×
13.01.2017
217.015.6e9e

Результат интеллектуальной деятельности: ОПОРА КОМПРЕССОРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБОМАШИНЫ

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002596899
Дата охранного документа
10.09.2016
Аннотация: Изобретение относится к энергетике. Опора компрессора низкого давления турбомашины, содержащая промежуточный вал, в котором установлена цапфа ротора компрессора и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения, а в осевом направлении посредством стяжной трубы, последовательно установленные на промежуточном валу шариковый подшипник, графитовое уплотнение, лабиринтное уплотнение, причём уплотнения и внутреннее кольцо шарикового подшипника зафиксированы относительно промежуточного вала в осевом направлении посредством упорного торца и гайки. Изобретение позволяет повысить работоспособность, надежность и технологичность опоры за счет дополнительного контроля соосности и удобства дефектации подшипника и уплотнений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции радиально-упорной опоры со стяжным устройством компрессора и турбины ротора низкого давления газотурбинного двигателя.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрана опора компрессора низкого давления турбомашины, содержащая промежуточный вал, в котором установлена цапфа ротора компрессора и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения, а в осевом направлении посредством стяжной трубы, последовательно установленные на промежуточном валу шариковый подшипник, наружное кольцо которого соединено с его корпусом посредством фланцевого соединения, графитовое уплотнение, корпус которого соединен с корпусом шарикового подшипника, лабиринтное уплотнение, причем упомянутые уплотнения и внутреннее кольцо шарикового подшипника зафиксированы относительно промежуточного вала в осевом направлении посредством упорного торца и гайки, выполненного и установленной по резьбе соответственно на промежуточном валу, маслоподводящий козырек, образующий с наружной поверхностью промежуточного вала кольцевую маслоподводящую полость, диаметрально расположенную ниже посадочного диаметра внутреннего кольца шарикового подшипника и сообщенную с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками, выполненными на промежуточном валу и подведенными к внутреннему кольцу шарикового подшипника (см. рис. 3.4, стр. 118, «Технология эксплуатации, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей: Учеб. пособие. / Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов, К.А. Малиновский, В.Г. Попов. - М.: Высш. шк.; 2002. - 355 с.; ил.).

Известному техническому решению присущи следующие недостатки. За счет того, что в известной конструкции гайка обжатия внутреннего кольца шарикового подшипника установлена со стороны турбины, упорный торец выполнен со стороны компрессора относительно шарикового подшипника, а фланец наружного кольца шарикового подшипника состыкован с фланцем корпуса опоры со стороны турбины, постановка шарикового подшипника в турбомашину возможна только в составе собранной опоры, включающей корпус, уплотнения и промежуточный вал. Поэтому после монтажа опоры в турбомашину невозможно проконтролировать торцевое биение внутреннего кольца подшипника относительно наружного кольца. Наличие повышенного биения, т.е. потеря соосности, негативно сказывается на работоспособности подшипника с выделением повышенного тепловыделения и последующим разрушением подшипника. Также корпус графитового уплотнения соединен с корпусом шарикового подшипника посредством неразборного соединения. В процессе дефектации графитового уплотнения необходимо полностью разобрать опору. При этом необходимо удерживать ротор турбины в осевом направлении, для этого требуется доступ к опоре турбины. Это усложняет и удорожает дефектацию уплотнений и подшипника, снижает технологичность турбомашины. Наличие маслоподводящих каналов, проходящих по совместной резьбе гайки и промежуточного вала, снижает прочность резьбового соединения за счет дополнительных концентраторов напряжений, что также снижает ресурс опоры в целом. При этом резьба гайки для снижения коэффициента трения при затяжке, как правило, смазывается графитовой смазкой, которая засоряет маслоподводящие каналы и засоряет масло. Так как маслоподводящая полость выполнена на гайке, то ее диаметрально невозможно расположить значительно ниже подшипника, не увеличив радиальные каналы, проходящие по резьбе. Тем самым снижается центробежный эффект подвода масла на подшипник.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение работоспособности, надежности и технологичности опоры за счет дополнительного контроля соосности и удобства дефектации подшипника и уплотнений.

Указанный технический результат достигается тем, что в известной опоре компрессора низкого давления турбомашины, содержащей промежуточный вал, в котором установлена цапфа ротора компрессора и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения, а в осевом направлении посредством стяжной трубы, последовательно установленные на промежуточном валу шариковый подшипник, наружное кольцо которого соединено с его корпусом посредством фланцевого соединения, графитовое уплотнение, корпус которого соединен с корпусом шарикового подшипника, лабиринтное уплотнение, причем упомянутые уплотнения и внутреннее кольцо шарикового подшипника зафиксированы относительно промежуточного вала в осевом направлении посредством упорного торца и гайки, выполненного и установленной по резьбе соответственно на промежуточном валу, маслоподводящий козырек, образующий с наружной поверхностью промежуточного вала кольцевую маслоподводящую полость, диаметрально расположенную ниже посадочного диаметра внутреннего кольца шарикового подшипника и сообщенную с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками, выполненными на промежуточном валу и подведенными к внутреннему кольцу шарикового подшипника, согласно настоящему изобретению относительно шарикового подшипника гайка установлена со стороны компрессора, а упорный торец выполнен со стороны турбины зацело с промежуточным валом, при этом в упомянутом фланцевом соединении наружного кольца шарикового подшипника с корпусом шарикового подшипника фланец наружного кольца шарикового подшипника расположен со стороны компрессора относительно фланца корпуса шарикового подшипника, а маслоподводящий козырек выполнен на упорном торце, при этом соединение корпуса графитового уплотнения с корпусом шарикового подшипника выполнено разборным.

Такое выполнение устройства позволяет на установленной опоре в турбомашине проверить торцевое биение внутреннего кольца подшипника относительно наружного кольца при отсутствии ротора компрессора, уплотнений и с технологической фиксацией подшипника на промежуточном валу. Это стало возможно благодаря дополнительному фланцевому соединению корпуса графитового уплотнения с корпусом опоры. Это предохраняет от возможных ошибок по обеспечению соосности и обеспечивает прогнозируемую работоспособность подшипника в процессе эксплуатации. Также при дефектации уплотнений и подшипника не требуется демонтаж корпуса опоры с промежуточным валом, удерживающим ротор турбины, достаточно обеспечить его фиксирование с помощью промежуточного вала со стороны компрессора, при этом не нарушается осевое выставление ротора турбины.

Кроме того, маслоподводящая полость сообщена с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками посредством отверстий в промежуточном валу, выполненных под наклоном к продольной оси опоры.

При этом маслоподводящие каналы не проходят по резьбовому соединению гайки с промежуточным валом (как в прототипе), в следствие этого повышается прочность резьбового соединения. Твердая смазка, нанесенная на резьбу гайки, не загрязняет масла. Выполненные под наклоном к продольной оси опоры отверстия позволяют расположить маслоподводящию полость на меньшем диаметре, чем в прототипе, при этом эффективность подвода масла на подшипник возрастет за счет увеличения центробежной силы масла.

Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез заявленной опоры компрессора низкого давления турбомашины.

Опора компрессора низкого давления турбомашины содержит промежуточный вал 1, в котором установлена цапфа ротора компрессора 2 и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения 3, а в осевом направлении посредством стяжной трубы 4, последовательно установленные на промежуточном валу 1 шариковый подшипник 5, наружное кольцо 6 которого соединено с его корпусом 7 посредством фланцевого соединения, графитовое уплотнение 8, корпус 9 которого соединен с корпусом 7 шарикового подшипника 5, лабиринтное уплотнение 10, причем упомянутые уплотнения 8, 10 и внутреннее кольцо 11 шарикового подшипника 5 зафиксированы относительно промежуточного вала 1 в осевом направлении посредством упорного торца 12 и гайки 13, выполненного и установленной по резьбе соответственно на промежуточном валу 1, маслоподводящий козырек 14, образующий с наружной поверхностью промежуточного вала 1 кольцевую маслоподводящую полость 15, диаметрально расположенную ниже посадочного диаметра внутреннего кольца 11 шарикового подшипника 5 и сообщенную с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками 16, 17, выполненными на промежуточном валу 1 и подведенными к внутреннему кольцу 11 шарикового подшипника 5, при этом относительно шарикового подшипника 5 гайка 13 установлена со стороны компрессора, а упорный торец 12 выполнен со стороны турбины зацело с промежуточным валом 1, при этом в упомянутом фланцевом соединении наружного кольца 6 шарикового подшипника 5 с корпусом 7 шарикового подшипника 5 фланец наружного кольца 6 шарикового подшипника 5 расположен со стороны компрессора относительно фланца корпуса 7 шарикового подшипника 5, а маслоподводящий козырек 14 выполнен на упорном торце 12, при этом соединение корпуса 9 графитового уплотнения 8 с корпусом 7 шарикового подшипника 5 выполнено разборным, например, посредством фланцевого соединения, где фланец 18 корпуса 9 графитового уплотнения 8 относительно фланца 19 корпуса 7 шарикового подшипника 5 выполнен со стороны компрессора.

При этом маслоподводящая полость 15 сообщена с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками 16, 17 посредством отверстий 20 в промежуточном валу 1, выполненных под наклоном к продольной оси опоры.

Работа заявленной опоры ротора турбомашины осуществляется следующим образом.

Крутящий момент от ротора турбины передается на ротор компрессора 2 через промежуточный вал 1 и шлицевое соединение 3. При этом ротор компрессора 2 зафиксирован в осевом направлении посредством стяжной трубы 4. Суммарная осевая нагрузка от роторов передается через шариковый подшипник 5 на корпус 7. Осевая фиксация шарикового подшипника 5 относительно промежуточного вала 1 обеспечивается гайкой 13 и упорным торцом 12 через детали уплотнений 10 и 8.

При дефектации уплотнений и подшипника при отсутствующем роторе компрессора 2 достаточно снять гайку 13, лабиринтное уплотнение 10 и корпус 9 графитового уплотнения 8. При этом возможен осмотр шарикового подшипника 5, его замена без демонтажа корпуса 7, либо проверка торцевого биения внутреннего кольца 11 шарикового подшипника 5 относительно наружного кольца 6 при сборке турбомашины. Все это повышает надежность, работоспособность и технологичность опоры и турбомашины в целом.


ОПОРА КОМПРЕССОРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБОМАШИНЫ
ОПОРА КОМПРЕССОРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ ТУРБОМАШИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 188 items.
27.02.2013
№216.012.2bc2

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск с упорным выступом и соединительными элементами диска, лопатки с хвостовиком, средство для перекрытия зазоров и средство осевой фиксации лопаток в замковом соединении типа «ласточкин хвост». Соединительные элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476729
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.04.2013
№216.012.3b40

Установка для испытания вращающихся элементов конструкции машин

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к лабораторно-иснытательной технике, а именно к установкам для исследования и доводки вращающихся элементов конструкции машин, преимущественно, газотурбинных двигателей. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480729
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.415d

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах. Технический результат, достигаемый при использовании данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482303
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.08.2013
№216.012.61a2

Устройство для испытания лопаток турбомашины

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний аэродинамических конструкций, в частности для определения характеристик лопаток турбины с помощью измерения деформаций, путем использования активного сопротивления электрических тензометров. Устройство содержит рабочее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490626
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.64d5

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит цапфу компрессора, вал турбины и контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях. Цапфа компрессора и вал турбины соединены в осевом направлении посредством промежуточного вала, стяжной втулки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491450
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.04.2014
№216.012.b411

Способ определения температуры газа перед турбиной на форсажном режиме турбореактивного двигателя

Изобретение относится к авиации и предназначено для определения температуры газа при испытаниях и эксплуатации газотурбинных двигателей на форсажных режимах. Техническим результатом, объективно достигаемым при использовании заявленного способа, является повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511814
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8de

Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации

Изобретение относится к области испытаний и эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности двухконтурных, а именно к контролю технического состояния во время их испытаний и эксплуатации для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. В качестве дополнительного параметра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513054
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be93

Упругодемпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является существенное снижение напряжений в балочках разрезной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514527
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bfad

Охлаждаемая турбина

Охлаждаемая турбина содержит рабочее колесо с установленными на нем рабочими лопатками с двумя контурами охлаждения, последовательно соединенными с воздушными каналами в рабочем колесе, с независимыми кольцевыми диффузорными каналами, образованными на поверхности рабочего колеса, соединенными с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514818
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.bfaf

Ротор газотурбинного двигателя

Настоящее изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках паро- и гидротурбинах. Ротор газотурбинного двигателя содержит диски рабочих колес, сопряженные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514820
Дата охранного документа: 10.05.2014
Showing 1-10 of 206 items.
27.02.2013
№216.012.2bc2

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя

Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск с упорным выступом и соединительными элементами диска, лопатки с хвостовиком, средство для перекрытия зазоров и средство осевой фиксации лопаток в замковом соединении типа «ласточкин хвост». Соединительные элементы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002476729
Дата охранного документа: 27.02.2013
27.04.2013
№216.012.3b40

Установка для испытания вращающихся элементов конструкции машин

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к лабораторно-иснытательной технике, а именно к установкам для исследования и доводки вращающихся элементов конструкции машин, преимущественно, газотурбинных двигателей. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480729
Дата охранного документа: 27.04.2013
20.05.2013
№216.012.415d

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, и может использоваться в наиболее напряженных опорах. Технический результат, достигаемый при использовании данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482303
Дата охранного документа: 20.05.2013
20.08.2013
№216.012.61a2

Устройство для испытания лопаток турбомашины

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для испытаний аэродинамических конструкций, в частности для определения характеристик лопаток турбины с помощью измерения деформаций, путем использования активного сопротивления электрических тензометров. Устройство содержит рабочее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002490626
Дата охранного документа: 20.08.2013
27.08.2013
№216.012.64d5

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит цапфу компрессора, вал турбины и контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях. Цапфа компрессора и вал турбины соединены в осевом направлении посредством промежуточного вала, стяжной втулки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491450
Дата охранного документа: 27.08.2013
10.04.2014
№216.012.b411

Способ определения температуры газа перед турбиной на форсажном режиме турбореактивного двигателя

Изобретение относится к авиации и предназначено для определения температуры газа при испытаниях и эксплуатации газотурбинных двигателей на форсажных режимах. Техническим результатом, объективно достигаемым при использовании заявленного способа, является повышение точности определения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511814
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.b8de

Способ оценки изменений технического состояния газотурбинного двигателя и определения мест и причин неисправностей в процессе эксплуатации

Изобретение относится к области испытаний и эксплуатации газотурбинных двигателей, в частности двухконтурных, а именно к контролю технического состояния во время их испытаний и эксплуатации для принятия решения по их обслуживанию и дальнейшей эксплуатации. В качестве дополнительного параметра...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513054
Дата охранного документа: 20.04.2014
27.04.2014
№216.012.be93

Упругодемпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является существенное снижение напряжений в балочках разрезной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514527
Дата охранного документа: 27.04.2014
10.05.2014
№216.012.bfad

Охлаждаемая турбина

Охлаждаемая турбина содержит рабочее колесо с установленными на нем рабочими лопатками с двумя контурами охлаждения, последовательно соединенными с воздушными каналами в рабочем колесе, с независимыми кольцевыми диффузорными каналами, образованными на поверхности рабочего колеса, соединенными с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514818
Дата охранного документа: 10.05.2014
10.05.2014
№216.012.bfaf

Ротор газотурбинного двигателя

Настоящее изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках паро- и гидротурбинах. Ротор газотурбинного двигателя содержит диски рабочих колес, сопряженные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514820
Дата охранного документа: 10.05.2014
+ добавить свой РИД