной втулки. Упругодемпферная опора дополнительно содержит подвижную втулку, соединенную со статорным элементом и расположенную между обечайкой и статорным элементом с возможностью одновременного контактирования с обечайкой и разрезной втулкой при смещении подвижной втулки посредством привода вдоль продольной оси опоры, при этом подвижная втулка образует с обечайкой демпфирующую полость, ограниченную уплотнениями. Изобретение позволяет изменить амплитудно-частотные характеристики ротора, обеспечить его постоянную работу на некритических частотах вращения и снизить вибрации оборудования стенда и ротора. 2 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к опорам между роторами высокого и низкого давлений. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является снижение тепловыделения и потребных прокачек масла в подшипнике и в опоре в целом, а также упрощение конструкции за счет того наличия в подшипнике опоры одного сепаратора, что снижает его осевой габарит и, как следствие, повышение надежности подшипника и опоры в целом. Указанный технический результат достигается тем, что известная радиальная межвальная опора ротора турбомашины, содержащая двухрядный подшипник, включающий наружное кольцо, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической относительно продольной оси опоры, 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, сепаратор, согласно настоящему изобретению содержит два разрезных кольца, каждое из которых выполнено в поперечном разрезе в виде круга, при этом основания конусов меньшего диаметра упомянутых конических наружных рабочих поверхностей внутренних колец направлены в противолежащие стороны, при этом в упомянутом сепараторе установлены с радиальным смещением относительно друг друга два ряда шариков, а упомянутые разрезные кольца установлены со стороны компрессора и турбины соответственно относительно шариков, контактируя с последними, причем участки внутренней рабочей поверхности сепаратора, контактирующей с разрезными кольцами, выполнены коническими относительно продольной оси опоры, основания конусов меньшего диаметра которых направлены в противолежащие стороны. 3 ил.

Упорный подшипник содержит электромагнитный статор (22) со статорной поверхностью (26) и роторный диск (28) с роторной поверхностью (36), обращенной к статорной поверхности (26). Роторный диск (28) содержит радиально внутреннюю часть, выполненную из первого материала и непосредственно и исключительно присоединенную к радиально внешней части, выполненной из второго материала. Первый материал является коррозионно-устойчивым металлом или металлическим сплавом, а второй материал является ферромагнитным металлом или металлическим сплавом. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Предлагаемое изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано в конструкции газотурбинных установок, в частности в элементах опор и опорных подшипников. Опора турбины высокого давления содержит наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки, спицы, фиксирующие гайки и втулки. Спицы закреплены одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце. Втулки выполнены в виде стакана с отверстием под спицы в днище. Втулки закреплены на внутреннем кольце, а на спицах выполнены буртики. Каждая спица установлена в отверстие в днище стакана и снабжена двумя парами шайб со сферическими поверхностями. Одна пара шайб установлена на спицу между буртиком спицы и одной стороной днища стакана, а другая между другой стороной днища стакана и фиксирующей гайкой. Изобретение позволяет повысить ресурс турбины высокого давления газотурбинной установки. 2 ил.

Наверх