×
25.08.2017
217.015.9a00

Результат интеллектуальной деятельности: Межроторная опора газотурбинного двигателя

Вид РИД

Изобретение

№ охранного документа
0002609887
Дата охранного документа
06.02.2017
Аннотация: Изобретение может быть использовано при изготовлении опор с расположением подшипника между двумя вращающимися роторами, в частности в газотурбинных двигателях авиационного и наземного применения. Подшипник опоры установлен между валами роторов низкого и высокого давлений и состоит из наружного кольца, внутреннего кольца, тел качения и сепаратора, центрированного по наружному кольцу. Внутреннее кольцо выполнено с отверстиями для подачи масла в область качения роликов. Ролики выполнены со спиральными канавками, угол подъема которых относительно оси вращения составляет 15-25°. Направление угла подъема выбрано с учетом распределения осевого градиента температур колец подшипника и обеспечивает наиболее оптимальное условие качения роликов путем уменьшения воздействия на них масляных клиньев. Использованная схема смазки и охлаждения подшипника улучшает его температурное состояние и снижает величину гидродинамических нагрузок на его детали. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к газотурбинным двухконтурным двигателям авиационного наземного применения, в частности к опорам с расположением подшипника качения между двумя вращающимися роторами высокого и низкого давления. Опора содержит подшипник, систему подвода и отвода масла для обеспечения смазки и отвода тепла. Являясь узлом энергообмена, опора работает в условиях воздействия переменных величин радиальных нагрузок, температуры и количества смазки. Для нормальной работы роликового подшипника основным условием является отвод избыточного количества охлаждающей жидкости (масла) из канала подшипника. Это связано с тем, что между роликом и кольцами в нагруженной зоне подшипника образуются сжатые масляные прослойки (клинья) с большим удельным давлением жидкости, являющимся следствием сопротивления выдавливания масляной пленки при быстром движении ролика. При рассмотрении эпюр результирующих сил, действующих на ролик со стороны масляных клиньев, заменяя распределительную нагрузку по поверхности контактов некоторыми равнодействующими, получаем пару сил, которые стремятся отжать ролик от колец и повернуть его в направлении, противоположном рабочему вращению. Соотношение таково, что сила, действующая со стороны внешнего кольца, больше силы, действующей со стороны внутреннего кольца на величину центробежной силы ролика. Другой действующей силой на ролик является сила, возникающая из-за кавитации масла, при истечении его из области "клина" с повышенным давлением в полость за роликом с давлением равным давлению масляной полости. Фактически реализуется случай истечения жидкости через щель под уровень жидкости. Сужение вытекающей струи и появление вихрей реализуют полости в масле давление ниже давления насыщенных паров - кавитация.

Задача изобретения - создание конструкции опоры, обеспечивающей наиболее оптимальные условия качения роликов путем уменьшения воздействия на них масляных клиньев и увеличение циркуляции масла в полости подшипника.

Наиболее близким прототипом по конструктивному решению опоры является патент RU №2.265742 C1, F02C 7/06, 10.12.2005. В прототипе (фиг. 1) масло подается через два ряда отверстий внутреннего кольца в рабочую полость подшипника. Центровка сепаратора, обычно из цветного металла, произведена по наружному кольцу подшипника.

К недостаткам такой конструкции относится отсутствие мероприятий по снижению воздействия масляных клиньев на ролики. Центровка по наружному кольцу сепаратора из цветного металла за счет разности температурного расширения приводит к большему износу сепаратора, а недостаток смазки в зоне контакта приводит к увеличению температуры.

Для достижения задачи изобретения по улучшению условий работы подшипника предлагаются следующие конструктивные решения: для уменьшения причин возникновения масляного клина в зоне контакта ролика с кольцом на поверхности ролика выполняются спиральные маслоотводящие канавки. Угол наклона выбирается из условий гарантированного охвата канавками поверхности ролика. Поэтому угол подъема канавок относительно оси вращения лежит в диапазоне 15-25°.

Наклон канавок обеспечивает дополнительный проток масла и благоприятное распределение осевого градиента температур колец подшипника.

Центровку сепаратора производить не по наружному, а внутреннему кольцу подшипника. В этом случае по два дополнительных ряда отверстий подается масло в зону контакта, что снижает трение и износ контактирующих поверхностей, а дополнительно для теплосъема в зоне контакта обеспечивается гарантированное течение масла за счет маслоотводящих канавок на внутренней поверхности контакта сепаратора с углом подъема относительно оси вращения также 15-25°. В данном случае угол наклона выбран из условий технологичности их выполнения.

Предлагаемая конструкция подшипника для межвальной опоры представлена на фиг. 2.

Подшипник состоит из наружного 1, внутреннего 2 кольца и сепаратора 3. Внутреннее кольцо имеет два ряда отверстий для подачи основного масла в область качения роликов и два ряда дополнительных отверстий для подачи масла в осевой зазор между внутренним кольцом и сепаратором.

Внутренняя контактная поверхность сепаратора с внутренним кольцом подшипника имеет также спиральные канавки с углом подъема относительно оси вращения 15-25°, что обеспечит принудительный расход масла через осевой зазор в контактной зоне.

При работе двигателя масло из отверстий 4 под действием центробежных сил подается в область качения роликов. Дополнительно масло также под действием центробежных сил через отверстия 5 подается в осевой зазор между внутренним кольцом и сепаратором. Слив масла из полости подшипника производится через специально предназначенные для этого каналы в роторе низкого давления.


Межроторная опора газотурбинного двигателя
Межроторная опора газотурбинного двигателя
Межроторная опора газотурбинного двигателя
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 51 items.
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
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
20.05.2014
№216.012.c71a

Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является повышение ресурса графитового уплотнения за счет проскальзывания в зоне контакта графитовых колец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516729
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.07.2014
№216.012.dc87

Узел отсоединения валов в роторе низкого давления газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является сохранение соосности роторов компрессора и турбины при их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522233
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.08.2014
№216.012.e8b9

Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525370
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8c1

Торцевое уплотнение ротора турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является упрощение конструкции уплотнения и повышение его надежности при работе за счет снижения степени износа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525378
Дата охранного документа: 10.08.2014
27.09.2014
№216.012.f7d1

Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение степени износа графитовых колец, упрощение конструкции уплотнения, повышение его надежности при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529278
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.12.2014
№216.013.111a

Опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин, содержащих радиально-упорные подшипники. Опора ротора содержит радиально-упорный шариковый подшипник, наружное кольцо которого установлено в корпусе, который в свою очередь механически соединен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535801
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1861

Способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя

Изобретение относится к способу комплексной диагностики технического состояния межроторных подшипников двухвальных авиационных и наземных газотурбинных двигателей методами вибродиагностики и может быть использовано в авиадвигателестроении. Вибродатчик устанавливают на вибровод, который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537669
Дата охранного документа: 10.01.2015
Showing 1-10 of 79 items.
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
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
20.05.2014
№216.012.c71a

Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является повышение ресурса графитового уплотнения за счет проскальзывания в зоне контакта графитовых колец...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516729
Дата охранного документа: 20.05.2014
10.07.2014
№216.012.dc87

Узел отсоединения валов в роторе низкого давления газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является сохранение соосности роторов компрессора и турбины при их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522233
Дата охранного документа: 10.07.2014
10.08.2014
№216.012.e8b9

Радиально-торцевое контактное уплотнение опоры турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение трения и износа элементов уплотнения за счет снижения нагрузки на графитовые кольца на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525370
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.08.2014
№216.012.e8c1

Торцевое уплотнение ротора турбомашины

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является упрощение конструкции уплотнения и повышение его надежности при работе за счет снижения степени износа...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525378
Дата охранного документа: 10.08.2014
27.09.2014
№216.012.f7d1

Межвальное радиально-торцевое контактное уплотнение

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к уплотнениям масляных полостей газотурбинных двигателей и энергетических установок. Техническим результатом является снижение степени износа графитовых колец, упрощение конструкции уплотнения, повышение его надежности при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529278
Дата охранного документа: 27.09.2014
20.12.2014
№216.013.111a

Опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин, содержащих радиально-упорные подшипники. Опора ротора содержит радиально-упорный шариковый подшипник, наружное кольцо которого установлено в корпусе, который в свою очередь механически соединен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535801
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1861

Способ диагностики технического состояния межроторного подшипника двухвального газотурбинного двигателя

Изобретение относится к способу комплексной диагностики технического состояния межроторных подшипников двухвальных авиационных и наземных газотурбинных двигателей методами вибродиагностики и может быть использовано в авиадвигателестроении. Вибродатчик устанавливают на вибровод, который...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002537669
Дата охранного документа: 10.01.2015
+ добавить свой РИД