RU113302U1

RU113302U1 - ROTARY MACHINE SUPPORT

Info

Publication number: RU113302U1
Application number: RU2011121130/06U
Authority: RU
Inventors: Григорий Николаевич Журавлев; Николай Владимирович Кикоть; Геннадий Иванович Колобов; Роман Юрьевич Старков
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-02-10

Abstract

1. Опора роторной машины, содержащая вал и керамический подшипник, внутреннее кольцо подшипника установлено на компенсирующее кольцо, которое в свою очередь установлено в зазоре, образованном между внутренним кольцом подшипника и валом, на наружной поверхности внутреннего кольца подшипника установлены с натягом обжимные втулки, торцевые поверхности внутреннего кольца подшипника выполнены коническими, на валу установлены центрирующие кольца, торцевые поверхности которых выполнены коническими, в одно из центрирующих колец упирается тарельчатая пружина, поджимаемая гайкой, отличающаяся тем, что между коническими торцевыми поверхностями центрирующих колец и внутреннего кольца подшипника установлены промежуточные втулки, охватывающие обжимные втулки, при этом промежуточные втулки выполнены из материала с коэффициентом термического расширения, близким к коэффициенту термического расширения материала обжимных втулок. ! 2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что промежуточные втулки выполнены из композиционного материала типа «углерод-углерод». 1. Support of a rotary machine containing a shaft and a ceramic bearing, the inner ring of the bearing is installed on the compensating ring, which in turn is installed in the gap formed between the inner ring of the bearing and the shaft; on the outer surface of the inner ring of the bearing, crimp sleeves are installed with interference, end surfaces the inner ring of the bearing is made conical, centering rings are installed on the shaft, the end surfaces of which are made conical, a Belleville spring pressed against one of the centering rings is pressed against the nut, characterized in that between the tapered end surfaces of the centering rings and the inner bearing ring, intermediate bushings are installed, covering the ferrules bushings, while the intermediate bushings are made of a material with a coefficient of thermal expansion close to the coefficient of thermal expansion of the material of the ferrule bushings. ! 2. The support according to claim 1, characterized in that the intermediate sleeves are made of a composite material of the carbon-carbon type.

Description

Полезная модель относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в опорах роторов двигателей авиационного и наземного применения с керамическими подшипниками.The utility model relates to gas turbine engine building and may find application in rotor bearings of aircraft and ground engines with ceramic bearings.

Известна опора роторной машины [Патент US 6261061 В1, опубл. 17.07.2001, фиг.6], содержащая вал и керамический подшипник, внутреннее кольцо подшипника установлено на компенсирующее кольцо, которое в свою очередь установлено в зазоре, образованном между внутренним кольцом подшипника и валом, на наружной поверхности внутреннего кольца подшипника установлены с натягом обжимные втулки, торцевые поверхности внутреннего кольца подшипника выполнены коническими, на валу установлены центрирующие кольца, торцевые поверхности которых выполнены коническими, в одно из центрирующих колец упирается тарельчатая пружина, поджимаемая гайкой.Known support rotary machine [Patent US 6261061 B1, publ. July 17, 2001, FIG. 6], comprising a shaft and a ceramic bearing, the inner ring of the bearing is mounted on a compensating ring, which in turn is installed in the gap formed between the inner ring of the bearing and the shaft, crimp bushings are installed on the outer surface of the inner ring of the bearing , the end surfaces of the inner ring of the bearing are made conical, centering rings are installed on the shaft, the end surfaces of which are made conical, a disk plate rests against one of the centering rings nut tightened by a nut.

Недостаток данной конструкции состоит в том, что при повышении температуры и более интенсивном расширении центрирующих колец по сравнению с внутренним керамическим кольцом подшипника торцовые поверхности центрирующих колец оказывают осевое воздействие на обжимные втулки, что может приводить к их осевому смещению и возможному последующему заклиниванию роликов.The disadvantage of this design is that with increasing temperature and more intensive expansion of the centering rings compared to the inner ceramic bearing ring, the end surfaces of the centering rings exert an axial effect on the compression sleeves, which can lead to their axial displacement and possible subsequent jamming of the rollers.

Технический результат полезной модели заключается в исключении передачи осевого усилия от центрирующих колец на обжимные втулки при повышении температурного состояния опоры, за счет установки промежуточных втулок, выполненных из того же материала, что и обжимные втулки.The technical result of the utility model is to exclude the transmission of axial force from the centering rings to the crimp bushings when the temperature of the support increases, due to the installation of intermediate bushings made of the same material as the crimp bushings.

Технический результат достигается тем, что в опоре роторной машины, содержащей вал и керамический подшипник, внутреннее кольцо подшипника установлено на компенсирующее кольцо, которое в свою очередь установлено в зазоре, образованном между внутренним кольцом подшипника и валом, на наружной поверхности внутреннего кольца подшипника установлены с натягом обжимные втулки, торцевые поверхности внутреннего кольца подшипника выполнены коническими, на валу установлены центрирующие кольца, торцевые поверхности которых выполнены коническими, в одно из центрирующих колец упирается тарельчатая пружина, поджимаемая гайкой, в отличие от известной, между коническими торцевыми поверхностями центрирующих колец и внутреннего кольца подшипника установлены промежуточные втулки, охватывающие обжимные втулки, при этом промежуточные втулки выполнены из материала с коэффициентом термического расширения близким к коэффициенту термического расширения материала обжимных втулок.The technical result is achieved by the fact that in the support of a rotary machine containing a shaft and a ceramic bearing, the inner ring of the bearing is mounted on a compensating ring, which in turn is installed in the gap formed between the inner ring of the bearing and the shaft, are fitted with an interference fit on the outer surface of the inner ring of the bearing crimp bushings, end surfaces of the inner ring of the bearing are made conical, centering rings are installed on the shaft, the end surfaces of which are made conically and, in one of the centering rings, a disk spring abuts, pressed by a nut, in contrast to the known one, between the tapered end surfaces of the centering rings and the inner ring of the bearing are installed intermediate bushes covering the compression bushes, while the intermediate bushes are made of material with a thermal expansion coefficient close to coefficient of thermal expansion of the material of the crimp bushings.

Промежуточные втулки могут быть выполнены из композиционного материала типа «углерод-углерод».The intermediate sleeves may be made of a carbon-carbon composite material.

На фигуре изображена опора роторной машины с керамическим подшипником.The figure shows the support of a rotary machine with a ceramic bearing.

Опора роторной машины содержит вал 1 и керамический подшипник 2. Внутреннее кольцо 3 подшипника установлено на компенсирующее кольцо 4, которое в свою очередь установлено в зазоре 5, образованном между внутренним кольцом подшипника и валом. Торцевые поверхности внутреннего кольца подшипника выполнены коническими. На наружной поверхности внутреннего кольца подшипника установлены с натягом обжимные втулки 6 и 7. На валу 1 по обе стороны от подшипника установлены центрирующие кольца 8 и 9, торцевые поверхности которых выполнены коническими. В одно из центрирующих колец 9 упирается тарельчатая пружина 10, поджимаемая гайкой 11. Между коническими торцевыми поверхностями центрирующих колец 8 и 9 и коническими торцевыми поверхностями внутреннего кольца 3 подшипника установлены промежуточные втулки 12 и 13, охватывающие обжимные втулки 6 и 7. При этом промежуточные втулки 12 и 13 выполнены из материала с коэффициентом термического расширения близким к коэффициенту термического расширения материала обжимных втулок. Промежуточные втулки, например, выполнены из композиционного материала типа «углерод-углерод».The support of the rotary machine includes a shaft 1 and a ceramic bearing 2. The inner ring 3 of the bearing is mounted on a compensating ring 4, which in turn is installed in the gap 5 formed between the inner ring of the bearing and the shaft. The end surfaces of the inner ring of the bearing are made conical. On the outer surface of the inner ring of the bearing tightened crimp bushings 6 and 7. On the shaft 1 on both sides of the bearing are installed centering rings 8 and 9, the end surfaces of which are conical. A disk spring 10 rests against one of the centering rings 9, pressed by a nut 11. Between the conical end surfaces of the centering rings 8 and 9 and the conical end surfaces of the inner ring 3 of the bearing are installed intermediate sleeves 12 and 13, covering the compression sleeves 6 and 7. In this case, the intermediate sleeves 12 and 13 are made of material with a coefficient of thermal expansion close to the coefficient of thermal expansion of the material of the crimp bushings. The intermediate sleeves, for example, are made of a carbon-carbon composite material.

Предложенная конструкция работает следующим образом.The proposed design works as follows.

В процессе сборки на вал 1 устанавливается центрирующее кольцо 8 и компенсирующее кольцо 4. Затем последовательно устанавливают промежуточную втулку 12, внутреннее кольцо 3 подшипника с установленными заранее обжимными втулками 6 и 7 и роликами, промежуточную втулку 13 и центрирующее кольцо 9. Полученный пакет деталей обжимается гайкой 11 через тарельчатые пружины 10.In the process of assembly, a centering ring 8 and a compensating ring 4 are installed on the shaft 1. Then, the intermediate sleeve 12, the inner ring 3 of the bearings with the pre-installed crimp bushings 6 and 7 and the rollers, the intermediate sleeve 13 and the centering ring 9 are installed in series. 11 through Belleville springs 10.

При работе опоры в процессе повышения температуры из-за разницы термических расширений керамики и стали происходит более интенсивное расширение центрирующих колец 8 и 9 по сравнению с керамическим внутренним кольцом 3 подшипника. За счет упругой деформации тарельчатой пружины 10 происходит осевое смещение центрирующего кольца 9 с целью уменьшения образованного зазора. Радиальная нагрузка от центрирующих колец передается только на дополнительные промежуточные втулки 12 и 13, которые воздействуют только на конические поверхности внутреннего кольца 3 подшипника не оказывая никакого влияния на торцы обжимных втулок 6 и 7, т.к. последние выполнены из того же материала, что и промежуточные втулки, тем самым исключается передача осевого усилия от центрирующих колец на обжимные втулки.When the support is in the process of increasing temperature due to the difference in the thermal expansions of ceramics and steel, the centering rings 8 and 9 expand more intensively than the ceramic inner ring 3 of the bearing. Due to the elastic deformation of the cup spring 10, an axial displacement of the centering ring 9 occurs in order to reduce the formed gap. The radial load from the centering rings is transmitted only to the additional intermediate bushings 12 and 13, which act only on the conical surfaces of the inner ring 3 of the bearing without exerting any effect on the ends of the crimp bushings 6 and 7, because the latter are made of the same material as the intermediate sleeves, thereby eliminating the transmission of axial force from the centering rings to the compression sleeves.

Данное конструктивное решение обеспечивает центрирование внутреннего кольца подшипника, отсутствие осевого смещения обжимных втулок и исключение заклинивания роликов в широком температурном диапазоне работы опоры.This design solution provides centering of the inner ring of the bearing, the absence of axial displacement of the crimp bushings and the prevention of jamming of the rollers in a wide temperature range of the support.

Claims

1. The support of a rotary machine, containing a shaft and a ceramic bearing, the inner ring of the bearing is mounted on a compensating ring, which in turn is installed in the gap formed between the inner ring of the bearing and the shaft, compression sleeves, end surfaces are tightened on the outer surface of the inner ring of the bearing the inner rings of the bearing are made conical, centering rings are installed on the shaft, the end surfaces of which are made conical, one of the centering rings abuts t relchataya spring biases the nut, characterized in that between the conical end surfaces of the centering rings and the inner bearing ring mounted intermediate sleeve covering the crimp sleeve, the intermediate sleeve made of a material with a coefficient of thermal expansion close to the coefficient of thermal expansion of the material of crimp sleeves.

2. Support according to claim 1, characterized in that the intermediate sleeves are made of carbon-carbon composite material.