СВОБОДНАЯ ТУРБИНА ПРИВОДА ГАЗОПЕРЕКАЧИВАЮЩЕГО АГРЕГАТА Российский патент 2000 года по МПК F02C3/10 F02C7/06 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для привода газоперекачивающего агрегата (ГПА).

Известна свободная турбина двигателя НК - 12 СТ для ГПА Ц - 6,3 [1], выбранная авторами в качестве прототипа, содержащая ротор турбины, жестко установленный в корпус на двух опорах, и диск турбины, размещенный консольно рядом с передней опорой.

Недостатком данной турбины является повышенная вибрация свободной турбины при наличии дисбаланса ротора.

Технический результат заключается в повышении надежности и долговечности свободной турбины за счет снижения уровня ее вибрации.

Технический результат достигается тем, что в свободной турбине привода газоперекачивающего агрегата, содержащей корпуса подшипников качения с каналами для подвода смазки, установленные без зазора в корпусе опор ротора, уплотненными резиновыми кольцами, согласно изобретению корпус переднего подшипника качения установлен в корпусе опоры с радиальным зазором 0,1...0,2 миллиметра, выполнен с равномерно расположенными по окружности каналами для протока смазки и имеет радиальный штифт, установленный без зазора в корпус опоры, а в корпус подшипника качения - с зазором, не меньшим радиального зазора между подшипником и корпусом.

На фиг. 1 представлена конструкция свободной турбины, а на фиг. 2 - продольный разрез переднего опорного узла.

Свободная турбина (фиг. 1) содержит ротор 1 на подшипниковых опорах 2, 3 и 4, установленных в корпус опоры 5. Диск турбины 6 размещен консольно рядом с передней опорой. С другой стороны ротора у задней опоры размещен шлицевой пояс 7 для передачи крутящего момента к ГПА с помощью шлицевой рессоры (на фиг. 1 не показаны).

Корпус 8 подшипника качения 2 установлен в корпус опоры 5 с радиальным зазором 9 величиной 0,1...0,2 мм (фиг. 2) и поэтому имеет возможность перемещения в радиальном направлении. Такие пределы для величины зазора выбраны из следующих соображений. Зазор меньше 0,1 мм для величин диаметров подшипников 150...200 мм, на которых размещается втулка, сложно выполнить технологически и трудно поддерживать стабильность при изготовлении. При зазоре, большем 0,2 мм, величина перемещения может превысить величины зазора 10 в лабиринтных уплотнениях 11, что приведет к задеванию ротора о статор. Зазор уплотнен по торцам резиновыми кольцами 12. Шариковый подшипник 4 предназначен для восприятия осевой нагрузки и поэтому установлен в корпус с радиальным зазором. Роликовый подшипник 3 установлен в корпус жестко - без зазора. Масло в подшипник 2 подается через канавку 13 и сверление 14 в корпусе 5 опоры. Резиновые кольца 15 предотвращают утечки подаваемого под давлением масла в картер турбины. Далее масло через кольцевую канавку 16, каналы 17 и 18 в корпусе подшипника 2 попадает на смазку подшипника. Из канавки 16 смазка поступает также и в зазор 9. Через каналы 19, равномерно расположенные по окружности, смазка отводится из полости 20 между подшипником и лабиринтным уплотнением. От вращения корпус переднего подшипника зафиксирован радиальным штифтом 21, который без зазора установлен в корпус 5 опоры по резьбе, а в корпус подшипника 2 - с зазором 22 в окружном и радиальном направлениях, не меньшим радиального зазора 9.

Работа свободной турбины происходит следующим образом. Турбина, вращаясь, приводит в движение через шлицевой пояс и шлицевую рессору ГПА. Поскольку диск 6 турбины расположен консольно в непосредственной близости от подшипника 2, установленного с зазором 9, то при вращении ротора 1 турбины от диска возникают статический и динамический дисбалансы. При этом корпус 2 подшипника из-за наличия радиального штифта 21 не вращается, но начинает совершать колебательные движения в пределах, ограниченных зазорами 9 и 22, которые передаются на корпус турбины. Наличие в передней опоре вокруг корпуса подшипника масляного слоя в уплотненном по торцам зазоре 9 величиной 0,1. . . 0,2 мм позволяет рассеивать энергию колебаний ротора за счет трения между частичками жидкости при перетекании вязкой смазки по зазору. Это приводит к снижению передаваемых усилий через опору на корпус турбины и, как следствие, к снижению напряжений в элементах конструкции турбины, что повышает надежность свободной турбины. Выделяющееся тепло в опоре ротора при его колебаниях уносится потоком смазки, что обеспечивается наличием каналов 19, равномерно расположенных по окружности в корпусе подшипника. Диаметр и количество каналов 19 выбираются в зависимости от величины необходимого теплового потока, отводимого из опоры.

Источники информации
1. Двигатель НК-12 СТ серии 02 /Техническое описание турбовального двигателя со свободной турбиной/ под редакцией Рыжинского И.Н., Баркова М.Н. , г. Куйбышев, 1985 г., 191 с.

Свободная турбина предназначена для привода газоперекачивающего агрегата. Свободная турбина привода газоперекачивающего агрегата содержит корпуса подшипников качения с каналами для подвода смазки, установленные без зазора в корпусе опор ротора, уплотненными резиновыми кольцами. Корпус переднего подшипника качения установлен в корпусе опоры с радиальным зазором 0,1 - 0,2 мм, выполнен с равномерно расположенными по окружности каналами для протока смазки и имеет радиальный штифт, установленный без зазора в корпус опоры, а в корпус подшипника качения - с зазором, не меньшим радиального зазора между подшипником и корпусом. Такое выполнение турбины позволит повысить ее надежность и долговечность за счет снижения уровня ее вибрации. 2 ил.

Свободная турбина привода газоперекачивающего агрегата, содержащая корпуса подшипников качения с каналами для подвода смазки, установленные без зазора в корпусе опор ротора, уплотненными резиновыми кольцами, отличающаяся тем, что корпус переднего подшипника качения установлен в корпусе опоры с радиальным зазором 0,1-0,2 мм, выполнен с равномерно расположенными по окружности каналами для протока смазки и имеет радиальный штифт, установленный без зазора в корпус опоры, а в корпус подшипника качения с зазором, не меньшим радиального зазора между подшипником и корпусом.