Результат интеллектуальной деятельности: УПРУГО-ДЕМПФЕРНАЯ ОПОРА РОТОРА ТУРБОМАШИНЫ

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

Известна упруго-демпферная опора ротора турбомашины, содержащая подшипник и закрепленную на его наружной обойме обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки и образующую с ним демпфирующую полость [1].

В такой опоре разрезная втулка, воспринимая осевую силу от опорно-упорного подшипника, обеспечивает необходимую податливость опоры. Однако при увеличении сил трения в подшипнике увеличивающийся крутящий момент может привести в поломке разрезной втулки и смещению ротора в направлении действия осевого усилия, что приведет к поломке как опоры, так и лопаток компрессора и турбины.

Задачей изобретения является повышение надежности работы турбомашины.

Указанная задача решается тем, что в известной упруго-демпферной опоре ротора турбомашины, содержащей подшипник и закрепленную на его наружной обойме обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки и образующую с ним демпфирующую полость, обечайка и статорный элемент со стороны, противоположной разрезной втулке, снабжены торцовыми уступами, контактирующими между собой и выполненными за ними сопряженными шлицами, причем обечайка снабжена ограничителем осевого перемещения.

Такое выполнение устройства позволяет уменьшить величину дополнительных напряжений, возникающих в разрезной втулке при увеличении сил трения в подшипнике, а также ограничить осевое перемещение ротора турбомашины в случае поломки разрезной втулки.

Таким образом, повышается надежность работы упруго-демпферной опоры.

На фиг.1 показан продольный разрез упруго-демпферной опоры; на фиг.2 - поперечный разрез по сопряженным шлицам.

Упруго-демпферная опора содержит подшипник 1, на наружной обойме которого закреплена обечайка 2, соединенная со статорным элементом 3 при помощи разрезной втулки 4. Обечайка 2 образует со статорным элементом 3 демпфирующую полость 5, ограниченную уплотнениями 6 и 7. Обечайка 2 и статорный элемент 3 со стороны, противоположной разрезной втулке 4, снабжены уступами 8 и 9, контактирующими между собой. За уплотнением 7 расположены сопряженные шлицы 10 и 11. За шлицами 10 на обечайке 2 установлен ограничительный элемент 12.

Во время работы турбомашины в демпфирующую полость 5 подается под давлением масло. При колебаниях ротора происходит смещение обечайки 2 относительно статорного элемента 3, и масло перетекает из области с повышенным давлением в область с более низким давлением, вследствие чего происходит демпфирование колебаний ротора. Максимальная величина смещения обечайки 2 относительно статорного элемента 3 ограничивается радиальными зазорами между уплотнениями 6 и 7 и статорным элементом 3, обеспечивающими допустимые напряжения в разрезной втулке 4.

В случае увеличения трения в подшипнике 1 в разрезной втулке 4 возникают дополнительные изгибные напряжения, которые суммируются с напряжениями, возникающими от действия дисбалансных сил ротора и от осевой силы с подшипника. При наличии сопряженных шлицов 10 и 11 на обечайке 2 и статорном элементе 3 напряжения от скручивания в разрезной втулке 4 ограничиваются до допустимой величины. Это обеспечивается подбором зазора 13 (фиг.2) в сопряженных шлицах 10 и 11.

В случае поломки разрезной втулки 4 ограничитель 12 и торцевые уступы 8 и 9 ограничат осевое перемещение ротора. Величина перемещения лимитируется величиной зазора 14 между ограничителем 12 и статорным элементом 3 (фиг.1).

Таким образом, предложенное устройство позволяет предотвратить разрушение опоры и других элементов конструкции турбомашины, что повышает надежность ее работы.

Источники информации

[1] Маслив Г.С. "Расчеты колебаний валов", М.: Машиностроение, 1968 г., с 263.