Результат интеллектуальной деятельности: Опора турбины высокого давления

Предлагаемое изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано в конструкции газотурбинных установок, в частности в элементах опор и опорных подшипников.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является опора турбины высокого давления, содержащая наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки и спицы, закрепленные одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце, и фиксирующие гайки. /RU 26819 U1, МПК F02C 7/06. Опубликовано: 20.12.2002 г./

Недостатком вышеуказанной конструкции является установка спиц на внутреннем кольце и наружном корпусе без жесткой связи с ними. С увеличением наработки более 5000 часов происходит изменение растяжения спиц, что приводит к повышенным радиальным перемещениям ротора турбины высокого давления (ТВД) и возникновению вибраций.

Задачей изобретения является улучшение работоспособности опоры турбины высокого давления.

Ожидаемый технический результат - увеличение ресурса работы турбины высокого давления, снижение возможности разрушения опоры и повышение экономичности двигателя.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что известная опора турбины, содержащая наружный корпус, последовательно соединенные внутреннее кольцо, корпус подшипника и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, сопловые лопатки и спицы, закрепленные одним концом на наружном корпусе, а другим концом на внутреннем кольце, и фиксирующие гайки, по предложению опора снабжена втулками, выполненными в виде стакана с отверстием под спицы в днище, втулки закреплены на внутреннем кольце, а на спицах выполнены буртики, каждая спица установлена в отверстие в днище и снабжена двумя парами шайб со сферическими поверхностями, при этом одна пара шайб установлена на спицу между буртиком спицы и днищем стакана, а другая между днищем стакана и фиксирующей гайкой.

Опоры снабжены втулками, выполненными в виде стакана с отверстием под спицы в днище. Втулки по количеству спиц жестко (например, сваркой) установлены во внутреннем кольце. Каждая спица имеет буртик и установлена в отверстие в днище стакана с двух сторон, от которого установлены две пары шайб, имеющих сферическую поверхность.

За счет шайб компенсируются все отклонения на буртике спиц и торцах втулок, а спицы выставляются в вертикальном направлении. Шайбы, имеющие сферическую поверхность, зажаты гайками во внутреннем кольце, а снаружи спицы закреплены гайками в наружном корпусе опоры, то есть выполняется жесткая связь спиц с наружным корпусом и внутренним кольцом.

Фиг. 1 - поперечное сечение опоры.

Фиг. 2 - выноска А.

Опора состоит из наружного корпуса 1, внутреннего кольца 2 с втулками 3, в виде стакана с отверстием под спицы в днище 4, лопаток 5, спиц 6 с буртиками 7, гаек 8, 9, 10 и установленных на каждой спице 6 по две пары шайб 11 со сферическими поверхностями, корпуса подшипника 12 и подшипника 13.

Во время сборки между буртиками 7 спиц 6 и днищем 4 втулок 3 устанавливается одна пара шайб 11, а вторая пара шайб 11 устанавливается с другой стороны днища 4 втулок 3 и зажимается гайкой 8. Снаружи спицы 6 зажимаются гайками 9 и 10. Предлагаемая опора имеет жесткость в радиальном направлении в 2,3…2,7 раз выше известной опоры.

Во время работы предлагаемая опора обеспечивает минимальные перемещения в радиальном направлении и не меняет жесткости при больших наработках и остановках, при этом опорные торцы буртиков спиц, торцов втулок и опорного торца гаек прилегают друг к другу по всему периметру за счет смещений по сферическим поверхностям сферических шайб.

Применение изобретения повышает работоспособность опоры турбины высокого давления (ТВД) до ресурса 75000… 100000 часов, а опора рекомендована к внедрению в серию.