RU2144995C1 - Опора газотурбинного двигателя - Google Patents
Опора газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2144995C1 RU2144995C1 RU98121722A RU98121722A RU2144995C1 RU 2144995 C1 RU2144995 C1 RU 2144995C1 RU 98121722 A RU98121722 A RU 98121722A RU 98121722 A RU98121722 A RU 98121722A RU 2144995 C1 RU2144995 C1 RU 2144995C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oil
- additional
- holes
- shaft
- central radial
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Опора газотурбинного двигателя содержит подшипник, внутренняя обойма которого установлена на валу ротора с образованием масляного канала между ней и валом. Причем у масляного канала вход через центральные радиальные отверстия соединен с масляной ванной, образованной на внутренней поверхности вала, а два выхода - с форсуночными отверстиями для подвода масла к обеим сторонам сепаратора. С двух сторон сепаратора перед форсуночными отверстиями образованы масляные коллекторы. Коллекторы соединены дополнительными маслоподводящими отверстиями с масляной ванной, а масляный канал под внутренней обоймой подшипника выполнен в виде отдельных продольных канавок, развернутых к продольной оси вала под углом 60-75o. Отношение произведений приведенных коэффициентов расхода к площади отверстий между дополнительными и центральными радиальными маслоподводящими отверстиями выбрано в интервале: приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно, F1, F2, F3 - площади левых дополнительных центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно. Гидравлический диаметр поперечного сечения отдельной продольной канавки масляного канала выбран меньшим, чем гидравлический диаметр форсуночного отверстия. Такое выполнение опоры позволит обеспечить минимальные потери давления масла при подаче его в форсуночные отверстия с обеспечением оптимального расчетного охлаждения внутренней обоймы подшипника, возможность использования подшипников со стандартными внутренними обоймами и исключить засорение форсуночных отверстий частицами кокса, которые могут образоваться в масляном канале под обоймой подшипника при остановке двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а именно к размещению опор для вращающихся с большой скоростью роторов турбомашин и к устройству смазки подшипников этих опор, и может использоваться и в наиболее напряженных межроторных опорах.
Известна опора газотурбинного двигателя, содержащая подшипник, внутренняя обойма установлена на валу ротора, имеющего два ряда радиальных отверстий, соединяющих масляную ванну на внутренней поверхности вала с отверстиями подвода масла к обеим сторонам сепараторов, выполненным в самой внутренней обойме подшипника.
К недостаткам такой опоры следует отнести наличие специальной внутренней обоймы подшипника с канавками и радиальными маслоподводящими отверстиями в ней, а также недостаточно интенсивное охлаждение внутренней обоймы подшипника, связанное с тем, что масло напрямую направляется из масляной ванны к двум отверстиям в сепараторе.
Наиболее близким решением к предлагаемому нами является опора газотурбинного двигателя, содержащая подшипник, внутренняя обойма которого установлена на валу ротора с образованием масляного канала между ней и валом, причем у масляного канала вход через центральные радиальные отверстия соединен с масляной ванной, образованной на внутренней поверхности вала, а два выхода - с отверстиями подвода масла к обеим сторонам сепараторов.
В такой опоре охлаждение внутренней обоймы подшипника маслом, проходящим по каналу, образованному зазором между обоймой и валом, осуществляется довольно надежно.
Однако и здесь внутренняя обойма спроектирована специально для данной опоры и стандартный подшипник здесь непригоден. Сама обойма из-за наличия проточки на валу для образования масляного канала получается широкой и металлоемкой.
Недостатком конструкции является и то обстоятельство, что все масло, подаваемое на подшипник, проходит через полость между валом и обоймой. Это вносит дополнительное сопротивление в системе подачи масла, что крайне нежелательно, так как уровень располагаемого перепада здесь определяется исключительно геометрическими размерами вала и частотой его вращения. Поэтому с этой точки зрения надо увеличивать зазор между валом и обоймой. С другой стороны, для улучшения охлаждения внутренней обоймы необходимо уменьшать вышеуказанный зазор. В этом решении сохраняется высокая вероятность неконтролируемого коксообразования в полости между валом и обоймой подшипника особенно на режимах останова двигателя, когда циркуляция масла в этом канале прекращается, что может привести к засорению отверстий подвода масла довольно крупными частицами кокса, на размеры которых мы влиять в данной конструкции не в силах.
Задача изобретения - обеспечить минимальные потери даления масла при подаче его в форсуночные отверстия с обеспечением оптимального расчетного охлаждения внутренней обоймы подшипника.
Дополнительной задачей является обеспечение возможности использования подшипников со стандартными внутренними обоймами.
Второй дополнительной задачей является исключение засорения форсуночных отверстий частицами кокса, которые могут образоваться в масляном канале под обоймой подшипника при остановке двигателя.
Указанные задачи достигаются тем, что в опоре газотурбинного двигателя, содержащей подшипник, внутренняя обойма которого установлена на валу ротора с образованием масляного канала между ней и валом, причем у масляного канала вход через центральные радиальные отверстия соединен с масляной ванной, образованной на внутренней поверхности вала, а два выхода - с отверстиями подвода масла к обеим сторонам сепараторов, в ней с двух сторон сепаратора перед отверстиями подвода масла к нему образованы масляные коллекторы, соединенные дополнительными маслоподводящими отверстиями с масляной ванной, а масляный канал под внутренней обоймой подшипника выполнен в виде отдельных продольных канавок, развернутых к продольной оси вала под углом 60 - 75 градусов.
Кроме того, отношение произведений приведенных коэффициентов расхода на площади отверстий между дополнительными и центральными радиальными маслоподводящими отверстиями выбрано в интервале:
μ1•F1/μ2•F2= 3÷7 и μ3•F3/μ2•F2= 2,0÷4,0,
μ1,μ2,μ3 - приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно,
F1, F2, F3 - площади левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно.
μ1•F1/μ2•F2= 3÷7 и μ3•F3/μ2•F2= 2,0÷4,0,
μ1,μ2,μ3 - приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно,
F1, F2, F3 - площади левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно.
Причем гидравлический диаметр поперечного сечения отдельной продольной канавки масляного канала выбран меньшим, чем гидравлический диаметр форсуночного отверстия.
Новым здесь является то, что с двух сторон сепаратора перед форсуночными отверстиями для подвода масла к нему образованы масляные коллекторы, соединенные дополнительными маслоподводящими отверстиями с масляной ванной, а масляный канал под внутренней обоймой подшипника выполнен в виде отдельных продольных канавок, развернутых к продольной оси вала под углом 60 - 75 градусов.
Образовав с двух сторон сепаратора перед форсуночными отверстиями для подвода масла к нему масляные коллекторы, мы увеличиваем располагаемый перепад давления масла перед отверстиями подвода и, тем самым, улучшаем подачу масла к роликам. Объясняется это тем, что в этих коллекторах помимо выравнивания давления масла, поступающего из разных отверстий, происходит и увеличение располагаемого перепада давления в силу большего диаметра этого места по сравнению с масляной ванной, расположенной на внутренней поверхности вала.
Соединив масляные коллекторы дополнительными маслоподводящими отверстиями с масляной ванной, мы снижаем гидравлическое сопротивление в системе полдачи масла в вышеуказанные коллекторы до минимума.
Выполнив масляный канал под внутренней обоймой подшипника в виде отдельных продольных канавок, мы добиваемся здесь с помощью изменения геометрических размеров канавок оптимального соотношения между скоростью потока масла и минимальным коксообразованием в этих канавках. Более того, если коксообразование в канавках невозможно избежать, например на режиме вынужденного останова двигателя, когда скорости прохода масла становятся нулевыми, а вал остается еще горячим, геометрическими размерами канавки, соотнесенными с гидравлическим диаметром форсуночных отверстий, можно регулировать величину частичек кокса в масле и, тем самым, исключить засорение коксом форсуночных отверстий.
Развернув канавки под углом к продольной оси вала, мы, с одной стороны, увеличиваем длину канавки, а значит и улучшаем теплообмен между охлаждающим маслом и охлаждаемой поверхностью внутренней обоймы подшипника, а, с другой стороны, устраняем влияние этих канавок на процесс прохождения роликов над этими канавками (эффект "волнообразования"), что устраняет возможность появления вибраций на двигателе из-за этих канавок и увеличивает ресурс работы самого подшипника. Объясняется это тем, что из-за разворота продольной оси канавки относительно продольной оси вала ролики "наезжают" на поверхность обоймы над канавкой постепенно как бы по винтовой линии.
Интервал разворота канавок относительно продольной оси вала в 60 - 75 градусов объясняется следующим:
при угле разворота менее 60 градусов начинает проявляться эффект "волнообразования", то есть при таком угле канавки влияют на процесс прохождения роликов над ними и возможно появление вибраций; при угле разворота более 75 градусов относительная длина канавок, а значит длительность теплообмена, становится настолько значительной, что возможно коксообразование.
при угле разворота менее 60 градусов начинает проявляться эффект "волнообразования", то есть при таком угле канавки влияют на процесс прохождения роликов над ними и возможно появление вибраций; при угле разворота более 75 градусов относительная длина канавок, а значит длительность теплообмена, становится настолько значительной, что возможно коксообразование.
Кроме того, новым здесь является и то, что отношение произведений приведенных коэффициентов расхода на площади отверстий между дополнительными и центральными радиальными маслоподводящими отверстиями выбрано в интервале:
μ1•F1/μ2•F2= 3÷7 и μ3•F3/μ2•F2= 2,0÷4,0,
μ1,μ2,μ3 - приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно,
F1, F2, F3 - площади левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно.
μ1•F1/μ2•F2= 3÷7 и μ3•F3/μ2•F2= 2,0÷4,0,
μ1,μ2,μ3 - приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно,
F1, F2, F3 - площади левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно.
Новым является и то, что гидравлический диаметр поперечного сечения отдельной продольной канавки масляного канала выбран меньшим, чем гидравлический диаметр форсуночного отверстия.
На фиг. 1 показан продольный разрез опоры;
на фиг. 2 - вид сверху на канавки, выполненные на валу;
на фиг. 3 показано поперечное сечение канавки.
на фиг. 2 - вид сверху на канавки, выполненные на валу;
на фиг. 3 показано поперечное сечение канавки.
Опора газотурбинного двигателя содержит подшипник 1, внутренняя обойма 2 которого установлена на валу 3 ротора с образованием масляного канала в виде продольных канавок 4 на валу 3. На валу 3 выполнена кольцевая проточка 5, соединяющая входы канавок 4 посредством центрального радиального отверстия 6 с масляной ванной 7, образованной на внутренней поверхности вала 3 с помощью буртиков 8 и 9. Канавки 4 своими выходами соединены с левым 10 и правым 11 масляными коллекторами, имеющими форсуночные отверстия 12 и 13 для подвода масла к обеим сторонам сепаратора 14. Левый 10 и правый 11 масляные коллекторы соединены левыми 15 и правыми 16 дополнительными маслоподводящими отверстиями с масляной ванной 7. Продольные канавки 4 развернуты к продольной оси вала под углом 15-30 градусов. Для подвода масла в масляную ванну 7 имеется форсунка 17. Отношение произведений приведенных коэффициентов расхода на площади между левыми дополнительными и центральными радиальными маслоподводящими отверстиями выбрано равным 6, 5, а отношение произведений приведенных коэффициентов расхода на площади между правыми дополнительными и центральными радиальными маслоподводящими отверстиями выбрано равным 3, 5.
При работе двигателя масло из форсунки 17 поступает в масляную ванну 7 на внутренней поверхности вала 3. Из масляной ванны 7 под действием центробежных сил часть масла через центральные радиальные отверстия 6 поступает в кольцевую проточку 5 и из нее попадает в канавки 4, проходя через которые оно охлаждает внутреннюю обойму 2 подшипника и попадает в левый 10 и правый 11 масляные коллекторы. Другая часть масла с помощью отверстия 15 и 16 попадает в коллекторы 10 и 11 сразу же из масляной ванны 7. В коллекторах 10 и 11 масло перемешивается с маслом, попадающим из канавок 4, и через форсуночные отверстия 12 и 13 попадает на сепаратор 14, охлаждая остальные элементы подшипника 1.
Источники информации:
1. Патент США N 5211535, НКИ 415-170.1, опубл. 1993 г.
1. Патент США N 5211535, НКИ 415-170.1, опубл. 1993 г.
2. Патент США N 4884903, НКИ 384-563, опубл. 1989 г. - прототип.
Claims (3)
1. Опора газотурбинного двигателя, содержащая подшипник, внутренняя обойма которого установлена на валу ротора с образованием масляного канала между ней и валом, причем у масляного канала вход через центральные радиальные отверстия соединен с масляной ванной, образованной на внутренней поверхности вала, а два выхода - с форсуночными отверстиями для подвода масла к обеим сторонам сепаратора, отличающаяся тем, что с двух сторон сепаратора перед форсуночными отверстиями образованы масляные коллекторы, соединенные дополнительными маслоподводящими отверстиями с масляной ванной, а масляный канал под внутренней обоймой подшипника выполнен в виде отдельных продольных канавок, развернутых к продольной оси вала под углом 60 - 75o.
2. Опора газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что отношение произведений приведенных коэффициентов расхода на площади отверстий между дополнительными и центральными радиальными маслоподводящими отверстиями выбрано в интервале
μ1•F1/μ2•F2= 3-7,
μ3•F3/μ2•F2= 2,0-4,0,
где μ1,μ2,μ3 - приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно;
F1, F2, F3 - площади левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно.
μ1•F1/μ2•F2= 3-7,
μ3•F3/μ2•F2= 2,0-4,0,
где μ1,μ2,μ3 - приведенные коэффициенты расхода левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно;
F1, F2, F3 - площади левых дополнительных, центральных радиальных и правых дополнительных маслоподводящих отверстий соответственно.
3. Опора газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что гидравлический диаметр поперечного сечения отдельной продольной канавки масляного канала выбран меньшим, чем гидравлический диаметр форсуночного отверстия.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98121722A RU2144995C1 (ru) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Опора газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU98121722A RU2144995C1 (ru) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Опора газотурбинного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2144995C1 true RU2144995C1 (ru) | 2000-01-27 |
Family
ID=20212903
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU98121722A RU2144995C1 (ru) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Опора газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2144995C1 (ru) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456463C1 (ru) * | 2011-04-05 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Опора вала газотурбинного двигателя |
RU2608512C2 (ru) * | 2015-04-07 | 2017-01-19 | Виктор Александрович Лукин | Межроторная опора газотурбинного двигателя |
RU2613964C1 (ru) * | 2015-12-03 | 2017-03-22 | Юрий Борисович Назаренко | Способ подачи масла в межроторный подшипник опоры ротора газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления |
RU173697U1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-09-06 | Юрий Борисович Назаренко | Опора ротора газотурбинного двигателя |
RU2685154C1 (ru) * | 2018-06-07 | 2019-04-16 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Опора двухвального газотурбинного двигателя |
CN109630275A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-16 | 北京动力机械研究所 | 一种结构紧凑的传动轴承润滑供油结构 |
RU2730557C1 (ru) * | 2019-09-24 | 2020-08-24 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Опора ротора газотурбинного двигателя |
-
1998
- 1998-12-02 RU RU98121722A patent/RU2144995C1/ru active
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2456463C1 (ru) * | 2011-04-05 | 2012-07-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Опора вала газотурбинного двигателя |
RU2608512C2 (ru) * | 2015-04-07 | 2017-01-19 | Виктор Александрович Лукин | Межроторная опора газотурбинного двигателя |
RU2613964C1 (ru) * | 2015-12-03 | 2017-03-22 | Юрий Борисович Назаренко | Способ подачи масла в межроторный подшипник опоры ротора газотурбинного двигателя и устройство для его осуществления |
RU173697U1 (ru) * | 2016-12-13 | 2017-09-06 | Юрий Борисович Назаренко | Опора ротора газотурбинного двигателя |
RU2685154C1 (ru) * | 2018-06-07 | 2019-04-16 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Опора двухвального газотурбинного двигателя |
CN109630275A (zh) * | 2018-12-03 | 2019-04-16 | 北京动力机械研究所 | 一种结构紧凑的传动轴承润滑供油结构 |
RU2730557C1 (ru) * | 2019-09-24 | 2020-08-24 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Опора ротора газотурбинного двигателя |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6682222B2 (en) | Bi-directional oil scoop for bearing lubrication | |
US7625126B2 (en) | Bifurcated oil scavenging bearing compartment within a gas turbine engine | |
US7942009B1 (en) | Gas turbine engine with an air cooled bearing | |
US4378197A (en) | Inter-shaft bearing for multibody turbojet engines with damping by a film of oil | |
US8979383B2 (en) | Dynamically-lubricated bearing and method of dynamically lubricating a bearing | |
CA2851234C (en) | Dynamically-lubricated bearing and method of dynamically lubricating a bearing | |
WO2006043365A1 (ja) | 転がり軸受の潤滑装置 | |
RU2144995C1 (ru) | Опора газотурбинного двигателя | |
US3454312A (en) | Thrust bearing assemblies | |
US6053636A (en) | Hydrostatic bearing with compensatory fluid injection | |
JPH0562680B2 (ru) | ||
JP2008286270A (ja) | ころ軸受の潤滑装置 | |
JP2003278773A (ja) | 転がり軸受のエアオイル潤滑構造およびスピンドル装置 | |
JP4836852B2 (ja) | アンギュラ玉軸受の潤滑装置 | |
JP2002054643A (ja) | 転がり軸受のエアオイル潤滑構造 | |
RU2414612C1 (ru) | Опора ротора газотурбинного двигателя | |
JPH0988986A (ja) | アンギュラ玉軸受の潤滑冷却方法および装置 | |
JPH06264934A (ja) | 主軸装置の軸受潤滑機構 | |
JPH09280257A (ja) | 主軸のベアリング冷却装置 | |
JP2003207094A (ja) | 主軸装置 | |
US5848845A (en) | Configuration of lubrication nozzle in high speed rolling-element bearings | |
RU2265742C1 (ru) | Межроторная опора газотурбинного двигателя | |
JP2008082496A (ja) | 転がり軸受の潤滑装置 | |
CN108194518A (zh) | 一种可倾瓦滑动轴承直接润滑隔断热油喷嘴装置 | |
RU2293193C1 (ru) | Узел опоры газотурбинного двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20080507 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130729 |