RU2075658C1 - Опора ротора гтд - Google Patents
Опора ротора гтд Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075658C1 RU2075658C1 SU4898230A RU2075658C1 RU 2075658 C1 RU2075658 C1 RU 2075658C1 SU 4898230 A SU4898230 A SU 4898230A RU 2075658 C1 RU2075658 C1 RU 2075658C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radial flange
- ball bearing
- bearing
- intermediate sleeve
- shaft
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Использование: турбореактивные двухконтурные двигатели с противоточной схемой газовоздушного тракта. Сущность изобретения: опора ротора содержит смонтированный на цапфе вала радиально-упорный шарикоподшипник, жестко закрепленную во внутренней обойме этого подшипника промежуточную втулку с радиальным фланцем и упругий узел скольжения. В радиальном фланце промежуточной втулки размещено средство включения, контактирующее с пятой упорного узла скольжения через радиальный фланец вала, на котором жестко закреплена пята узла скольжения. Средство включения выполнено в виде размещенных по окружности, в выполненных в радиальном фланце промежуточной втулки осенаправленных ступенчатых отверстиях, спиральных пружин, сжатых между уступами отверстий и радиальным фланцем цапфы вала. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к авиадвигателестроению, преимущественно к ТРДД с противоточной схемой газовоздушного тракта.
У ТРДД с такой схемой газовоздушного тракта газовый поток через турбину вентилятора направлен противоположно воздушному потоку в вентиляторе. Поэтому осевые силы на ротор вентилятора и на ротор его турбины направлены в одну сторону, т. е. на подшипник опоры ротора вентилятора действует осевая сила, равная сумме осевых сил, действующих на роторы вентилятора и его турбины.
При такой высокой нагрузке (в 10.20 раз больше, чем у двигателя с обычной прямоточной схемой) радиально-упорный шарикоподшипник будет иметь или чрезмерно большие, неприемлемые габариты или недостаточный ресурс для двигателя пассажирского самолета.
Одним из решений для создания опоры ротора вентилятора такого двигателя является установка в опоре комбинированного подшипника, включающего радиально-упорный шарикоподшипник и гидродинамический упорный подшипник скольжения.
Известна опора ротора стационарного ГТД, содержащая смонтированный на цапфе вала радиально-упорный шарикоподшипник, промежуточную втулку с радиальным фланцем, жестко закрепленную во внутренней обойме шарикоподшипника, и упорный узел скольжения. В промежуточной втулке свободно может смещаться в осевом направлении вал ротора. Вращающееся кольцо упорного узла скольжения (пята) жестко закреплено на валу двигателя.
Существенные недостатки этой опоры при применении в авиационном ТРДД заключаются в следующем.
1. В авиадвигателе в момент запуска такой узел скольжения будет работать без достаточного количества смазки в условиях повышенного трения и износа до тех пор, пока между рабочими поверхностями подшипника не появится гидродинамическая пленка смазки. Так как авиационный двигатель запускается несравненно чаще, чем стационарный ГТД, то это приведет к снижению ресурса и надежности опоры ротора.
2. Упорный узел скольжения работает на всех режимах, начиная от запуска двигателя. Масло, проходящее через этот подшипник, нагревается. Его нужно охладить в теплообменнике. На это затрачивается дополнительная энергия, что уменьшает экономичность двигателя. В то же время осевую силу на ротор вентилятора на малых и крейсерских (продолжительных) режимах может воспринимать только один шарикоподшипник. Упорный узел скольжения нужен только на высоких режимах работы двигателя (на номинальном и максимальном). Поэтому целесообразно упорный узел скольжения включать только на этих высоких режимах. Это улучшает экономичность двигателя и повысит надежность и ресурс опоры ротора вентилятора.
Целью изобретения является повышение ресурса и надежности опоры ротора и уменьшение нагрева масла в опоре на малых и крейсерских режимах работы ТРДД с противоточной схемой газовоздушного тракта.
Указанная цель достигается тем, что опора ротора, содержащая смонтированный на цапфе вала радиально-упорный шарикоподшипник, жестко закрепленную во внутренней обойме шарикоподшипника промежуточную втулку с радиальным фланцем и упорный узел скольжения, дополнительно снабжена размещенным в радиальном фланце промежуточной втулки средством включения, контактирующим с пятой упорного узла скольжения через радиальный фланец вала. Средство включения выполнено в виде размещенных по окружности, в выполненных в радиальном фланце промежуточной втулки осенаправленных отверстиях, спиральных пружин, сжатых между уступами отверстий и радиальным фланцем цапфы вала.
На фиг. 1 схематично изображен винтовентиляторная ТРДД сверхвысокой степени двухконтурности с противоточной схемой газовоздушного тракта, продольное сечение; на фиг. 2 кинематическая схема роторов винтовентилятора с биротативной турбиной; на фиг. 3 узел 1 на фиг. 2 (в увеличенном масштабе) при включенном упорном узле включения; на фиг. 4 тоже, при включенном упорном узле включения; на фиг. 5 разрез А-А на фиг. 4.
ТРДД с противоточной схемой газовоздушного тракта содержит роторы 1 и 2 винтовентилятора, соединенные с вращающими их роторами 3 и 4 биротативной турбины валами 5 и 6. Валы 5 и 6 роторов 1 и 2 установлены в корпусе 7 при помощи опор.
Опора ротора 1 содержит смонтированный на цапфе 8 вала 5 радиально-упорный шарикоподшипник, промежуточную втулку 10 с радиальным фланцем 11, жестко закрепленную во внутренней обойме 12 шарикоподшипника 9 и упорный узел 13 скольжения. Опора ротора содержит размещенное в радиальном фланце 11 промежуточной втулки 10 средство 14 включения, контактирующее с пятой 15 упорного узла 13 скольжения через радиальный фланец 16, на котором расположена пята 15. Цапфа 8 вала 5 выполнена с радиальным фланцем 16 для размещения на его периферии пяты 15 упорного узла 13 скольжения. Средство 14 включения выполнено в виде размещенных по окружности, в выполненных в радиальном фланце 11 промежуточной втулки 10 осенаправленных ступенчатых отверстиях 17, спиральных пружин 18, сжатых между уступами отверстий 17 и радиальным фланцем 16 цапфы 8 вала 5 через направляющие штифты 19. Цапфа 8 вала 5 установлена во внутренней обойме 12 шарикоподшипника 9 с возможностью ограниченного осевого смещения в пределах осевого зазора Δ2 между передним торцем промежуточной втулки 10 и задним торцем ступицы 20 диска рабочего колеса ротора 1. Для уменьшения трения при перемещении цапфы 8 во втулке 10, на внутренней поверхности втулки 10, выполнена винтовая канавка 21, заполненная маслом, поступающим через отверстия 22 в цапфе 8.
Упорный узел 13 скольжения представляет собой гидродинамический упорный подшипник скольжения, состоящий из вращающейся пяты 15 и неподвижных самоустанавливающихся подпятников 23. Пята 15 выполнена в виде кольца и жестко закреплена в проточке на периферии фланца 16. Подпятники 23 выполнены в виде разрезанного на сегменты кольца и установлены на торце корпуса 7 при помощи кольца 24 с кольцевой проточкой и фланца 25, жестко закрепленных на корпусе 7. Подпятники 23 самоустанавливаются по сферической поверхности опор 26. Для подвода масла к гидродинамическому клину подшипника на подпятниках 23 выполнены радиальные канавки 27. Масло для подшипника скольжения поступает из полости Б межвального подшипника через отверстия в валах и отверстия 28 во фланце 11 (фиг. 5). Опора ротора винтовентилятора имеет аналогичную конструкцию. Она включает радиально-упорный шарикоподшипник 29, установленный внутри вала 5, упорный узел скольжения 30 и средство включения 31. Масло для подшипников опор поступает из маслосистемы двигателя по трубке 32 и отверстия 33 и 34.
Устройство работает следующим образом.
На неработающем двигателе винтовые пружины 18 отжимают вал 5 ротора назад до упора заднего торца ступицы 20 диска рабочего колеса в передний торец промежуточной втулки 10. При этом между рабочими поверхностями подпятников 23 и пятой 15 устанавливается зазор Δ1=2 ... 3 мм (фиг.3).
На работающем двигателе, по мере увеличения режима работы двигателя, осевая сила на ротор увеличивается, пружины 18 сжимаются и ротор 1 соответственно смещается вперед. При этом зазор Δ1 уменьшается, но масло свободно, не нагреваясь, проходит через этот зазор. Осевая сила воспринимается шарикоподшипником 9.
При переводе двигателя на высокий режим работы (номинальный или взлетный), когда осевая сила существенно увеличивается, зазор Δ1 уменьшается до величины 0,1.0,2 мм. При таком зазоре между рабочими поверхностями подпятников 23 и пяты 15 образуется гидродинамический клин, воспринимающий существенную часть осевой нагрузки на ротор. Тепло нагревающегося при этом масла утилизируется в топливомасляном радиаторе.
При уменьшении режима работы двигателя осевая сила на роторе уменьшается, пружины 18 разжимаются, перемещая ротор 1 назад. Зазор Δ1 увеличивается до величины, при которой гидродинамический подшипник уже не воспринимает осевую нагрузку на ротор, масло не нагревается. Осевую нагрузку целиком воспринимает шарикоподшипник.
Claims (2)
1. Опора ротора ГТД, содержащая смонтированный на цапфе вала радиально-упорный шарикоподшипник, жестко закрепленную во внутренней обойме шарикоподшипника промежуточную втулку с радиальным фланцем, а также упорный узел скольжения, отличающаяся тем, что, с целью повышения ресурса и надежности и уменьшения нагрева масла в опоре в условиях ее работы на малых и крейсерных режимах ГТД с противоточной схемой газовоздушного тракта, она снабжена размещенным в радиальном фланце промежуточной втулки средством включения, контактирующим с пятой упорного узла скольжения.
2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что цапфа вала выполнена с радиальным фланцем для размещения на его периферии пяты упорного узла скольжения, а средство включения выполнено в виде размещенных по окружности в выполненных в радиальном фланце промежуточной втулки осенаправленных ступенчатых отверстиях спиральных пружин, сжатых между уступами отверстий и радиальным фланцем цапфы вала.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4898230 RU2075658C1 (ru) | 1991-01-02 | 1991-01-02 | Опора ротора гтд |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4898230 RU2075658C1 (ru) | 1991-01-02 | 1991-01-02 | Опора ротора гтд |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2075658C1 true RU2075658C1 (ru) | 1997-03-20 |
Family
ID=21553120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4898230 RU2075658C1 (ru) | 1991-01-02 | 1991-01-02 | Опора ротора гтд |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075658C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603389C1 (ru) * | 2015-12-15 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора турбореактивного двигателя (варианты), браслетное уплотнение опоры вала ротора турбореактивного двигателя, узел уплотнительного браслета опоры вала ротора турбореактивного двигателя, секция кольца браслетного уплотнения опоры вала ротора турбореактивного двигателя |
RU2603375C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора газотурбинного двигателя, корпус опоры вала ротора газотурбинного двигателя (варианты), корпус роликоподшипника опоры вала ротора газотурбинного двигателя |
RU2603386C1 (ru) * | 2015-12-15 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора турбореактивного двигателя (варианты), корпус опоры вала ротора турбореактивного двигателя, корпус роликоподшипника опоры вала ротора турбореактивного двигателя, каскад уплотнений опоры вала ротора турбореактивного двигателя |
RU2603374C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора газотурбинного двигателя (варианты), узел опоры вала ротора газотурбинного двигателя, упругое кольцо опоры вала ротора газотурбинного двигателя, торцевая втулка цапфы вала ротора газотурбинного двигателя |
-
1991
- 1991-01-02 RU SU4898230 patent/RU2075658C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Великобритании N 1573554, кл. F 16 C 21/00, 1980. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2603375C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора газотурбинного двигателя, корпус опоры вала ротора газотурбинного двигателя (варианты), корпус роликоподшипника опоры вала ротора газотурбинного двигателя |
RU2603374C1 (ru) * | 2015-11-10 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора газотурбинного двигателя (варианты), узел опоры вала ротора газотурбинного двигателя, упругое кольцо опоры вала ротора газотурбинного двигателя, торцевая втулка цапфы вала ротора газотурбинного двигателя |
RU2603389C1 (ru) * | 2015-12-15 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора турбореактивного двигателя (варианты), браслетное уплотнение опоры вала ротора турбореактивного двигателя, узел уплотнительного браслета опоры вала ротора турбореактивного двигателя, секция кольца браслетного уплотнения опоры вала ротора турбореактивного двигателя |
RU2603386C1 (ru) * | 2015-12-15 | 2016-11-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Опора вала ротора турбореактивного двигателя (варианты), корпус опоры вала ротора турбореактивного двигателя, корпус роликоподшипника опоры вала ротора турбореактивного двигателя, каскад уплотнений опоры вала ротора турбореактивного двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8740465B2 (en) | Bearing system | |
US7189005B2 (en) | Bearing system for a turbocharger | |
US7748952B1 (en) | Snorkel tube for a gas turbine engine | |
US3390926A (en) | Combined journal and thrust bearing | |
US7694505B2 (en) | Gas turbine engine assembly and method of assembling same | |
JP5111824B2 (ja) | ガスタービンエンジン組立体及びスプラインシステム | |
US5311734A (en) | System and method for improved engine cooling in conjunction with an improved gas bearing face seal assembly | |
EP1740807B1 (en) | Turbocharger with hydrodynamic foil bearings | |
EP1253307B1 (en) | Turbocharger rotor with ball bearings | |
US4916892A (en) | High pressure seal | |
US20090202343A1 (en) | Turbocharger shaft bearing system | |
US4865529A (en) | Rotor transient positioning assembly | |
CA2444061C (en) | Oil annulus to circumferentially equalize oil feed to inner race of a bearing | |
US20070036477A1 (en) | Turbocharger shaft bearing system | |
US9234542B2 (en) | Bearing system | |
US4482303A (en) | Turbo-compressor apparatus | |
CA2934088A1 (en) | Hydrodynamic seals in bearing compartments of gas turbine engines | |
CN108799399B (zh) | 挤压膜阻尼器组件 | |
US4116502A (en) | Dual bearing structure for rotatable machine parts with antifriction and plain bearings | |
US20190226585A1 (en) | Hydrodynamic Intershaft Piston Ring Seal | |
RU2075658C1 (ru) | Опора ротора гтд | |
KR20120113241A (ko) | 가스 터빈 엔진과 포일 베어링 시스템 | |
CN110878760B (zh) | 用于涡轮机械的密封组件 | |
KR100649976B1 (ko) | 저비용 볼 베어링을 갖춘 터보 과급기 로터 | |
US2779531A (en) | Gas turbine engine with hydraulic thrust balancing |