УЗЕЛ МЕЖВАЛЬНОЙ ОПОРЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 1995 года по МПК F04D29/04 F01D25/16 

Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в конструкциях авиационных газотурбинных двигателей.

Известен узел соединения валов двухвального газотурбинного двигателя, где для ограничения прогиба внутреннего вала в его средней части применен межвальный подшипник [1] Однако данная конструкция позволяет применять подшипники с буртами на наружном кольце и ограничивает использование в конструкции иных типов подшипников. Кроме того, в процессе сборки во время постановки ротора турбины низкого давления (ТНД) детали подшипника (ролики, сепаратор) имеют контакты с пакетом деталей на валу ТНД и могут быть повреждены последними. Сборка осуществляется вслепую, отсутствует возможностью осмотра подшипника после окончательной сборки.

Наиболее близкой к изобретению является конструкция узла межвальной опоры турбомашины, имеющей роликовый подшипник с буртами на наружном кольце, которое установлено на внутренней поверхности вала привода компрессора высокого давления (КВД), а внутреннее кольцо на валу ТНД [2]
Данная конструкция узла межвальной опоры имеет ряд существенных недостатков.

Бурты на наружном кольце подшипника препятствует сбросу масла и загрязнений под действием центробежных сил, которые оказывают дополнительное гидравлическое сопротивление на комплект роликов и сепаратор и тем самым способствуют их проскальзыванию. Для улучшения условий сброса масла и загрязнений в наружном кольце необходимо выполнять специальное отверстие, что ослабляет его.

При постановке узла ТНД в двигатель имеет место контакт роликов с деталями на валу ТНД, что повышает вероятность их повреждения.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в улучшении условий смазки, сброса масла и загрязнений, а также улучшении условий сборки. Выполнение такой задачи позволяет повысить надежность работы узла межвального подшипника и всего двигателя в целом.

На чертеже представлена схема узла межвальной опоры ГТД.

Внешний вал состоит из вала 1 КВД, вала 2 ТВД и промежуточного вала 3 привода КВД. Валы 1 и 3 стянуты гайкой 4. Наружное кольцо 5 подшипника 6 выполнено без буртов и посажено на внутреннюю поверхность вала 3 с упором в торец гайки 4. С другой стороны оно поджато через пакет деталей 7 гайкой 8. Внутреннее кольцо 9 подшипника 6 установлено на полую цилиндрическую втулку 10 с упором в бурт 11, выполненный за одно целое со втулкой 10, с другого конца оно поджато гайкой 12. Втулка 10 и гайка 12 имеют шлицы 13, которые входят в зацепление со шлицами на валу 14 ротора ТНД 15. Вал 14 имеет каналы 16 для подвода масла к подшипнику 6, а в полой цилиндрической втулке 10 выполнены проточка 17 и каналы 18. Сепаратор 19 подшипника 6 имеет крылышки 20, а для слива отработанного масла в детали 3 выполнены отверстия 21.

Сборка межвальной опоры осуществляется в следующей последовательности.

На вал 1 устанавливают вал 3 и затягивают гайкой 4. Далее производят установку подшипника 6, предварительно собранного с деталями 10 и 12. Наружное кольцо 5 подшипника 6 через пакет деталей 7 затягивают гайкой 8 и устанавливают ТВД с валом 2. Вал 14 ротора ТНД 15 и втулка 10 имеют между собой переходную посадку. Шлицы на деталях 10 и 12 входят в зацепление со шлицами на валу 14 ротора ТНД 15. В процессе работы двигателя смазка и охлаждение подшипника осуществляется следующим образом: масло по каналам 16 вала 14 поступает в протоку 17 на втулке 10 и далее по каналам 18 забрасывается под крылышки 20 сепаратора 19, при этом смазывая и охлаждая подшипник 6. Слив масла осуществляется через каналы 21 вала 3 привода КВД.

Использование: в энергетическом и транспортном машиностроении, в конструкциях авиационных газотурбинных двигателей. Сущность изобретения: на вал 1 компрессора высокого давления устанавливают промежуточный вал 3 привода компрессора высокого давления и затягивают гайкой 4. Далее производят установку подшипника 6, предварительно собранного с полой цилиндрической втулкой 10 и гайкой 12. Наружное кольцо 5 подшипника 6 через пакет деталей 7 затягивают гайкой 8 и устанавливают турбину высокого давления с валом 2. Вал 14 ротора турбины низкого давления 12 и втулка 10 имеют между собой переходную посадку. Шлицы на деталях 10 и 12 входят в зацепление со шлицами на валу 14 ротора турбины низкого давления 16. 1 ил.

УЗЕЛ МЕЖВАЛЬНОЙ ОПОРЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, выполненный по двухвальной схеме, содержащий подшипник, установленный между опорами на концах вала ротора турбины низкого давления, наружное кольцо которого размещено на промежуточном валу привода компрессора высокого давления, а внутреннее кольцо охватывает вал ротора турбины низкого давления, отличающийся тем, что узел снабжен полой цилиндрической втулкой, установленной на валу ротора турбины низкого давления и контактирующей наружной поверхностью с внутренним кольцом подшипника, на одном из концов втулки выполнен бурт, на другом резьба, причем втулка снабжена установленной по резьбе гайкой, бурт и гайка фиксируют подшипник в осевом направлении, а на концах втулки и гайки выполнены шлицы, входящие в зацепление со шлицами вала ротора турбины низкого давления.