RU2303148C1 - Gas-turbine engine intershaft support unit - Google Patents
Gas-turbine engine intershaft support unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303148C1 RU2303148C1 RU2005138154/06A RU2005138154A RU2303148C1 RU 2303148 C1 RU2303148 C1 RU 2303148C1 RU 2005138154/06 A RU2005138154/06 A RU 2005138154/06A RU 2005138154 A RU2005138154 A RU 2005138154A RU 2303148 C1 RU2303148 C1 RU 2303148C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- pressure compressor
- low
- inter
- intermediate shaft
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного и наземного применения, а именно к конструкции межвальной опоры, и может использоваться в наиболее напряженных межвальных опорах ГТД.The invention relates to gas turbine engines (GTE) for aviation and ground applications, namely, to the construction of an inter-shaft support, and can be used in the most intense inter-shaft support of a GTE.
Известна опора двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащая межвальный радиально-упорный шарикоподшипник, установленный между валами компрессоров низкого и высокого давления, промежуточный вал с установленным на нем внутренним кольцом подшипника, масляную полость для смазки и охлаждения подшипников (Г.С. Скубачевский "Авиационные газотурбинные двигатели". Конструкция и расчет деталей. М.: Машиностроение, 1974, стр.71, рис.3.22).A well-known support for a double-circuit turbojet engine containing an inter-shaft angular contact ball bearing installed between the shafts of low and high pressure compressors, an intermediate shaft with an inner bearing ring mounted on it, an oil cavity for lubricating and cooling bearings (G.S. Skubachevsky "Aircraft gas turbine engines" Design and calculation of parts. M.: Mechanical Engineering, 1974, p. 71, Fig. 3.22).
Недостатком такой опоры является то, что промежуточный вал с внутренним кольцом подшипника передает через шлицы крутящий момент от турбины к компрессору и при перекосах в шлицевом соединении негативно влияет на работу подшипника, перекашивая кольца подшипника относительно друг друга. Сложная система подачи масла на подшипники ухудшает их работу. Для регулировки взаимного осевого положения турбины и компрессора имеется регулировочное кольцо, которое устанавливается между внутренним кольцом подшипника и буртом на промежуточном валу.The disadvantage of such a support is that the intermediate shaft with the inner ring of the bearing transmits torque from the turbine to the compressor through the splines and, when distorted in the spline connection, negatively affects the operation of the bearing, skewing the bearing rings relative to each other. A complex oil supply system for bearings degrades their performance. To adjust the mutual axial position of the turbine and compressor, there is an adjusting ring that is installed between the inner ring of the bearing and the shoulder on the countershaft.
Для выставления осевого положения компрессора и турбины необходимо иметь набор таких колец. При его замене требуется сложная разборка компрессора.To set the axial position of the compressor and turbine, you must have a set of such rings. When replacing it requires complex disassembly of the compressor.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является газотурбинный двигатель, содержащий валы компрессора высокого и низкого давления, вал турбины низкого давления (ТНД), промежуточный вал, установленный на валу компрессора низкого давления (КНД), регулировочный элемент, межвальный радиально-упорный шарикоподшипник, наружное кольцо которого установлено на внутренней поверхности вала компрессора высокого давления (КВД), а внутреннее - на наружной поверхности промежуточного вала, размещенного в масляной полости, ограниченной контактным уплотнением, и радиально-упорный шарикоподшипник, размещенный на валу КВД (А.Н. Никитин "Технология сборки двигателей летательных аппаратов", Москва, Машиностроение, 1982, стр.213...216).The closest in technical essence to the claimed solution is a gas turbine engine containing high and low pressure compressor shafts, low pressure turbine shaft (LPH), an intermediate shaft mounted on the low pressure compressor shaft (KND), an adjusting element, an angular contact ball bearing, the outer ring of which is installed on the inner surface of the shaft of the high-pressure compressor (HPC), and the inner ring is on the outer surface of the intermediate shaft located in the oil cavity, ichennoy contact seal, and angular contact ball bearings disposed on the shaft HPC (AN Nikitin "assembly technology aircraft engines", Moscow, Mechanical Engineering, 1982, page 213 ... 216).
Недостатком известного устройства является организация подачи масла на межвальный шарикоподшипник через отверстия в валу КВД. Таким образом, подача масла на подшипник производится с его одной стороны в зазор между внутренним кольцом и сепаратором, что приводит к неравномерному охлаждению подшипника. Кроме того, масляная полость отделена от воздушных полостей разрезными металлическими кольцами, которые не обеспечивают длительный ресурс работы опоры из-за их износа по мере увеличения наработки, и через такие уплотнения происходит утечка масла в проточную часть двигателя.A disadvantage of the known device is the organization of the oil supply to the inter-shaft ball bearing through the holes in the HPC shaft. Thus, the oil is supplied to the bearing from its one side into the gap between the inner ring and the cage, which leads to uneven cooling of the bearing. In addition, the oil cavity is separated from the air cavities by split metal rings, which do not provide a long service life of the support due to their wear as the operating time increases, and through such seals, oil leaks into the engine flow part.
Задачей изобретения является организация оптимальной подачи масла для смазки и охлаждения подшипников межвальной опоры ГТД.The objective of the invention is the organization of the optimal oil supply for lubrication and cooling of bearings of the inter-shaft support of the gas turbine engine.
Указанная задача достигается тем, что в узле межвальной опоры ГТД, содержащем валы компрессоров высокого и низкого давления, вал турбины низкого давления, промежуточный вал, установленный на валу КНД, регулировочный элемент, межвальный радиально-упорный шарикоподшипник, наружное кольцо которого установлено на внутренней поверхности вала КВД, а внутреннее - на наружной поверхности промежуточного вала, размещенный в масляной полости, ограниченной контактным уплотнением, и радиально-упорный шарикоподшипник, размещенный на валу КВД, согласно изобретению во внутреннем кольце межвального подшипника выполнены сквозные радиальные пазы, между валами компрессоров высокого и низкого давления образован кольцевой канал, на статоре КВД напротив входа в этот канал установлена масляная форсунка, а на наружной поверхности промежуточного вала со стороны кольцевого канала выполнены продольные пазы, соединенные между собой на их выходах кольцевой канавкой, расположенной напротив радиальных пазов внутреннего кольца межвального подшипника.This task is achieved by the fact that in the assembly of the gas-bearing support for the gas turbine engine, which contains the shafts of the high and low pressure compressors, the low-pressure turbine shaft, the intermediate shaft mounted on the low-pressure valve shaft, an adjusting element, the angular-contact ball bearing, the outer ring of which is mounted on the inner surface of the shaft KVD, and internal - on the outer surface of the intermediate shaft, located in the oil cavity bounded by the contact seal, and angular contact ball bearing located on the shaft of the KVD, according According to the invention, radial grooves are made in the inner ring of the inter-shaft bearing, an annular channel is formed between the shafts of the high and low pressure compressors, an oil nozzle is installed on the HPC stator opposite the entrance to this channel, and longitudinal grooves are made on the outer surface of the intermediate shaft from the side of the annular channel between themselves at their exits an annular groove located opposite the radial grooves of the inner ring of the inter-shaft bearing.
Кроме того, в устройстве может иметь место следующее:In addition, the following may occur in the device:
- контактные уплотнения, ограничивающие масляную полость, выполнены графитовыми;- contact seals that limit the oil cavity are made of graphite;
- регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, соединенной резьбой с промежуточным валом и шлицами - с наружной поверхностью вала компрессора низкого давления;- the adjusting element is made in the form of a threaded sleeve connected by a thread with an intermediate shaft and splines - with the outer surface of the shaft of the low-pressure compressor;
- наружная поверхность вала компрессора низкого давления и внутренняя поверхность вала турбины низкого давления соединены шлицами;- the outer surface of the shaft of the low pressure compressor and the inner surface of the shaft of the low pressure turbine are connected by splines;
- на наружной поверхности вала компрессора высокого давления выполнены продольные каналы, соединенные между собой на их выходах кольцевой канавкой, расположенной напротив радиальных пазов внутреннего кольца радиально-упорного шарикоподшипника;- longitudinal channels are made on the outer surface of the shaft of the high-pressure compressor, interconnected at their outputs by an annular groove located opposite the radial grooves of the inner ring of the angular contact ball bearing;
- внутренняя поверхность промежуточного вала и наружная поверхность вала компрессора низкого давления соединены шлицами.- the inner surface of the intermediate shaft and the outer surface of the shaft of the low-pressure compressor are connected by splines.
Такое выполнение устройства позволяет осуществить подачу масла для смазки и охлаждения межвального подшипника отдельными форсунками по кольцевому каналу между валами КВД и КНД и далее по осевым каналам в промежуточном валу и по радиальным пазам внутреннего кольца подшипника, что способствует его эффективной смазке и равномерному охлаждению. Отделение масляной полости опоры от воздушных контактными графитовыми уплотнениями исключает утечку масла в проточную часть двигателя.This embodiment of the device allows the supply of oil for lubrication and cooling of the inter-shaft bearing by individual nozzles along the annular channel between the shafts of the HPC and KND and further along the axial channels in the intermediate shaft and along the radial grooves of the inner ring of the bearing, which contributes to its effective lubrication and uniform cooling. The separation of the oil cavity of the support from air contact graphite seals eliminates the leakage of oil into the flow part of the engine.
На приведенном чертеже показан продольный разрез узла межвальной опоры ГТД.The drawing shows a longitudinal section of a node between the shaft support GTE.
Узел содержит вал 1 КНД, вал 2 турбины, вал 3 КВД, промежуточный вал 4, установленный на валу 1 КНД, и межвальный радиально-упорный шарикоподшипник 5, закрепленный гайкой 6, наружное кольцо 7 которого установлено на внутренней поверхности вала 3 КВД, а внутреннее кольцо 8 - на наружной поверхности промежуточного вала 4. Шарикоподшипник 5 размещен в масляной полости 9, ограниченной графитовым контактным уплотнением 10, отделяющим ее от воздушной полости 11. На промежуточном валу 4 за графитовым уплотнением 10 установлено лабиринтное уплотнение 12, закрепленное гайкой 13. Между промежуточным валом 4 и валом 1 КНД установлен регулировочный элемент 14, выполненный в виде резьбовой втулки, соединенной резьбой 15 с внутренней поверхностью промежуточного вала 4 и шлицами 16 - с наружной поверхностью вала 1 КНД. На цапфе 17 вала 3 КВД установлено внутреннее кольцо 18 радиально-упорного шарикоподшипника 19, закрепленное гайкой 20. Подшипник 19 размещен в масляной полости 21, ограниченной графитовым контактным уплотнением 22, отделяющим ее от воздушной полости 23, ограниченной лабиринтным уплотнением 24. Между валами 1 и 3 КНД и КВД образован кольцевой канал 25, напротив входа в который размещена масляная форсунка 26, установленная на статоре КВД (не показан). Во внутреннем кольце 8 межвального шарикоподшипника 5 выполнены сквозные радиальные пазы 27, а во внутреннем кольце 18 шарикоподшипника 19 - сквозные радиальные пазы 28. На наружной поверхности промежуточного вала 4 со стороны кольцевого канала 25 выполнены продольные пазы 29, соединенные между собой на их выходах кольцевой канавкой 30, расположенной напротив радиальных пазов 27 внутреннего кольца 8 межвального подшипника 5. На наружной поверхности вала 3 КВД выполнены продольные пазы 31, соединенные между собой кольцевой канавкой 32, расположенной напротив радиальных пазов 28 внутреннего кольца 18 подшипника 19. На наружной поверхности вала 1 КНД выполнены шлицы 33, контактирующие со шлицами, выполненными на внутренних поверхностях промежуточного вала 4 и вала 2 ТНД.The assembly comprises a low pressure valve shaft 1, a turbine shaft 2, a high pressure cylinder shaft 3, an intermediate shaft 4 mounted on the low pressure valve shaft 1, and an angular-contact angular contact ball bearing 5 fixed by a nut 6, the outer ring 7 of which is mounted on the inner surface of the high-pressure shaft 3, and the internal ring 8 - on the outer surface of the intermediate shaft 4. Ball bearing 5 is placed in the oil cavity 9, limited by a graphite contact seal 10, separating it from the air cavity 11. On the intermediate shaft 4 behind the graphite seal 10, a labyrinth seal 12 is installed, closed captured by a nut 13. Between the intermediate shaft 4 and the shaft 1 KND installed adjusting element 14, made in the form of a threaded sleeve connected by a thread 15 to the inner surface of the intermediate shaft 4 and the slots 16 - with the outer surface of the shaft 1 KND. On the axle 17 of the HPC shaft 3, an inner ring 18 of an angular contact ball bearing 19 is installed, fixed by a nut 20. The bearing 19 is placed in the oil cavity 21, limited by a graphite contact seal 22, separating it from the air cavity 23, limited by the labyrinth seal 24. Between the shafts 1 and 3 KND and KVD formed an annular channel 25, opposite the entrance to which there is an oil nozzle 26 mounted on the stator of the KVD (not shown). Through radial grooves 27 are made in the inner ring 8 of the inter-shaft ball bearing 5, and through radial grooves 28 are made in the inner ring 18 of the ball bearing 19. Longitudinal grooves 29 are made on the outer surface of the intermediate shaft 4 from the side of the annular channel 25, interconnected at their outputs by an annular groove 30, located opposite the radial grooves 27 of the inner ring 8 of the inter-shaft bearing 5. On the outer surface of the shaft 3 of the HPC, longitudinal grooves 31 are made, interconnected by an annular groove 32 located opposite the radial grooves 28 of the inner ring 18 of the bearing 19. On the outer surface of the low pressure valve shaft 1, slots 33 are made that are in contact with the slots made on the inner surfaces of the intermediate shaft 4 and the high pressure pump shaft 2.
Сборка узла осуществляется следующим образом.Assembly of the node is as follows.
На промежуточном валу 4 устанавливают межвальное графитовое уплотнение 10 и лабиринтное уплотнение 12 и затягивают гайкой 13. Затем устанавливается межвальный шарикоподшипник 5 и затягивается гайкой 6. Полученный узел заводится в осевом направлении в цапфу 17 вала 3 КВД, устанавливается контактная втулка 34, совмещенная с крышкой 35 лабиринтного уплотнения 12, и фиксируется гайкой 36. Вал 2 ТНД соединяется шлицами 33 с валом 1 КНД, стягивается шлицевой втулкой 37 и контрится втулкой 38. Осевое положение вала 1 КНД и вала 2 ТНД определяется регулировочным элементом 14, в который упирается вал 2 ТНД.An inter-shaft graphite seal 10 and a labyrinth seal 12 are installed on the intermediate shaft 4 and tightened with a nut 13. Then an inter-shaft ball bearing 5 is installed and tightened with a nut 6. The resulting assembly is axially inserted into the pin 17 of the HPC shaft 3, a contact sleeve 34 is installed, combined with the cover 35 the labyrinth seal 12, and is fixed with a nut 36. The HPH shaft 2 is connected by splines 33 to the LPC shaft 1, pulled together by a spline sleeve 37 and locked by the 38 sleeve. The axial position of the LPC shaft 1 and the LPC shaft 2 is determined by the adjusting member 14, which abuts the LPT shaft 2.
При работе двигателя масло из форсунки 26 подается в кольцевой канал 25 и поступает в кольцевые полости 39 и 40 гаек 20 и 6, затем под действием центробежных сил проходит по продольным пазам 31 и 29 и поступает в радиальные пазы 27 и 28 во внутренних кольцах 8 и 18 подшипников 5 и 19.When the engine is running, oil from the nozzle 26 is fed into the annular channel 25 and enters the annular cavities 39 and 40 of the nuts 20 and 6, then under the action of centrifugal forces passes through the longitudinal grooves 31 and 29 and enters the radial grooves 27 and 28 in the inner rings 8 and 18 bearings 5 and 19.
Изобретение позволяет организовать оптимальную подачу масла для смазки и эффективного охлаждения подшипников межвальной опоры ГТД, а также исключить утечку масла в проточную часть двигателя, что приводит к увеличению ресурса работы опоры и двигателя в целом. Введение регулировочного элемента в виде резьбовой втулки позволяет значительно упростить сборку и разборку роторов КНД и ТНД. При этом посадка промежуточного вала выполняется с натягом, что улучшает работу межвальной опоры.The invention allows to organize the optimal supply of oil for lubrication and efficient cooling of bearings of the GTE inter-shaft support, as well as to prevent oil leakage into the engine duct, which leads to an increase in the service life of the support and the engine as a whole. The introduction of the adjusting element in the form of a threaded sleeve can significantly simplify the Assembly and disassembly of the rotors KND and TND. At the same time, the intermediate shaft is fitted with an interference fit, which improves the operation of the shaft support.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138154/06A RU2303148C1 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Gas-turbine engine intershaft support unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005138154/06A RU2303148C1 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Gas-turbine engine intershaft support unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2303148C1 true RU2303148C1 (en) | 2007-07-20 |
Family
ID=38431138
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005138154/06A RU2303148C1 (en) | 2005-12-08 | 2005-12-08 | Gas-turbine engine intershaft support unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2303148C1 (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482282C1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Turbomachine |
RU2535813C1 (en) * | 2013-10-04 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" | Turbo-shaft discharge device |
RU2623674C1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-06-28 | Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" | Gas-turbine engine rotor support angular contact |
RU185233U1 (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-27 | Юрий Борисович Назаренко | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT |
RU2682462C1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-03-19 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas turbine engine low pressure rotor connection unit |
CN109630274A (en) * | 2018-11-12 | 2019-04-16 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | A kind of Aero-engine Bearing chocking construction |
RU2724033C1 (en) * | 2019-12-04 | 2020-06-18 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Unloading hydraulic device |
-
2005
- 2005-12-08 RU RU2005138154/06A patent/RU2303148C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
НИКИТИН А.Н. Технология сборки двигателей летательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1982, с.213-216. СКУБАЧЕВСКИЙ Г.С. Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. - М.: Машиностроение, 1974, с.71, рис.3.22. * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2482282C1 (en) * | 2012-02-29 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Turbomachine |
RU2535813C1 (en) * | 2013-10-04 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество Конструкторско-производственное предприятие "Авиамотор" | Turbo-shaft discharge device |
RU2623674C1 (en) * | 2016-08-04 | 2017-06-28 | Публичное акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ПАО "УМПО" | Gas-turbine engine rotor support angular contact |
RU2682462C1 (en) * | 2018-04-11 | 2019-03-19 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas turbine engine low pressure rotor connection unit |
RU185233U1 (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-27 | Юрий Борисович Назаренко | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT |
CN109630274A (en) * | 2018-11-12 | 2019-04-16 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | A kind of Aero-engine Bearing chocking construction |
CN109630274B (en) * | 2018-11-12 | 2021-04-02 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | Aeroengine bearing stop structure |
RU2724033C1 (en) * | 2019-12-04 | 2020-06-18 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Unloading hydraulic device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2303148C1 (en) | Gas-turbine engine intershaft support unit | |
US9841056B2 (en) | Bearing with drained race and squeeze film damper | |
US9879607B2 (en) | Sealing of turbine engine enclosures produced by brush seal and labyrinth | |
US8182153B2 (en) | Bearing damper with spring seal | |
US9366295B2 (en) | Rolling bearing assembly | |
US10174635B2 (en) | Rolling element bearing configured with a gutter and one or more fluid passages | |
US9803493B2 (en) | Turbine bearing and seal assembly for a turbocharger | |
JP6014679B2 (en) | System for sealing an oil chamber from an adjacent external volume and a turbine engine provided with such a sealing system | |
EP2730754B1 (en) | Turbomachine bearing assembly preloading arrangement | |
US20160025140A1 (en) | Rolling element bearing configured with a channel | |
US2866522A (en) | Lubricating arrangements for bearings of rotatable shafts | |
CN110878760B (en) | Seal assembly for turbomachinery | |
US10260563B2 (en) | Bearing cages for roller bearing assemblies | |
RU2386831C1 (en) | Gas turbine engine elastic damper support | |
EP3865741B1 (en) | Labyrinth seal with variable seal clearance | |
US11162535B2 (en) | Bearing for use in high speed application | |
US20180320550A1 (en) | Sealed bearing assembly and method of forming same | |
US10544834B1 (en) | Bearing for use in high speed application | |
RU2211345C1 (en) | Gas turbine engine | |
US10451113B2 (en) | Bearing cages for roller bearing assemblies | |
RU2038513C1 (en) | Unit of inter-shaft support of gas-turbine engine | |
RU2450140C1 (en) | Two-rotor gas turbine engine bearing | |
US20230417191A1 (en) | Bearing-supported shaft assembly | |
US10054163B2 (en) | Bearing cages for roller bearing assemblies | |
RU2214536C2 (en) | Compressor of gas-turbine engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130926 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |