RU2213874C2 - Газотурбинный двигатель - Google Patents
Газотурбинный двигатель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213874C2 RU2213874C2 RU2001131047/06A RU2001131047A RU2213874C2 RU 2213874 C2 RU2213874 C2 RU 2213874C2 RU 2001131047/06 A RU2001131047/06 A RU 2001131047/06A RU 2001131047 A RU2001131047 A RU 2001131047A RU 2213874 C2 RU2213874 C2 RU 2213874C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- compressor
- pressure turbine
- bearing
- shaft
- spring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Изобретение относится к газотурбинным двигателям наземного и авиационного применения с межвальными радиальными подшипниками. Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности конструкции за счет повышения прочности и надежности работы межвального подшипника путем обеспечения постоянной осевой затяжки его наружного кольца. В газотурбинном двигателе, включающем компрессор, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину низкого давления, межвальный подшипник и резьбовую стяжную втулку, связывающую между собой валы компрессора и турбины высокого давления, согласно изобретению дополнительно между валами компрессора и турбины высокого давления установлены осевая кольцевая пружина и шлицевая втулка с боковой азотированной поверхностью, при этом пружина размещена между наружным кольцом межвального подшипника и стяжной втулкой, а шлицевая втулка контактирует азотированной поверхностью с наружным кольцом подшипника и зафиксирована относительно вала компрессора в окружном направлении. Кроме того, осевая кольцевая пружина содержит множество радиальных пазов и ответных выступов на боковых поверхностях, причем высота выступов составляет 0,06... 0,4 мм. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям наземного и авиационного применения с моральными радиальными подшипниками.
Известен газотурбинный двигатель с межвальным радиальным подшипником, наружное кольцо которого закреплено внутри вала ротора высокого давления тремя винтами [1].
Недостатком такой конструкции является ее низкая надежность из-за возможной поломки винтов и высокая стоимость, т.к. наружное кольцо подшипника является нестандартным и требует для своего изготовления специального оборудования.
Наиболее близким к заявляемому по конструкции является газотурбинный двигатель, в котором наружное кольцо радиального межвального подшипника закреплено в валу ротора высокого давления с помощью резьбовой стяжной втулки [2].
Однако известная конструкция имеет низкую надежность из-за высокой вероятности ослабления затяжки и проворота наружного кольца подшипника, что приводит к разогреву и поломке как подшипника, так и вала. Это связано с тем, что резьбовая стяжная втулка, при работе двигателя воспринимающая осевое усилие ротора турбины высокого давления и передающая его на вал компрессора, в результате упругой деформации резьбы от этого усилия отходит от наружного кольца подшипника, что вызывает ослабление затяжки и проворот наружного кольца подшипника.
Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности конструкции за счет повышения прочности и надежности работы межвального подшипника путем обеспечения постоянной осевой затяжки его наружного кольца.
Сущность изобретения заключается в том, что в газотурбинном двигателе, включающем компрессор, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину низкого давления, межвальный подшипник и резьбовую стяжную втулку, связывающую между собой валы компрессора и турбины высокого давления, согласно изобретению дополнительно между валами компрессора и турбины высокого давления установлены осевая кольцевая пружина и шлицевая втулка с боковой азотированной поверхностью, при этом пружина размещена между наружным кольцом межвального подшипника и стяжной втулкой, а шлицевая втулка контактирует азотированной поверхностью с наружным кольцом подшипника и зафиксирована относительно вала компрессора в окружном направлении.
Кроме того, осевая кольцевая пружина содержит множество радиальных пазов и ответных выступов на боковых поверхностях, причем высота выступов составляет 0,05...0,4 мм.
Наличие осевой кольцевой пружины и шлицевой втулки позволяет при сборке затягивать пружину в осевом направлении с помощью резьбовой стяжной втулки независимо от упругой деформации резьбы. Наружное кольцо межвального подшипника остается при этом затянутым в осевом направлении на всех режимах работы двигателя.
Твердая азотированная поверхность зафиксированной в окружном направлении относительно вала компрессора шлицевой втулки позволяет исключить ее износ при работе двигателя и тем самым исключить уменьшение осевой затяжки наружного кольца межвального подшипника.
Заявляемая конструкция независимо от упругой деформации резьбы стяжной втулки за счет упругой деформации пружины обеспечивает постоянную осевую затяжку наружного кольца межвального подшипника.
Осевая кольцевая пружина выполнена с множеством радиальных пазов и ответных выступов на боковых поверхностях, что позволяет пружине работать на осевое сжатие за счет упругой деформации балочек пружины до касания боковых поверхностей пружины напротив перемычек боковой поверхностью наружного кольца межвального подшипника.
Осевая деформация пружины определяется высотой h выступов, которая составляет 0,05...0,4 мм.
При h<0,05 мм осевая кольцевая пружина не может компенсировать осевую упругую деформацию резьбы стяжной втулки, а при h>0,4 мм возможна поломка пружины из-за высоких напряжений, возникающих в ее баночках.
На фиг. 1 показан продольный разрез газотурбинного двигателя заявляемой конструкции. На фиг. 2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, на фиг.3 - элемент II на фиг.2 в увеличенном виде. На фиг.4 представлен вид А на фиг.3.
Газотурбинный двигатель 1 состоит из компрессора 2, камеры сгорания 3, турбины высокого давления 4, вращающей компрессор 2, и турбины низкого давления 5, полезная мощность которой отбирается с помощью вала 6 отбора мощности со стороны входа в компрессор 2. Между валом 7 турбины низкого давления 3 и валом 8 ротора 9 компрессора 2 установлен радиальный межвальный подшипник 10, наружное кольцо 11 которого установлено внутри вала 8 между шлицевой втулкой 12, зафиксированной шлицами 13 в окружном направлении относительно внутреннего выступа 14 вала 8 и осевой кольцевой пружиной 15.
Для уменьшения износа поверхность 16 втулки 12, примыкающая к боковой поверхности наружного кольца 11, выполнена азотированной, что увеличивает ее твердость и повышает износостойкость. Осевая кольцевая пружина 15 выполнена со множеством осевых выступов 17 на обеих боковых поверхностях 18. Напротив выступов 17 выполнены радиальные пазы 19 с перемычками 20 между балочками 21. Пружина 15 работает на осевое сжатие за счет упругой деформации балочек 21 до касания боковых поверхностей 18 пружины 15 боковой поверхностью 22 кольца 11 подшипника 10.
Осевое усилие от ротора 23 турбины высокого давления 4 на вал 8 ротора 9 компрессора 2 передается по валу 24 ротора 23 через сферические кольца 25 и 26 на гайку 27, а с нее - на резьбовую втулку 28, которая крепится в валу 8 компрессора 2 с помощью резьбы 29.
Крутящий момент с вала 24 турбины 4 передается на вал 8 с помощью шлицов 30.
Устройство работает следующим образом.
При работе двигателя на ротор 23 турбины высокого давления 4 действует значительное осевое усилие (более 10 тонн), которое за счет упругой деформации резьбы 29 втулки 28 пытается "раскрыть" стык 31 между наружным кольцом 11 межвального подшипника 10 и осевой кольцевой пружиной 15, что может вызвать проворот кольца 11, разогрев и поломку вала 8 и подшипника 10.
Однако, т. к. при сборке пружина 15 была сжата в осевом направлении с помощью резьбовой стяжной втулки 28, то она парирует осевое перемещение втулки 28 из-за упругой деформации резьбы 29, и кольцо 11 подшипника 10 остается затянутым в осевом направлении на всех режимах работы двигателя. Высота осевых ответных выступов 17, определяющая осевую упругую деформацию пружины 15, выбирается исходя из величины упругой деформации резьбы 29 под осевым усилием, действующим на ротор 23 турбины высокого давления.
Твердая азотированная поверхность 16 зафиксированной в окружном направлении шлицевой втулки 12 уменьшает износ этой поверхности при работе двигателя, тем самым исключая уменьшение осевой затяжки наружного кольца 11 межвального подшипника 10.
Газотурбинные двигатели наземного применения заявляемой конструкции работают свыше 35 000 часов без ремонта.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, стр. 207, рис. 4.54.
1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей, стр. 207, рис. 4.54.
2. Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30, Москва, "Машиностроение", 1971, стр. 55, рис. 51.
Claims (2)
1. Газотурбинный двигатель, включающий компрессор, камеру сгорания, турбину высокого давления, турбину низкого давления, межвальный подшипник и резьбовую стяжную втулку, связывающую между собой валы компрессора и турбины высокого давления, отличающийся тем, что дополнительно между валами компрессора и турбины высокого давления установлены осевая кольцевая пружина и шлицевая втулка с боковой азотированной поверхностью, при этом пружина размещена между наружным кольцом межвального подшипника и стяжной втулкой, а шлицевая втулка контактирует азотированной поверхностью с наружным кольцом подшипника и зафиксирована относительно вала компрессора в окружном направлении.
2. Газотурбинный двигатель по п.1, отличающийся тем, что осевая кольцевая пружина содержит множество радиальных пазов и ответных выступов на боковых поверхностях, причем высота выступов составляет 0,05...0,4 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131047/06A RU2213874C2 (ru) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | Газотурбинный двигатель |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001131047/06A RU2213874C2 (ru) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | Газотурбинный двигатель |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001131047A RU2001131047A (ru) | 2003-06-20 |
RU2213874C2 true RU2213874C2 (ru) | 2003-10-10 |
Family
ID=31988505
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001131047/06A RU2213874C2 (ru) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | Газотурбинный двигатель |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2213874C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461742C2 (ru) * | 2007-04-02 | 2012-09-20 | Ансальдо Энергия С.П.А. | Способ технического обслуживания газотурбинного устройства и газотурбинное устройство |
-
2001
- 2001-11-16 RU RU2001131047/06A patent/RU2213874C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авиационный двухконтурный турбореактивный двигатель Д-30. - М.: Машиностроение, 1971, с.55, рис.51. ВЬЮНОВ С.А. Конструкция и проектирование авиационных гидротурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с.207, рис.4.54. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2461742C2 (ru) * | 2007-04-02 | 2012-09-20 | Ансальдо Энергия С.П.А. | Способ технического обслуживания газотурбинного устройства и газотурбинное устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR960002024B1 (ko) | 구동 조립체의 임펠러 휠 잠금장치(Impeller Wheel Lock) | |
US7677041B2 (en) | Bearing systems for high-speed rotating machinery | |
US5803612A (en) | Bearing support arrangement for rapidly rotating rotors | |
CN105339589B (zh) | 用于涡轮增压器装置的转子、具有转子的涡轮增压器装置和用于这种转子的轴 | |
US20030039538A1 (en) | Methods and apparatus for bearing outer race axial retention | |
US7470115B2 (en) | Outer diameter nut piloting for improved rotor balance | |
US8118540B2 (en) | Split ring for a rotary part of a turbomachine | |
US11105204B2 (en) | Turbine assembly | |
WO2002086293A1 (en) | Improved turbocharger bearing system | |
US7010917B2 (en) | Compressor wheel assembly | |
US20170101879A1 (en) | Intershaft seal with dual opposing carbon seal rings | |
US20190301358A1 (en) | Turbocharger | |
US10670139B2 (en) | Planetary gear device for a turbomachine | |
RU2303148C1 (ru) | Узел межвальной опоры газотурбинного двигателя | |
EP0018627A1 (en) | Improved labyrinth seal construction | |
RU2310088C2 (ru) | Устройство соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя | |
RU2213874C2 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
US20070214785A1 (en) | Turbo Charger Unit With Bearings For A Rotor Shaft | |
US8864406B2 (en) | Splined couplings | |
KR20190130935A (ko) | 회전축과의 결합력을 향상한 터보 압축기 | |
US12025017B2 (en) | Loaded bearing system | |
RU2190110C2 (ru) | Газотурбинный двигатель | |
RU2596899C1 (ru) | Опора компрессора низкого давления турбомашины | |
RU2405955C1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя | |
RU2406848C1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20051206 |
|
QZ4A | Changes in the licence of a patent |
Effective date: 20051206 |
|
QZ41 | Official registration of changes to a registered agreement (patent) |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20051206 Effective date: 20111220 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111223 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |