RU2214536C2 - Compressor of gas-turbine engine - Google Patents

Compressor of gas-turbine engine Download PDF

Info

Publication number
RU2214536C2
RU2214536C2 RU2001133154/06A RU2001133154A RU2214536C2 RU 2214536 C2 RU2214536 C2 RU 2214536C2 RU 2001133154/06 A RU2001133154/06 A RU 2001133154/06A RU 2001133154 A RU2001133154 A RU 2001133154A RU 2214536 C2 RU2214536 C2 RU 2214536C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
oil
compressor
bearing
labyrinth
gas
Prior art date
Application number
RU2001133154/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2001133154A (en
Inventor
А.И. Тункин
В.П. Заморин
В.А. Кузнецов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" filed Critical Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority to RU2001133154/06A priority Critical patent/RU2214536C2/en
Publication of RU2001133154A publication Critical patent/RU2001133154A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2214536C2 publication Critical patent/RU2214536C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering; gas-turbine engines of aircraft and ground applications. SUBSTANCE: according to invention, in compressor of gas- turbine engine with radial-thrust antifriction bearing, sealing of oil space in form of labyrinth seal with oil-deflecting lip is made double-tier, with ratio of outer diameter of oil-deflecting lip and mean diameter of bearing being 1.01-1.2, and ratio of value of axial clearance between stator flange of labyrinth upper tier and oil-deflecting lip to value of axial clearance between stator flange of lower tier and plate of outer labyrinth being 1.01-1.5. Invention is aimed at prevention of getting of seal wear products into bearing and damaging of oil-deflecting lip in process of compressor demounting. EFFECT: improved reliability of compressor of gas-turbine engine. 3 dwg

Description

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применений. The invention relates to gas turbine engines for aviation and ground applications.

Известен компрессор газотурбинного двигателя, уплотнения подшипников опор которого выполнены без маслоотражательных гребешков [1]. A known compressor of a gas turbine engine, bearing seals of bearings of which are made without oil scallops [1].

Недостатком такой конструкции является ее низкая надежность из-за возможности попадания масла в газовоздушный тракт на пониженных режимах работы двигателя при малом давлении воздуха, охлаждающего подшипниковую опору. The disadvantage of this design is its low reliability due to the possibility of oil getting into the gas-air path at reduced engine operating conditions at low air pressure cooling the bearing support.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности является компрессор газотурбинного двигателя, уплотнение подшипников опоры которого выполнено с маслоотражательным гребешком [2]. Closest to the claimed technical essence is a compressor of a gas turbine engine, the bearings of the bearings of the support of which are made with an oil scallop [2].

Недостатком такой конструкции является ее низкая надежность из-за вероятности попадания продуктов износа уплотнения в подшипник, а также повреждения маслоотражательного гребешка в процессе демонтажа подшипника при разборке компрессора газотурбинного двигателя. The disadvantage of this design is its low reliability due to the likelihood that the wear products of the seal get into the bearing, as well as damage to the scallop during the dismantling of the bearing during disassembly of the compressor of the gas turbine engine.

Техническая задача, которую решает изобретение, заключается в повышении надежности компрессора газотурбинного двигателя путем исключения попадания в его подшипник продуктов износа уплотнений, а также предотвращения повреждения маслоотражательного гребешка в процессе демонтажа компрессора. The technical problem that the invention solves is to increase the reliability of the compressor of a gas turbine engine by eliminating the products of seal wear getting into its bearing, as well as preventing damage to the oil scallop during compressor dismantling.

Сущность изобретения заключается в том, что в компрессоре газотурбинного двигателя с радиально-упорным подшипником качения, уплотнение масляной полости которого выполнено в виде лабиринтного уплотнения с маслоотражательным гребешком, согласно изобретению уплотнение выполнено двухъярусным, соотношение наружного диаметра маслоотражательного гребешка и среднего диаметра подшипника составляет 1,01...1,2, а отношение величины осевого зазора между статорным фланцем верхнего яруса лабиринта и маслоотражательным гребешком к величине осевого зазора между статорным фланцем нижнего яруса и полотном внешнего лабиринта составляет 1,01...1,5. The essence of the invention lies in the fact that in a compressor of a gas turbine engine with an angular contact rolling bearing, the oil cavity seal of which is made in the form of a labyrinth seal with an oil scallop, according to the invention the seal is made in two layers, the ratio of the outer diameter of the oil scallop and the average diameter of the bearing is 1.01 ... 1,2, and the ratio of the axial clearance between the stator flange of the upper tier of the labyrinth and the oil scallop to the value of the axial clearance about the gap between the stator flange of the lower tier and the canvas of the external labyrinth is 1.01 ... 1.5.

При работе двигателя продукты износа этих уплотнений не могут попасть на беговую дорожку (рабочую поверхность) подшипника и привести к выходу из строя этого подшипника, т.е. маслоотражательный гребешок выполнен с наружным диаметром D, большим, чем средний диаметр Dcp подшипника. Выполнение наружного диаметра D маслоотражательного гребешка равным 1,01...1,1 Dcp шарикоподшипника защищает рабочие поверхности этого подшипника от попадания продуктов износа уплотнения, а на переходных режимах защищает лабиринтное уплотнение и газовоздушный тракт двигателя от попадания в него масла.When the engine is running, the wear products of these seals cannot get on the treadmill (working surface) of the bearing and cause this bearing to fail, i.e. the flinger is made with an outer diameter D greater than the average diameter D cp of the bearing. The execution of the outer diameter D of the valve stem equal to 1.01 ... 1.1 D cp of the ball bearing protects the working surfaces of this bearing from the ingress of seal wear, and during transient conditions protects the labyrinth seal and the gas-air duct of the engine from oil.

При D/Dcp меньше 1,01 возможно попадание продуктов приработки лабиринтных уплотнений на беговую дорожку подшипника, ее выкрашивание и выход из строя подшипника. При D/Dcp больше 1,2 затруднена разборка подшипниковой опоры компрессора из-за задевания маслоотражательного гребешка о наружное кольцо подшипника.When D / D cp is less than 1.01, it is possible that the products of the labyrinth seal run-in may fall on the treadmill of the bearing, its chipping and bearing failure. With D / D cp greater than 1.2, it is difficult to disassemble the bearing of the compressor due to the impact of the oil scallop on the outer ring of the bearing.

При разборке компрессора демонтаж с вала внутреннего кольца подшипника, установленного на валу с натягом, осуществляется за счет упора внутреннего статорного фланца в полотно лабиринта, выполненного за одно целое с маслоотражательным гребешком, для чего осевой зазор Δ выполнен меньшим, чем зазор δ. В случае, когда δ/Δ=1,01-1,5, нагрузка на полотно лабиринта при демонтаже подшипника минимальна, в противном случае возможна деформация маслоотражательного гребешка. When disassembling the compressor, dismantling from the shaft of the inner ring of the bearing mounted on the shaft with an interference fit is carried out due to the stop of the internal stator flange in the labyrinth canvas made in one piece with the oil scallop, for which the axial clearance Δ is made smaller than the clearance δ. In the case when δ / Δ = 1.01-1.5, the load on the labyrinth sheet during the dismantling of the bearing is minimal, otherwise deformation of the oil scallop is possible.

При δ/Δ<1,01 возможна поломка маслоотражательного гребешка при демонтаже подшипника. With δ / Δ <1.01, a breakdown of the scallop during the dismantling of the bearing is possible.

При δ/Δ>1,5 увеличиваются осевые габаритные масляные полости из-за увеличения осевой длины лабиринтных уплотнений. At δ / Δ> 1.5, the axial overall oil cavities increase due to the increase in the axial length of the labyrinth seals.

Изобретение проиллюстрировано следующими фигурами. The invention is illustrated by the following figures.

На фиг.1 показан продольный разрез компрессора газотурбинного двигателя. Figure 1 shows a longitudinal section of a compressor of a gas turbine engine.

На фиг.2 представлен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде. Figure 2 presents the element I in figure 1 in an enlarged view.

На фиг. 3 показан элемент I на фиг.1 в увеличенном виде при демонтаже подшипника. In FIG. 3 shows an element I in FIG. 1 in an enlarged view when dismantling a bearing.

Компрессор 1 газотурбинного двигателя состоит из статора 2 и ротора 3, состоящего в свою очередь из вала 4 с установленными на нем дисками 5 с рабочими лопатками 6. The compressor 1 of the gas turbine engine consists of a stator 2 and a rotor 3, which in turn consists of a shaft 4 with disks 5 mounted on it with rotor blades 6.

На выходе из компрессора 1 на статоре 2 установлена опора 7 радиально-упорного шарикоподшипника 8 для уплотнения масляной полости 9 которой от закомпрессорной разгрузочной полости 10 применяется двухъярусное лабиринтное уплотнение 11, состоящее из двухъярусного статорного фланца 12 и двухъярусного лабиринта 13, выполненного с маслоотражательным гребешком 14 с наружным диаметром D, большим Dcp шарикоподшипника 8.At the outlet of the compressor 1, on the stator 2, a support 7 of an angular contact ball bearing 8 is installed to seal the oil cavity 9 which, from the compressor discharge cavity 10, uses a two-tier labyrinth seal 11, consisting of a two-tier stator flange 12 and a two-tier labyrinth 13, made with an oil reflector comb 14 outer diameter D, large D cp ball bearing 8.

Двухярусный статорный фланец лабиринта 2 по внутренним поверхностям 15 и 16 выполнен с мягким покрытием, позволяющим гребешкам 17 лабиринта 13 работать с врезанием для уменьшения радиального зазора в лабиринтном уплотнении и, соответственно, уменьшением утечек горячего воздуха из закомпрессорной полости 10 в масляную полость 9. The two-tier stator flange of the labyrinth 2 on the inner surfaces 15 and 16 is made with a soft coating that allows the scallops 17 of the labyrinth 13 to be inserted by cutting to reduce the radial clearance in the labyrinth seal and, accordingly, to reduce the leakage of hot air from the compressor cavity 10 into the oil cavity 9.

Осевой зазор Δ между внутренним фланцем 18 и полотном 19 лабиринта 13 выполнен меньшим, чем осевой зазор δ между внешним фланцем 20 лабиринта 13 и маслоотражательным гребешком 14. The axial clearance Δ between the inner flange 18 and the web 19 of the labyrinth 13 is made smaller than the axial clearance δ between the outer flange 20 of the labyrinth 13 and the oil scallop 14.

Переднее 21 и заднее 22 внутренние кольца подшипника 8 установлены на валу 4 компрессора 1 с натягом в радиальном направлении и зафиксированы в осевом направлении с помощью гайки 23 через промежуточный вал 24. The front 21 and rear 22 inner rings of the bearing 8 are mounted on the shaft 4 of the compressor 1 with an interference fit in the radial direction and axially fixed with a nut 23 through the intermediate shaft 24.

Для слива отработанного масла в опоре 7 шарикоподшипника 8 выполнено множество осевых каналов 25, соединенных на выходе с масляной полостью 26 кожуха 27. To drain the used oil in the support 7 of the ball bearing 8, many axial channels 25 are made, connected at the outlet to the oil cavity 26 of the casing 27.

Работает заявляемое устройство следующим образом. The claimed device operates as follows.

При работе двигателя из-за врезания гребешков 17 лабиринта 13 в мягкое покрытие на поверхности 15 и 16 последнее изнашивается, продукты износа за счет перепада давления воздуха поступают на переднюю поверхность маслоотражательного гребешка 14, откуда под действием центробежных сил отбрасываются на периферию масляной полости 9. Через осевые каналы загрязняющие частицы сбрасываются в масляную полость 26 кожуха вала 27 и далее - на откачку (не показано). Загрязняющие частицы, поступающие в масляную полость 9 вместе с воздухом из разгрузочной полости 10, сепарируются таким же образом. When the engine is running due to the embedding of the scallops 17 of the labyrinth 13 into the soft coating on the surface 15 and 16, the latter wears out, the products of wear due to the difference in air pressure enter the front surface of the oil scallop 14, from where they are discarded to the periphery of the oil cavity 9 by the action of centrifugal forces axial channels polluting particles are discharged into the oil cavity 26 of the shaft casing 27 and then to pumping (not shown). Contaminant particles entering the oil cavity 9 together with air from the discharge cavity 10 are separated in the same way.

При разборке компрессора 1 гайка 23 и промежуточный вал 24 снимаются, а вал 4 выпрессовывается из колец 21, 22 подшипника 8 путем сдвижки вала 4 с дисками 5 вперед. При этом фланец 18 упирается в полотно 19 лабиринта 13, что исключает повреждение кольца 21 радиально-упорного шарикоподшипника 8 и маслоотражательного гребешка 14. When disassembling the compressor 1, the nut 23 and the intermediate shaft 24 are removed, and the shaft 4 is pressed out of the rings 21, 22 of the bearing 8 by moving the shaft 4 with the disks 5 forward. In this case, the flange 18 abuts against the web 19 of the labyrinth 13, which eliminates damage to the ring 21 of the angular contact ball bearing 8 and the oil scallop 14.

Источники информации
1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1981, с.66, рис. 3.10.
Sources of information
1. S. A. Vyunov. Design and engineering of aircraft gas turbine engines. M .: Engineering, 1981, p.66, Fig. 3.10.

2. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1981, с.228, рис. 4.69. 2. S. A. Vyunov. Design and engineering of aircraft gas turbine engines. M .: Engineering, 1981, p. 228, Fig. 4.69.

Claims (1)

Компрессор газотурбинного двигателя с радиально-упорным подшипником качения, уплотнение масляной полости которого выполнено в виде лабиринтного уплотнения с маслоотражательным гребешком, отличающийся тем, что уплотнение выполнено двухъярусным, соотношение наружного диаметра маслоотражательного гребешка и среднего диаметра подшипника составляет 1,01...1,2, а отношение величины осевого зазора между статорным фланцем верхнего яруса лабиринта и маслоотражательным гребешком к величине осевого зазора между статорным фланцем нижнего яруса и полотном внешнего лабиринта составляет 1,01...1,5. A compressor of a gas turbine engine with an angular contact rolling bearing, the oil cavity seal of which is made in the form of a labyrinth seal with an oil scallop, characterized in that the seal is two-tier, the ratio of the outer diameter of the oil scallop and the average diameter of the bearing is 1.01 ... 1.2 and the ratio of the axial clearance between the stator flange of the upper tier of the labyrinth and the oil scallop to the value of the axial clearance between the stator flange of the lower tier and the canvas of the external labyrinth is 1.01 ... 1.5.
RU2001133154/06A 2001-12-06 2001-12-06 Compressor of gas-turbine engine RU2214536C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001133154/06A RU2214536C2 (en) 2001-12-06 2001-12-06 Compressor of gas-turbine engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001133154/06A RU2214536C2 (en) 2001-12-06 2001-12-06 Compressor of gas-turbine engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001133154A RU2001133154A (en) 2003-08-10
RU2214536C2 true RU2214536C2 (en) 2003-10-20

Family

ID=31988553

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001133154/06A RU2214536C2 (en) 2001-12-06 2001-12-06 Compressor of gas-turbine engine

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2214536C2 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ВЬЮНОВ С.А. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1981, с. 228, рис. 4.69. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6406253B2 (en) Turbocharger
US7055827B2 (en) Non-contacting clearance seal for high misalignment applications
EP1806491B1 (en) Squeeze film damper bearing assembly
US7458202B2 (en) Lubrication system for a counter-rotating turbine engine and method of assembling same
US6132168A (en) Balancing a pressure drop across ring seals in gas turbine engines
EP3232011B1 (en) Hydrodynamic carbon face seal pressure booster
EP1577504A1 (en) Bearing seal with backup device
EP1231420A2 (en) Methods and apparatus for reducing seal teeth wear
US20130069313A1 (en) Turbomachine secondary seal assembly
EP2852741B1 (en) Gas turbine engine with debris discourager
US20170342857A1 (en) Turbomachine bearing assembly preloading arrangement
US8561997B2 (en) Adverse pressure gradient seal mechanism
CA2406479C (en) Weep plug
RU2303148C1 (en) Gas-turbine engine intershaft support unit
EP2818769A2 (en) A leaf seal
RU2214536C2 (en) Compressor of gas-turbine engine
CN110878760B (en) Seal assembly for turbomachinery
RU2386831C1 (en) Gas turbine engine elastic damper support
CN111448367A (en) Turbine engine impeller
US10451113B2 (en) Bearing cages for roller bearing assemblies
US10400618B2 (en) Shaft seal crack obviation
CN218407614U (en) Turbojet engine and sealing structure thereof
RU2215886C2 (en) Gas-turbine engine bearing support
EP3851642B1 (en) Combustor to vane sealing assembly and method of forming same
RU2263790C2 (en) Multistage gas power turbine

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

PD4A Correction of name of patent owner