Упругодемпферная опора ротора турбомашины

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.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является упругодемпферная опора ротора турбомашины, содержащая 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

/RU 2583206, F01D 25/00, 10.05.2016/ - прототип.

Основным недостатком такого технического решения является значительная разница радиальных перемещений статорной (крышки лабиринтов) и роторной (гребешков лабиринтов) частей лабиринтных уплотнений при прохождении валом критических частот вращения, что приводит к увеличению зазора между ними и большим потерям в уплотнении.

Задачей предлагаемого изобретения является минимизация разницы в радиальных перемещениях статорной и роторной частей лабиринтных уплотнений при снижении вероятности их касания друг о друга в работе.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленного устройства, является снижение зазора между статорной и роторной частями, что приводит к снижению потерь в лабиринтных уплотнениях.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что упругодемпферная опора ротора турбомашины, содержащая 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, по предложению 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, причем наружное кольцо подшипника, упругое кольцо, графитовое уплотнение и крышка лабиринтного уплотнения жестко установлены на корпусе подшипника. Допустимые зазоры смещения упругого кольца совместно с корпусом подшипника, графитовым уплотнением и крышкой лабиринтов составляют: в радиальном направлении не менее 0,05 мм и в осевом направлении не менее 0,005 мм.

Сущность настоящего изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлен продольный разрез упругодемпферной опоры ротора турбомашины. Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит статорный элемент 1 с жестко установленной на нем фиксирующей крышкой 2, радиальный подшипник качения 3, установленный на валу 4, корпус 5, в котором жестко установлено наружное кольцо подшипника 3 и графитовое уплотнение 6, образующий со статорным элементом 1 демпфирующую полость 7, внутри которой расположено упругое кольцо 8. Дополнительно содержит вторичные лабиринтные уплотнения, состоящие из крышки 9 и втулки гребешков 10 лабиринтных уплотнений, жестко закрепленных соответственно на корпусе 5 и на валу 4. Упругое кольцо 8 за счет своих свойств позволяет совместно смещаться системе: вал 4, подшипник 3, корпус 5, крышка 9 и графитовое уплотнение 6 в радиальном направлении в пределах допустимого зазора между статорным элементом 1 и корпусом 5, составляющего не менее 0,5 мм. При этом упругое кольцо 8, корпус 5 и крышка 9 ограничены фиксирующей крышкой 2 от осевого смещения с одной стороны и статорным элементом 1 - c другой стороны в пределах зазора не менее 0,005 мм. Реализация конструкции упругодемпферной опоры описанным выше образом делает ее упруго плавающей, то есть обеспечивает совместность перемещений крышки 9 и втулки гребешков 10 вторичного лабиринтного уплотнения, тем самым позволяет минимизировать зазор между последними, касание их друг о друга в работе и предотвращает износ спец. смеси, что снижает потери в уплотнении.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины работает следующим образом. В работе радиальная нагрузка с вала 4 передается на подшипник 3, корпус 5, упругое кольцо 8, заставляя его сжиматься в пределах зазора между корпусом 5 и статорным элементом 1 и обеспечивая перетечки масла в демпфирующей полости 7. Учитывая, что крышка 9 вторичных лабиринтных уплотнений жестко закреплена на корпусе 5, то относительные перемещения между ней и втулкой гребешков 10, жестко установленной на валу 4, синхронизируются, что позволяет конструктивно делать зазор между ними меньше. Максимальные нагрузки на подшипник 3 приходят с вала 4 при прохождении последним критических частот вращения. За счет раннее подобранной жесткости упругого кольца 8 получают требуемую жесткость опоры, что позволяет отстроить с рабочих режимов критические частоты вала 4, а наличие демпфирующей полости снижает нагрузку на подшипник при проходных критических частотах вала 4.

Сборка упругодемпферной опоры происходит в следующей последовательности.

На корпус 5 последовательно устанавливают подшипник 3, графитовое уплотнение 6, крышку 9, упругое кольцо 8. Собранный узел устанавливают в статорный элемент 1 и ограничивают фиксирующей крышкой 2, жестко устанавливаемой на последнем. На вал 4 устанавливают втулку гребешков 10 и заводят в подшипник 3.

Применение изобретения позволяет уменьшить потери во вторичных лабиринтных уплотнениях упругодемпферной опоры за счет уменьшения радиальных зазоров между крышкой 9 и втулкой гребешков 10.

1. Упругодемпферная опора ротора турбомашины, содержащая 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, отличающаяся тем, что 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, причем наружное кольцо подшипника, упругое кольцо, графитовое уплотнение и крышка лабиринтного уплотнения жестко установлены на корпусе подшипника.

2. Упругодемпферная опора ротора турбомашины по п. 1, отличающаяся тем, что допустимые зазоры смещения упругого кольца совместно с корпусом подшипника, графитовым уплотнением и крышкой лабиринтов составляют: в радиальном направлении не менее 0,05 мм и в осевом направлении не менее 0,005 мм.



 

Похожие патенты:

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.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к высокооборотным роторам турбомашин, и может быть использовано в области ракетостроения в турбонасосных агрегатах жидкостных ракетных двигателей.

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.

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.

Изобретение относится к области техники турбовальных двигателей, более конкретно к опоре (14) для, по меньшей мере, одного подшипника для горячей части турбовального двигателя.

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.

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

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 энергетике. Система управления потоком включает по меньшей мере один управляющий клапан, связанный по меньшей мере с одним соплом турбинного двигателя, при этом упомянутый управляющий клапан сконфигурирован для регулирования потока текучей среды в первом направлении или втором направлении.

Система очистки канала турбомашины содержит первый канал для воздушного потока, имеющий первое впускное отверстие, первое выпускное отверстие и первую промежуточную часть, содержащую первый фильтр грубой очистки.

Группа изобретений относится к статору компрессора низкого давления осевой турбомашины. Статор содержит кольцевой ряд лопаток статора 26, имеющих радиальные концы, проходящие через отверстия 36 внутреннего кожуха 28, и содержащие радиальные крепежные пазы 38.

Изобретение относится к энергетике. Эндоскопическая система 10 содержит эндоскоп 12 и устройство 16 обработки данных, в котором эндоскоп 12 содержит устройство 13 записи изображений, причем эндоскоп 12 выполнен с возможностью передачи записей изображений от устройства 13 записи изображений изнутри газовой турбины 11 к устройству 16 обработки данных, при этом эндоскопическая система 10 выполнена с возможностью позиционирования и юстировки определенным образом в газовой турбине 11 эндоскопа 12, содержащего устройство 13 записи изображений, которое введено в газовую турбину 11.

Уплотнительный узел переходного патрубка содержит первое уплотнение и второе уплотнение, присоединенное к первому уплотнению. Второе уплотнение расположено на расстоянии от первого уплотнения для формирования прохода для охлаждающей текучей среды.

Выпускной патрубок (11) паровой турбины содержит выпускную секцию (12, 13) и поворотную пластину (70), расположенную в этой секции (12, 13). Поворотная пластина (70) имеет поперечное сечение сложного криволинейного профиля, имеющее первую секцию (80), которая проходит между первой концевой частью (73) и средней частью (76), и вторую секцию (82), которая проходит между указанной средней частью (76) и второй концевой частью (75).

Предложен выравнивающий элемент (18, 118, 318) для сегмента (4) диафрагмы турбины. Выравнивающий элемент (18, 118, 318) выполнен с обеспечением прохождения в радиальном направлении через часть указанного сегмента (4) диафрагмы турбины.

Группа изобретений относится к балансировочной системе для ротора, используемого в турбомашинном оборудовании. Пассивная динамическая инерционная балансировочная система ротора включает в себя множество балансировочных элементов, посаженных на вал ротора в местах расчетного максимального модального отклонения вала.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины с демпфером с дроссельными канавками, содержащая корпус, втулку, закрепленную в корпусе, упругое кольцо с равномерно чередующимися наружными и внутренними выступами, выполненными соответственно на наружной и внутренней поверхностях кольца, подшипник качения, форсуночное кольцо с форсунками и уплотнение масляной полости опоры.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к многослойному сварному шву. Многослойный сварной шов, сформированный на участке поверхности турбинного ротора из высокохромистой стали, контактирующем с подшипником, содержащий нижний и верхний наплавленные слои, при этом нижний наплавленный слой содержит, в вес.%: С от 0,05 до 0,2, Si от 0,1 до 1,0, Mn от 0,3 до 1,5, Cr от 4,0 до менее 6,5, Мо от 0,5 до 1,5, Fe и неизбежные примеси - остальное.

Изобретение относится к системе индикации и может быть использовано для диагностики состояния элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей на закрытой турбине, как на валоповороте, так и на полном останове турбин. Устройство мониторинга состояния внутри турбинных узлов и деталей паровых турбин состоит из шлюзов для обеспечения доступа без вскрытия проточных частей паровой турбины в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин, видеозондов, входящих в эндоскопический узел с регистратором, блока создания светового потока различной направленности. Все действия по определению места положения эндоскопического узла относительно получения данных с видеозондов согласуются с калиброванным синхродатчиком, размещенным стационарно на валу паровой турбины, который по обратной связи через центр обработки контролирует местоположение видеозондов относительно лопаточного аппарата и элементов проточной части. Изобретение позволяет проводить визуальную диагностику в автоматическом режиме элементов внутри турбинных узлов и деталей проточных частей паровых турбин без вскрытия в процессе эксплуатации, как на валоповороте, так и на полном останове турбин. 6 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.

Наверх