RU2525373C1

RU2525373C1 - Resilient damping support of turbomachine rotor

Info

Publication number: RU2525373C1
Application number: RU2013116515/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Михайлович Гусенко; Антон Сергеевич Макарычев; Антон Герольдович Терешко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО"
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-08-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: resilient damping support of a turbomachine rotor comprises a radial bearing fitted on the shaft, a stator element and a ring secured on the outer race of the radial bearing and connected to the stator element by a resilient circular segment forming a damping chamber together with it. The said resilient circular segment is made as corrugated bush with its corrugations being directed perpendicular to the longitudinal axis of the shaft.

EFFECT: decreased stresses in the resilient element of a support and thus several times lower probability of its destruction in case a fault occurs in the rotor support bearing in the course of the turbomachine operation.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин.The invention relates to the field of turbomachinery, and in particular to the design of elastic-damping supports of rotors of turbomachines.

Известна упругодемпферная опора ротора турбомашины, содержащая радиальный подшипник, установленный на валу, статорный элемент и закрепленную на наружном кольце подшипника обечайку, соединенную со статорным элементом посредством разрезной втулки и образующую с ним демпфирующую полость (RU №2265728, опубл. 10.12.2005).Known elastic damper support of the rotor of a turbomachine, comprising a radial bearing mounted on the shaft, a stator element and a shell mounted on the outer ring of the bearing connected to the stator element by means of a split sleeve and forming a damping cavity with it (RU No. 2265728, publ. 10.12.2005).

В известной опоре необходимая жесткость конструкции обеспечивается геометрическими параметрами разрезной втулки, а именно длиной и поперечным сечением балочек, образованных продольными прорезями. В такой конструкции радиусы скруглений балочек являются концентраторами напряжений, особенно в случае восприятия опорой крутящего момента, направленного по оси двигателя. Такая дополнительная нагрузка, возникающая при дефекте подшипника опоры ротора в виде подклинки тел качения, передается с ротора на статор, что приводит к мгновенному разрушению опоры.In the known support, the necessary structural rigidity is provided by the geometric parameters of the split sleeve, namely the length and cross section of the beams formed by longitudinal slots. In this design, the radii of rounding of the beams are stress concentrators, especially in the case of the support receiving the torque directed along the axis of the engine. This additional load arising from a defect of the bearing of the rotor support in the form of a wedge of the rolling elements is transferred from the rotor to the stator, which leads to instantaneous destruction of the support.

Задачей заявленного изобретения является повышение надежности упругодемпферной опоры в процессе эксплуатации.The objective of the claimed invention is to increase the reliability of the elastic damper support during operation.

Техническим результатом, достигаемым при использовании заявленной упругодемпферной опоры ротора турбомашины, является снижение напряжений в упругом элементе опоры при действии на нее описанной выше дополнительной нагрузки, и, как следствие, снижается вероятность ее разрушения в случае возникновения дефекта подшипника опоры ротора при работе турбомашины в разы.The technical result achieved by using the declared elastic-damper support of the rotor of the turbomachine is to reduce stresses in the elastic element of the support when the additional load described above is applied to it, and, as a result, the probability of its destruction in the event of a defect of the bearing of the rotor support during operation of the turbomachine is reduced.

Указанный технический результат достигается тем, что в упругодемпферной опоре ротора турбомашины, содержащей радиальный подшипник, установленный на валу, статорный элемент и закрепленную на наружном кольце радиального подшипника обечайку, соединенную со статорным элементом посредством упругого кольцевого элемента и образующую с ним демпфирующую полость, согласно заявленному изобретению, упругий кольцевой элемент выполнен в виде гофрированной втулки, гофры которой направлены перпендикулярно продольной оси вала.The specified technical result is achieved by the fact that in the elastic damper support of the rotor of the turbomachine containing a radial bearing mounted on the shaft, a stator element and a shell fixed to the outer ring of the radial bearing connected to the stator element by means of an elastic ring element and forming a damping cavity with it, according to the claimed invention , the elastic ring element is made in the form of a corrugated sleeve, the corrugations of which are directed perpendicular to the longitudinal axis of the shaft.

Выполнение упругого кольцевого элемента в виде гофрированной втулки без прорезей позволяет достичь вышеприведенного технического эффекта за счет того, что отсутствие прорезей, которые являлись концентраторами напряжений, снижает значения напряжений от описанной выше дополнительной нагрузки, тем самым снижая вероятность разрушения упругого элемента в опоре ротора турбомашины в разы. При этом функциональность, то есть необходимая радиальная податливость упругого элемента, достигается за счет геометрических параметров гофрированной втулки.The execution of the elastic ring element in the form of a corrugated sleeve without slots allows to achieve the above technical effect due to the fact that the absence of slots, which were stress concentrators, reduces stress values from the additional load described above, thereby reducing the probability of destruction of the elastic element in the support of the turbomachine rotor by several times . In this case, functionality, that is, the necessary radial compliance of the elastic element, is achieved due to the geometric parameters of the corrugated sleeve.

На чертеже представлен продольный разрез упругодемпферной опоры с упругим элементом в виде гофрированной втулки.The drawing shows a longitudinal section of an elastic damper support with an elastic element in the form of a corrugated sleeve.

Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит радиальный подшипник 1, установленный на валу 2, статорный элемент 3 и закрепленную на наружном кольце радиального подшипника обечайку 4, соединенную со статорным элементом 3 посредством упругого кольцевого элемента 5 и образующую с ним демпфирующую полость 6, ограниченную уплотнениями 7, 8. При этом упругий кольцевой элемент 5 выполнен в виде гофрированной втулки, гофры которой направлены перпендикулярно продольной оси вала 2.The elastic damper support of the rotor of the turbomachine comprises a radial bearing 1 mounted on the shaft 2, a stator element 3 and a casing 4 fixed to the outer ring of the radial bearing, connected to the stator element 3 by means of an elastic ring element 5 and forming a damping cavity 6 bounded by seals 7, 8 In this case, the elastic ring element 5 is made in the form of a corrugated sleeve, the corrugations of which are directed perpendicular to the longitudinal axis of the shaft 2.

Во время работы турбомашины в демпфирующую полость 6 подается под давлением масло. При колебаниях вала 2 происходит смещение обечайки 4 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 4 относительно статорного элемента 3 ограничивается радиальными зазорами между уплотнениями 7 и 8 и статорным элементом 3, обеспечивающими допустимые напряжения в гофрированной втулке 5.During operation of the turbomachine, oil is supplied under pressure to the damping cavity 6. With vibrations of the shaft 2, the shell 4 is displaced relative to the stator element 3 and the oil flows from the area with increased pressure to the area with lower pressure, as a result of which the rotor oscillations are damped. The maximum displacement of the shell 4 relative to the stator element 3 is limited by the radial clearances between the seals 7 and 8 and the stator element 3, which provide acceptable stresses in the corrugated sleeve 5.

Упругий элемент 5, выполненный в виде гофрированной втулки, необходим для получения необходимой жесткости опоры за счет своих геометрических параметров, что позволяет отстроить с рабочих режимов критические частоты вала 2.The elastic element 5, made in the form of a corrugated sleeve, is necessary to obtain the necessary rigidity of the support due to its geometric parameters, which allows you to build up the critical frequencies of the shaft 2 from the operating modes.

В случае увеличения трения в радиальном подшипнике 1 или заклинки тел качения в гофрированной втулке 5 возникают дополнительные касательные напряжения, которые суммируются с напряжениями, возникающими от действия радиальной силы, приходящей с радиального подшипника 1, что при отсутствии концентраторов напряжений в виде прорезей, как в разрезной втулке подобной жесткости, в разы увеличивает прочность упругого элемента 5 опоры вала 2 и снижает вероятность его разрушения при возникновении дефектов в радиальном подшипнике во время работы турбомашины.In the case of increased friction in the radial bearing 1 or the rolling element jammed in the corrugated sleeve 5, additional tangential stresses arise, which are summed up with the stresses arising from the action of the radial force coming from the radial bearing 1, which in the absence of stress concentrators in the form of slots, as in a split a sleeve of similar stiffness at times increases the strength of the elastic element 5 of the shaft support 2 and reduces the likelihood of its destruction in the event of defects in the radial bearing during operation rbomashiny.

Claims

The elastic damper support of the rotor of the turbomachine, comprising a radial bearing mounted on the shaft, a stator element and a shell fixed to the outer ring of the radial bearing, connected to the stator element by means of an elastic ring element and forming a damping cavity with it, characterized in that the elastic ring element is made in the form of a corrugated bushings, the corrugations of which are directed perpendicular to the longitudinal axis of the shaft.