Результат интеллектуальной деятельности: ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин.

Известен подшипниковый узел турбомашины, содержащий подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на валу, корпус с крышкой, в котором установлены обойма и наружное кольцо подшипника, при этом между корпусом и обоймой установлена втулка, выполненная по меньшей мере из двух колец и подпружиненная с одного торца в осевом направлении, а другим торцом контактирующая с крышкой (см. патент SU 853122, опубл. 07.08.1981).

В известной опоре упругие свойства втулки обеспечиваются только геометрическими характеристиками колец, из которых она состоит. Наличие по окружности осевых пружин между кольцами втулки опоры не обеспечивает окружной равномерности нагрузок на них, и при этом упомянутые осевые пружины увеличивают силы трения между кольцами втулки опоры во время резонанса. Это дополнительно приводит к износу торцевых поверхностей колец втулки и дополнительному тепловыделению в опоре.

Задачей заявленного изобретения является создание опоры ротора турбомашины, в которой устранены описанные выше недостатки.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной опоры ротора турбомашины, является повышение ее срока службы и надежности.

Указанный технический результат достигается тем, что в опоре ротора турбомашины, содержащей подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на валу, корпус с крышкой, в котором установлены обойма и наружное кольцо подшипника, при этом между корпусом и обоймой установлена втулка, выполненная по меньшей мере из двух колец и подпружиненная с одного торца в осевом направлении, а другим торцом контактирующая с крышкой, при этом согласно настоящему изобретению заявленная опора содержит маслоподводящие каналы к упомянутым кольцам, при этом упомянутая втулка подпружинена с одного торца в осевом направлении посредством кольцевого поршня с тарельчатой пружиной, причем между кольцевым поршнем и корпусом выполнена маслоподводящая полость, при этом контактирующие торцы упомянутых близлежащих колец выполнены коническими относительно продольной оси вала.

Выполнение контактирующих торцов близлежащих колец коническими относительно продольной оси вала позволяет преобразовывать радиальные нагрузки заявленной опоры в осевые и тем самым позволяет исключить осевые пружины между кольцами втулки, что снижает износ колец втулки и тепловыделения в заявленной опоре, при этом подпружинивание втулки с одного торца в осевом направлении посредством кольцевого поршня с тарельчатой пружиной и выполнение между кольцевым поршнем и корпусом маслоподводящей полости позволяет упростить изменение жесткостных характеристик заявленной опоры, т.к. для этого необходимо заменить лишь тарельчатую пружину, которая и задает жесткостные характеристики заявленной опоры, а не саму втулку, как в прототипе, кроме того, наличие маслоподводящей полости позволяет демпфировать перемещения в заявленной опоре, тем самым снижая уровень вибраций при резонансных режимах, а выполнение маслоподводящих каналов к кольцам позволяет смазывать кольца, из которых состоит втулка, и отводить от них тепло, все это повышает в целом срок службы заявленной опоры и ее надежность.

На чертеже представлен продольный разрез заявленной опоры ротора турбомашины.

Опора ротора турбомашины, содержащая подшипник 1, внутреннее кольцо 2 которого установлено на валу 3, корпус 4 с крышкой 5, в котором установлены обойма 6 и наружное кольцо 7 подшипника 1, при этом между корпусом 4 и обоймой 6 установлена втулка, выполненная по меньшей мере из двух колец 8 и 9 и подпружиненная с одного торца в осевом направлении, например, посредством кольцевого поршня 10 с тарельчатой пружиной 11, при этом между кольцевым поршнем 10 и корпусом 4 выполнена маслоподводящая полость 12, а другим торцом втулка контактирует с крышкой 5, при этом контактирующие торцы близлежащих колец 8 и 9 выполнены коническими относительно продольной оси вала 3.

Опора ротора турбомашины содержит маслоподводящие каналы 13 к кольцам 8, 9.

В процессе работы при повышенных резонансных нагрузках происходит радиальное смещение подшипника 1. Наружное кольцо 7 через обойму 6 воздействует на пакет колец 8 и 9. За счет контактирующих конических поверхностей колец 8, 9 втулки радиальные смещения трансформируются в осевые, воздействуя на тарельчатую пружину 11, которая задает жесткостные характеристики опоры. Наличие масла в маслоподводящей полости 12 демпфирует нагрузки в опоре, снижая вибрации турбомашины. Маслоподводящие каналы 13 снижают тепловыделения в опоре, повышая ее работоспособность.