ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2010 года по МПК F16C27/00 

Описание патента на изобретение RU2383790C1

Изобретение относится к опорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известна опора газотурбинного двигателя, уплотнение масляной полости между статором и ротором которой производится с помощью контактных металлических колец (С.А.Вьюнов «Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей», Москва, «Машиностроение», 1981 г., стр.205, рис.4.52).

Недостатком известной конструкции является ее пониженный ресурс из-за увеличенного износа металлических уплотнительных колец.

Наиболее близкой к заявляемой является опора газотурбинного двигателя, уплотнение масляной полости между статором и ротором которой производится контактным графитовым уплотнением, причем роликовый подшипник опоры выполнен с гладким внутренним кольцом и с центровкой сепаратора по радиальным буртикам внешнего кольца, а масляный жиклер жиклерного фланца выполнен с задней стороны внешнего кольца подшипника (патент RU №2191935).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за повышенного износа контактного графитового уплотнения, а также из-за проскальзывания и износа роликов подшипника, вращение которых тормозится трением сепаратора об радиальные буртики внешнего кольца, а также повышенным гидравлическим сопротивлением роликов о масляную пленку увеличенной толщины, накапливающуюся между радиальными буртиками внешнего кольца.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности опоры газотурбинного двигателя путем эффективного охлаждения роликового подшипника и повышения ресурса работы уплотнения.

Сущность технического решения заключается в том, что в опоре газотурбинного двигателя, содержащей уплотнение между статором и ротором, а также роликовый подшипник и статорный фланец с жиклером подвода масла, согласно изобретению, уплотнение выполнено лабиринтным, а жиклер подвода масла установлен с передней стороны подшипника, при этом подшипник выполнен с гладким внешним кольцом и с радиальными буртиками на внутреннем кольце, а также с осевыми и с радиальными каналами подвода масла во внутреннем кольце, причем сепаратор подшипника выполнен с центровкой по буртикам внутреннего кольца, а с задней стороны подшипника между внутренним кольцом и лабиринтом уплотнения установлено маслоотражательное кольцо с наклоном периферийной части в сторону подшипника, при этом отношение D/d=1,01…1,1, где:

D - диаметр по беговой дорожке внешнего кольца подшипника,

d - внутренний диаметр радиального буртика жиклерного фланца с задней стороны внешнего кольца подшипника.

Выполнение уплотнения опоры газотурбинного двигателя между статором и ротором лабиринтным позволяет существенно увеличить ресурс этого уплотнения из-за отсутствия его износа при эксплуатации, что повышает надежность опоры.

Выполнение опоры с жиклером подвода масла с передней стороны подшипника, а также с осевыми и с радиальными каналами подвода масла во внутреннем кольце позволяет снизить температуру внутреннего кольца подшипника и обеспечить интенсивную смазку сепаратора подшипника, что повышает надежность опоры газотурбинного двигателя.

Выполнение роликового подшипника опоры с гладким внешним кольцом и с радиальными буртиками на внутреннем кольце, а также с центровкой сепаратора по буртикам внутреннего кольца позволяет повысить надежность подшипника за счет исключения проскальзывания роликов роликоподшипника и уменьшения температуры подшипника за счет снижения тепловыделения при его работе путем оптимизации толщины масляной пленки на беговой дорожке внешнего кольца.

Установка с задней стороны подшипника маслоотражательного кольца с наклоном его периферийной части в сторону подшипника повышает надежность маслоотражательного кольца за счет повышения его жесткости, а также снижает паразитные утечки масла, которое с маслоотражательного кольца поступает на беговую дорожку внешнего кольца роликоподшипника.

При D/d<1,01 - увеличиваются паразитные утечки масла и излишне снижается толщина масляной пленки по беговой дорожке внешнего кольца подшипника.

При D/d>1,1 - излишне увеличивается толщина масляной пленки на беговой дорожке внешнего кольца, что повышает трение качения и тепловыделение в работающем подшипнике с соответствующим снижением надежности.

На фиг.1 изображен продольный разрез опоры газотурбинного двигателя.

Нафиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

Опора газотурбинного двигателя 1 состоит из статора 2 с установленным в нем жиклерным фланцем 3, в котором гайкой 4 зафиксировано гладкое, т.е. без радиальных буртиков, внешнее кольцо 5 роликового подшипника 6 и установленный с передней стороны от кольца 5 жиклер подвода масла 7. Внутреннее кольцо 8 подшипника 6 выполнено с осевыми 9 и с радиальными 10 каналами подвода масла, а также с передним 11 и с задним 12 радиальными буртиками, по которым центрируется сепаратор 13. С передней стороны от внутреннего кольца 8 подшипника 6 установлено маслоуловительное кольцо 14, а с задней стороны, между кольцом 8 и лабиринтом 15 лабиринтного уплотнения 16 на валу 17 ротора 18 установлено маслоотражательное кольцо 19, периферийная часть 20 которого наклонена в сторону роликов 21 подшипника 6. Для создания масляной пленки 22 оптимальной толщины радиальное ребро 23 фланца 3 по внутренней поверхности 24 выполняется на меньшем диаметре d по отношению к диаметру D поверхности 25 беговой дорожки внешнего кольца 5, что препятствует паразитным утечкам масла через сливные отверстия 26. Маслоотражательное кольцо 19 установлено таким образом в осевом направлении относительно внешнего кольца 5, чтобы при работе опоры 1 частицы масла 27, поступающие на маслоотражательное кольцо 19 из радиальной щелевой полости 28 между сепаратором 13 и радиальным буртиком 12, под действием центробежных сил вновь поступали на поверхность 25 беговой дорожки роликоподшипника 6, что способствует снижению общей прокачки масла через опору 1 газотурбинного двигателя.

Работает устройство следующим образом.

При работе опоры 1 газотурбинного двигателя струя масла из жиклера 7 поступает в установленное на валу 17 маслоуловительное кольцо 14, откуда подается в осевые каналы 9 внутреннего кольца 8, снижая таким образом тепловой поток, поступающий по валу 17 ротора 18 во внутреннее кольцо 8, что способствует снижению температуры подшипника 6 и повышению его надежности. Далее, через радиальные каналы 10 масло поступает в радиальную щелевую полость 28 между буртиком 12 и сепаратором 13, откуда частицы масла 27, отражаясь от кольца 19, поступают на поверхность 25 беговой дорожки внешнего кольца 5, охлаждая таким образом внешнее кольцо 5 подшипника 6, что повышает надежность опоры 1 газотурбинного двигателя.

Похожие патенты RU2383790C1

название год авторы номер документа
УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2008
  • Кузнецов Валерий Алексеевич
RU2386831C1
ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2008
  • Кузнецов Валерий Алексеевич
RU2369760C1
УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА ТУРБОМАШИНЫ 2013
  • Сычев Владимир Константинович
  • Язев Владимир Михайлович
  • Андрейченко Игорь Леонардович
  • Кузнецов Валерий Алексеевич
RU2513062C1
КОМПРЕССОР ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2001
  • Тункин А.И.
  • Заморин В.П.
  • Кузнецов В.А.
RU2214536C2
УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2009
  • Кузнецов Валерий Алексеевич
RU2414613C1
ОПОРА РОТОРА ТУРБОКОМПРЕССОРА 2002
  • Иноземцев А.А.
  • Колесникова Л.С.
  • Харин С.А.
  • Крючков Ю.А.
RU2227232C1
УПРУГОДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2009
  • Кузнецов Валерий Алексеевич
RU2403417C1
ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2000
  • Кузнецов В.А.
  • Тункин А.И.
  • Колесников Ю.К.
RU2189475C2
Опора вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты), каскад уплотнений опоры вала ротора, узел опоры вала ротора, контактная втулка браслетного уплотнения вала ротора, маслоотражательное кольцо вала ротора 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Зенкова Лариса Федоровна
  • Илясов Сергей Анатольевич
  • Кулагин Владимир Николаевич
  • Поляков Константин Сергеевич
  • Сахибгареев Альфред Галеевич
  • Багаутдинов Аняс Мухаммедович
  • Кузнецов Игорь Сергеевич
RU2614017C1
Опора вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (варианты), цилиндрическая составляющая вала ротора, внешний стяжной элемент вала ротора 2016
  • Марчуков Евгений Ювенальевич
  • Еричев Дмитрий Юрьевич
  • Зенкова Лариса Федоровна
  • Илясов Сергей Анатольевич
  • Кулагин Владимир Николаевич
  • Сахибгареев Альфред Галеевич
  • Тарвердян Феликс Леникович
  • Шишкова Ольга Владимировна
  • Селиванов Николай Павлович
RU2614018C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 383 790 C1

Реферат патента 2010 года ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к опорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Опора газотурбинного двигателя (1) содержит лабиринтное уплотнение (16) между статором (2) и ротором (18). С передней стороны подшипника (6) установлен жиклер подвода масла (7). Подшипник (6) выполнен с гладким внешним кольцом (5) и с внутренним кольцом (8). Внутреннее кольцо имеет радиальные буртики (11) и (12), а также осевые (9) и радиальные (10) каналы подвода масла. Сепаратор (13) подшипника выполнен с центровкой по буртикам (11) и (12) внутреннего кольца (8). С задней стороны подшипника (6) между внутренним кольцом (8) и лабиринтом (15) уплотнения установлено маслоотражательное кольцо (19) с наклоном периферийной части (20) в сторону подшипника. Отношение диаметра D по беговой дорожке внешнего кольца подшипника к внутреннему диаметру d радиального буртика жиклерного фланца с задней стороны внешнего кольца подшипника равно 1,01…1,1. Путем эффективного охлаждения подшипника повышается надежность опоры газотурбинного двигателя. 2 ил.

Формула изобретения RU 2 383 790 C1

Опора газотурбинного двигателя, содержащая уплотнение между статором и ротором, а также роликовый подшипник и статорный фланец с жиклером подвода масла, отличающаяся тем, что уплотнение выполнено лабиринтным, а жиклер подвода масла установлен с передней стороны подшипника, при этом подшипник выполнен с гладким внешним кольцом и с радиальными буртиками на внутреннем кольце, а также с осевыми и с радиальными каналами подвода масла во внутреннем кольце, причем сепаратор подшипника выполнен с центровкой по буртикам внутреннего кольца, а с задней стороны подшипника между внутренним кольцом и лабиринтом уплотнения установлено маслоотражательное кольцо с наклоном периферийной части в сторону подшипника, при этом отношение D/d=1,01…1,1, где
D - диаметр по беговой дорожке внешнего кольца подшипника,
d - внутренний диаметр радиального буртика жиклерного фланца с задней стороны внешнего кольца подшипника.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2383790C1

ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 1999
  • Иванов В.В.
  • Кузнецов В.А.
  • Тункин А.И.
RU2191935C2
Вьюнов С.А
Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей
- М.: Машиностроение, 1981
УЗЕЛ ОПОРЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2005
  • Имаев Тахир Фатехович
  • Родин Евгений Валерьевич
RU2293193C1
Светочувствительная композиция 1981
  • Либерзон Розалия Михайловна
  • Иванова Тамара Васильевна
  • Золин Владимир Михайлович
  • Зубков Александр Владимирович
  • Дмитриева Нинель Дмитриевна
SU991356A1

RU 2 383 790 C1

Авторы

Кузнецов Валерий Алексеевич

Даты

2010-03-10Публикация

2008-11-24Подача