Опора ротора турбомашины

Авторы патента:

F01D25/16 - устройство подшипников; установка и крепление подшипников в корпусах (подшипники как таковые F16C)

Владельцы патента RU 2561395:

Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ОАО "УМПО") (RU)

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины содержит подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на цапфе ротора компрессора, упругий элемент, установленный в промежуточном корпусе и соединенный с корпусом подшипника посредством фланцевого соединения, а также уплотнения. Уплотнения жестко соединены с корпусом подшипника. Фланцевое соединение выполнено разборным, а упругий элемент и корпус подшипника выполнены с возможностью снятия промежуточного корпуса с упругим элементом путем разборки упомянутого фланцевого соединения. Упругий элемент закреплен в промежуточном корпусе также посредством фланцевого соединения, которое также выполнено разборным, с возможностью снятия упругого элемента путем разборки двух упомянутых фланцевых соединений. Изобретение позволяет повысить модульность двигателя и упростить замену упругого элемента. 1 ил.

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

Известна опора ротора компрессора высокого давления, содержащая подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на цапфе ротора компрессора, упругий элемент, установленный в промежуточном корпусе и соединенный с корпусом подшипника посредством фланцевого соединения, уплотнения (см. рис. 6.13 «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).

В известной опоре крепление наружного кольца подшипника осуществлено на фланце упругого элемента, расположенного со стороны турбины относительно фланца корпуса подшипника (выполненного зацело с его наружным кольцом), при этом на упругом элементе закреплены уплотнения. Такое конструктивное решение не позволяет осуществлять замену промежуточного корпуса и упругого элемента без разборки опоры и демонтажа подшипника. Это ухудшает взаимозаменяемость узлов, снижает модульность двигателя. При этом лишний монтаж, демонтаж подшипника способствует повреждению посадочной поверхности цапфы от внутреннего кольца подшипника. После монтажа требуются дополнительные проверки биений колец подшипника, что снижает технологичность двигателя.

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

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленной опоры ротора турбомашины, является повышение модульности двигателя в целом.

Указанный технический результат достигается тем, что в опоре ротора турбомашины, содержащей подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на цапфе ротора компрессора, упругий элемент, установленный в промежуточном корпусе и соединенный с корпусом подшипника посредством фланцевого соединения, уплотнения, согласно настоящему изобретению уплотнения жестко соединены с корпусом подшипника, упомянутое фланцевое соединение выполнено разборным, а упругий элемент и корпус подшипника выполнены с возможностью снятия промежуточного корпуса с упругим элементом путем разборки упомянутого фланцевого соединения, при этом упругий элемент закреплен в промежуточном корпусе также посредством фланцевого соединения, которое также выполнено разборным, с возможностью снятия упругого элемента путем разборки двух упомянутых фланцевых соединений.

Такое конструктивное выполнение заявленной опоры позволяет при необходимости осуществлять замену промежуточного корпуса с упругим элементом путем разборки только упомянутого фланцевого соединения, а также замену непосредственно упругого элемента путем разборки двух упомянутых фланцевых соединений, что в целом повышает модульность двигателя, а также позволяет отстраивать роторную систему от резонансных режимов путем постановки другого упругого элемента с требуемыми жесткостными характеристиками, например в период доводки двигателя, что сокращает срок создания двигателя в целом.

На фигуре чертежа представлен продольный разрез заявленной опоры ротора турбомашины.

Опора ротора турбомашины, содержащая подшипник 1, внутреннее кольцо 2 которого установлено на цапфе 3 ротора компрессора, упругий элемент 4, установленный в промежуточном корпусе 5 и соединенный с корпусом 6 подшипника 1, в котором установлено наружное кольцо 7 подшипника 1 (следует отметить, что корпус 6 и наружное кольцо 7 подшипника 1 могут быть выполнены зацело как и в прототипе), посредством фланцевого соединения 8, уплотнения 9, 10. При этом уплотнения 9, 10 жестко соединены с корпусом 6 подшипника 1, упомянутое фланцевое соединение 8 выполнено разборным, а упругий элемент 4 и корпус 6 подшипника 1 выполнены с возможностью снятия промежуточного корпуса 5 с упругим элементом 4 путем разборки упомянутого фланцевого соединения 8, при этом упругий элемент 4 закреплен в промежуточном корпусе 5 также посредством фланцевого соединения 11, которое также выполнено разборным, с возможностью снятия упругого элемента 4 путем разборки двух упомянутых фланцевых соединений 8, 11.

Сборка заявленной опоры ротора турбомашины происходит следующим образом.

В промежуточный корпус 5 устанавливается упругий элемент 4 и фиксируется фланцевым соединением 11. При этом уже на упругом элементе 4 фланцевым соединением 8 закреплен корпус подшипника 6 с элементами уплотнений 9 и 10. Далее производится монтаж подшипника 1, наружное кольцо 7 которого фиксируется в корпусе 6 подшипника 1, а внутреннее кольцо 2 - на цапфе 3 ротора.

Для замены промежуточного корпуса 5 достаточно разобрать фланцевое соединение 8 и сместить промежуточный корпус 5 с упругим элементом 4 в сторону от подшипника. При этом опора, содержащая корпус 6 подшипника 1 с подшипником 1 и уплотнениями 9 и 10, остается на своем месте. Если требуется только замена упругого элемента 4, достаточно разобрать фланцевые соединения 8 и 11 и снять упругий элемент 4 путем смещения в сторону промежуточного корпуса 5.

Опора ротора турбомашины, содержащая подшипник, внутреннее кольцо которого установлено на цапфе ротора компрессора, упругий элемент, установленный в промежуточном корпусе и соединенный с корпусом подшипника посредством фланцевого соединения, уплотнения, отличающаяся тем, что уплотнения жестко соединены с корпусом подшипника, упомянутое фланцевое соединение выполнено разборным, а упругий элемент и корпус подшипника выполнены с возможностью снятия промежуточного корпуса с упругим элементом путем разборки упомянутого фланцевого соединения, при этом упругий элемент закреплен в промежуточном корпусе также посредством фланцевого соединения, которое также выполнено разборным, с возможностью снятия упругого элемента путем разборки двух упомянутых фланцевых соединений.

Передняя опора ротора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя содержит радиально-упорный подшипник, кольцевой элемент и V-образные элементы.

Упругая опора ротора турбомашины // 2561358

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора ротора турбомашины содержит корпус, подшипник, наружное кольцо которого выполнено с фланцем, и упругие элементы.

Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца // 2559953

Конструкция для авиационного турбореактивного двигателя содержит подшипник качения, опору подшипника, вкладыш между наружным кольцом подшипника и опорой, а также средства соединения наружного кольца с опорой и средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца.

Опора ротора турбомашины // 2555599

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной опоры ротора турбомашины, является упрощение монтажа/демонтажа внутреннего керамического кольца подшипника на ротор/с ротора с сохранением необходимой посадки внутреннего керамического кольца на стальной вал, а также повышение надежности опоры в целом.

Крепежная конструкция направляющих лопастей и вентилятор // 2554381

Крепежная конструкция для прикрепления направляющей лопасти к раме или кожуху вентилятора двигателя воздушного судна. Направляющая лопасть образована из композитного материала.

Газотурбинный двигатель и способ эксплуатации газотурбинного двигателя // 2554367

Газотурбинный двигатель содержит ротор, радиально наружную и внутреннюю статорные части, между которыми проходит воздушный канал компрессора, кольцевой зазор между ротором и радиально внутренней статорной частью, а также выпускной трубопровод.

Турбореактивный двигатель // 2554130

Турбореактивный двигатель включает в себя вентилятор (2) с входным обтекателем (3) на рабочем колесе (4) и радиально-упорный подшипник (5) с лабиринтными уплотнениями масляной полости (7), а также компрессор низкого давления (8) и компрессор высокого давления (9).

Двухроторный газотурбинный двигатель, оборудованный межвальным опорным подшипником // 2553634

Двухроторный газотурбинный двигатель содержит роторы низкого и высокого давления, установленные с возможностью вращения в неподвижном картере. Ротор низкого давления содержит компрессор и турбину, соединенные валом низкого давления, поддерживаемым передним опорным подшипником, а также первым задним и дополнительным задним опорными подшипниками.

Опора роторной машины (варианты) // 2551692

Группа изобретений относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в конструкциях опор газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения с керамическим подшипником.

Опора ротора турбомашины // 2551452

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины содержит корпус, по меньшей мере один участок которого выполнен симметричным относительно оси опоры, а также установленный на валу подшипник, наружная обойма которого жестко соединена с корпусом.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины // 2563952

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит подшипник и закрепленную на его наружном кольце обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки. Между статорным элементом и обечайкой установлен кольцевой поршень, в котором со стороны, противоположной разрезной втулке, образована управляющая полость. Управляющая полость ограничена крышкой, жестко закрепленной на статорном элементе, и сообщена с маслоподводящим каналом, проходящим через крышку. Часть поверхности кольцевого поршня и ответная поверхность статорного элемента выполнены коническими относительно продольной оси опоры с образованием между ними демпфирующей полости. Между статорным элементом и обечайкой установлена пружина, контактирующая по торцам с кольцевым поршнем и обечайкой. Изобретение позволяет повысить надежность опоры ротора турбомашины за счет расширения диапазона рабочих частот вращения ротора и снижения динамических прогибов ротора и вибрационных нагрузок на опору. 1 ил.

Опора ротора турбомашины // 2563954

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины, содержащая 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 из двух колец и подпружиненная с одного торца в осевом направлении, а другим торцом контактирующая с крышкой, при этом контактирующие торцы близлежащих колец выполнены коническими относительно продольной оси вала. Изобретение позволяет упростить конструкцию опоры ротора турбомашины, а также снизить износ колец и тепловыделение в опоре, что приводит к повышению срока службы и надежности. 1 ил.

Ротор турбомашины // 2563955

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения, а именно к конструкции опор роторов турбомашин. Ротор турбомашины содержит керамический подшипник, две установленные на валу втулки, распорное кольцо, установленное между втулками и контактирующее с ними по торцам, а также выполненный на валу бурт. Распорное кольцо выполнено из материала с коэффициентом теплового расширения, большим, чем у материала втулок, а бурт контактирует по торцу с одной из втулок. Втулки с распорным кольцом зафиксированы в осевом направлении посредством установленной на валу гайки, причем между гайкой или буртом и близлежащей втулкой установлена пружина. Внутреннее кольцо керамического подшипника установлено на втулках с зазором относительно распорного кольца. Контактирующие поверхности втулок и внутреннего кольца керамического подшипника выполнены коническими относительно продольной оси вала. Изобретение позволяет упростить монтаж и демонтаж внутреннего керамического кольца подшипника с сохранением необходимой посадки его на стальной вал, а также повысить надежность ротора турбомашины. 1 ил.

Турбомашина с вертикальным валом // 2566869

Турбомашина содержит компрессор, первый вал, второй вал, первую турбину и вторую турбину. На первом валу установлено, по меньшей мере, одно турбинное колесо, являющееся частью одного из элементов, выбранных из первой и второй турбин. На втором валу установлено, по меньшей мере, одно турбинное колесо, являющееся частью другого элемента, выбранного из первой и второй турбин. Первый и второй валы ориентированы, по существу, вертикально в нормальных ситуациях использования турбомашины. Первый вал удерживается посредством первого одиночного подшипника, а второй вал удерживается посредством второго одиночного подшипника. Изобретение направлено на повышение эффективности работы турбомашины, уменьшение ее веса и затрат на производство и обслуживание. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Газотурбинный двигатель и способ разборки передней части конструкции газотурбинного двигателя // 2567483

Газотурбинный двигатель содержит опору центрального узла, узел зубчатой передачи и гибкую опору. Опора центрального узла образует внутреннюю кольцевую стенку для осевого контура, содержащую первое монтажное средство. Узел зубчатой передачи связывает вал и вентилятор, установленный с возможностью вращения вокруг оси. Гибкая опора связывает узел зубчатой передачи с опорой центрального узла и содержит второе монтажное средство, сопрягаемое с первым монтажным средством для передачи крутящего момента от одного монтажного средства к другому. При разборке передней конструкции газотурбинного двигателя, обеспечивают доступ к обращенным вперед крепежным элементам, крепящим опору центрального узла к гибкой опоре, несущей узел зубчатой передачи, и удаляют эти крепежные элементы. Затем рассоединяют первое и второе монтажные средства, выполненные соответственно на опоре центрального узла и на гибкой опоре. Группа изобретений позволяет упростить демонтаж узла зубчатой передачи газотурбинного двигателя. 2 н. и 24 з.п. ф-лы, 10 ил.

Упругая опора ротора турбомашины // 2574945

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругих опор роторов турбомашин. Упругая опора ротора турбомашины содержит установленный на валу радиальный подшипник, наружное кольцо которого соединено с корпусом, в котором выполнены прорези с образованием между ними балочек, сориентированных в радиальном направлении относительно продольной оси опоры, условно разделяющих корпус на внутреннюю и наружную части. Опора снабжена крышкой, жестко соединенной с наружной частью корпуса в районе ее наружного диаметра, а в районе ее внутреннего диаметра выполнены шлицы, при этом на внутренней части корпуса выполнены ответные шлицы, причем упомянутые шлицы и ответные шлицы размещены с образованием радиальных и окружных зазоров между ними, с возможностью выборки упомянутых зазоров. Изобретение позволяет повысить надежность опоры в процессе эксплуатации за счет снижения вероятности поломки элементов конструкции, выполняющих функцию упругого элемента. 2 ил.

Направляющее и уплотняющее устройство, шестеренчатая коробка передач турбомашины и турбомашина // 2578264

Направляющее и уплотняющее устройство, предназначенное для установки в отверстии корпуса, сквозь которое проходит вал в турбомашине, содержит узел из углеволокна. Узел из углеволокна расположен вокруг вала в отверстии корпуса и содержит кольцо, удерживаемое валом, и кольцевую поверхность трения на кольце из углеволокна, установленном в опорной коробке, прикрепленной к корпусу, и на которое оказывается осевое воздействие в направлении кольца. Кольцо содержит цилиндрическую стенку, центрированную и направляемую во время вращения цилиндрической стенкой опорной коробки с возможностью формирования направляющего подшипника скольжения вала. Другие изобретения группы относятся к шестеренчатой коробке передач и турбомашине, содержащих указанное выше направляющее и уплотняющее устройство. Группа изобретений позволяет упростить и снизить массу направляющего и уплотняющего устройства турбомашины. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

Опора ротора турбомашины // 2578926

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции межвальных опор роторов турбомашин. Опора ротора турбомашины содержит роликовый подшипник и посадочное кольцо под внутреннее кольцо роликового подшипника. Наружное кольцо роликового подшипника установлено в валу шестерни центральной конической передачи, а внутреннее кольцо зафиксировано на валу турбины в осевом направлении. Посадочное кольцо имеет коэффициент теплового расширения, больший, чем у вала турбины, установлено на последнем и зафиксировано на нем в осевом направлении. Внутренний диаметр посадочного кольца выполнен с эксцентриситетом по отношению к его наружному диаметру, а ось вала турбины совпадает с осью роликового подшипника. Изобретение позволяет исключить проскальзывание межвального роликового подшипника без радиального смещения узла центральной конической передачи. 1 ил.

Упругая опора с регулируемой жесткостью для стендовых динамических испытаний роторов турбомашин // 2578935

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к конструкции упругих опор с изменяемой податливостью, применяемых в стендовых динамических испытаниях роторов турбомашин. Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной конструкции, является повышение надежности опоры в процессе испытаний. Указанный технический эффект достигается тем, что в упругой опоре с регулируемой жесткостью для стендовых динамических испытаний роторов турбомашин, содержащей подшипник, установленный на испытуемом валу (роторе), статорный элемент, жестко закрепленный на наружном кольце подшипника корпус, соединенный со статорным элементом через радиально-упругий элемент типа «беличье колесо», оправку радиально-упругого элемента, выполненную с возможностью перемещения вдоль продольной оси опоры по направляющим, с одного конца закрепленным на статорном элементе, на корпусе подшипника выполнены сквозные отверстия, в которые с зазором установлены направляющие. 1 ил.

Соединительный модуль между приводным валом вентилятора двигателя и подшипником качения // 2594396

Изобретение относится к соединительному модулю (18), расположенному между приводным валом (8) вентилятора авиационного двигателя и подшипником (12b) качения, при этом модуль включает в себя внутренний конструктивный элемент (26), прикрепленный к валу (8) и имеющий ограждающий элемент (32), и наружный конструктивный элемент (46), который прикреплен к подшипнику (12b) и опирается в радиальном направлении на средства (42), установленные на внутреннем конструктивном элементе (26), и ограничивает дорожку (48) качения, которая является комплементарной по отношению к ограждающему элементу (32) для образования вместе с ним шарового соединения (50), удерживаемого в заблокированном состоянии посредством блокирующего приспособления (34), установленного на внутреннем конструктивном элементе и выступающего в радиальном направлении наружу от ограждающего элемента (32), при этом средства, образующие механический предохранитель (37), образуют соединение между приспособлением и ограждающим элементом (32), так что шаровое соединение разблокируется после разрушения данных средств. В соответствии с изобретением радиальные опорные средства (42) добавлены к приспособлению (34). Достигается то, что когда шаровое соединение разблокируется за счет разрушения средств, образующих механический предохранитель, данное шаровое соединение может функционировать оптимальным образом без отрицательного воздействия на него, вызываемого наличием значительных сил сопротивления. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 7 ил.