RU2293193C1 - Gas-turbine engine support unit - Google Patents
Gas-turbine engine support unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293193C1 RU2293193C1 RU2005120227/06A RU2005120227A RU2293193C1 RU 2293193 C1 RU2293193 C1 RU 2293193C1 RU 2005120227/06 A RU2005120227/06 A RU 2005120227/06A RU 2005120227 A RU2005120227 A RU 2005120227A RU 2293193 C1 RU2293193 C1 RU 2293193C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- oil
- inner ring
- channel
- support unit
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению, в частности к системам смазки подшипниковых опор газотурбинных двигателей, и может быть использовано для подачи масла в подшипники, например межроторные подшипники высокотемпературных авиационных газотурбинных двигателей.The invention relates to power and transport engineering, in particular to lubrication systems for bearing bearings of gas turbine engines, and can be used to supply oil to bearings, for example, inter-rotor bearings of high-temperature aircraft gas turbine engines.
Широко известны различные устройства для подачи масла к опорам подшипников от общей маслосистемы газотурбинного двигателя (ГТД), содержащие маслоподводящие форсунки струйного типа. Каждая форсунка содержит корпус с форсуночным каналом подвода масла к рабочим органам подшипника, соединенный с масляной магистралью двигателя, причем отверстия форсуночных каналов имеют расчетный размер в соответствии с требованиями и условиями смазки (Штода А.В. и др. «Конструкция авиационных двигателей», изд. ВВИА, 1959 г., с.114-117).Widely known are various devices for supplying oil to bearings of a bearing from a common oil system of a gas turbine engine (GTE) containing oil-injecting nozzles of a jet type. Each nozzle contains a housing with a nozzle channel for supplying oil to the working bodies of the bearing, connected to the oil line of the engine, and the holes of the nozzle channels have a calculated size in accordance with the requirements and conditions of lubrication (Shtoda A.V. et al. “Design of aircraft engines”, ed. VVIA, 1959, p.114-117).
Данные конструкции оправдывают себя для двигателей, работающих в режимах невысоких температур.These designs are justified for engines operating in low temperature modes.
Однако подшипниковые опоры роторов, особенно роторов турбин современных высокотемпературных газотурбинных авиадвигателей подвергаются воздействию температур порядка 300°С из-за подвода к ним тепла от горячих газов работающего двигателя, а после его останова - от нагретых до высокой температуры массивных деталей турбины.However, the bearing supports of rotors, especially turbine rotors of modern high-temperature gas turbine aircraft engines, are exposed to temperatures of the order of 300 ° C due to the supply of heat from the hot gases of the working engine to them, and after its shutdown, from massive to high temperature turbine parts.
Известен узел опоры газотурбинного двигателя, содержащий подшипник с роликом, внутренним кольцом и сепаратором, соединенный каналами подвода масла с валом. В этом решении используется подшипник, содержащий так называемый сепаратор «с крылышками», а также каналы, выполненные во втулке и позволяющие осуществлять подвод масла к подшипнику (патент РФ №2038513, МПК 6: F 04 D 29/04, дата публикации 1995.06.27) - аналог.Known support node for a gas turbine engine, comprising a bearing with a roller, an inner ring and a cage, connected by oil supply channels to the shaft. This solution uses a bearing containing a so-called “with wings” separator, as well as channels made in the sleeve and allowing oil to be supplied to the bearing (RF patent No. 2038513, IPC 6: F 04 D 29/04, publication date 1995.06.27 ) is an analogue.
Недостатком данного решения является: то, что масло не попадает на внутреннее кольцо подшипника, а захватывается «крылышками» сепаратора, выполняющими функцию улавливания масла. Таким образом, смазываются только ролики и внешнее кольцо подшипника, что не обеспечивает эффективную смазку подшипника и отвод тепла.The disadvantage of this solution is that the oil does not fall on the inner ring of the bearing, but is captured by the “wings” of the separator, which perform the function of trapping oil. Thus, only the rollers and the outer bearing ring are lubricated, which does not provide effective bearing lubrication and heat dissipation.
Так же известен узел опоры газотурбинного двигателя, в котором масло на подшипник с роликом, внутренним кольцом и сепаратором подается следующим образом. Через отверстия, выполненные в цапфе носка турбины низкого давления, масло попадает в кольцевые коллекторы и через форсунки подается в подшипник в осевом направлении (патент РФ №2144995, F 02 C 7/06, дата публикации - 2000.01.27) - прототип.A gas turbine engine support assembly is also known in which oil is supplied to a bearing with a roller, an inner ring and a cage as follows. Through the holes made in the pin of the toe of the low-pressure turbine, oil enters the annular manifolds and through the nozzles is fed into the bearing in the axial direction (RF patent No. 2144995, F 02
Недостатком данной конструкции является, то, что масло из форсунок отбрасывается центробежными силами непосредственно на наружное кольцо подшипника, а на внутреннее кольцо подшипника масло попадает в незначительном количестве, недостаточном для обеспечения надежной работы подшипника и двигателя в целом.The disadvantage of this design is that the oil from the nozzles is thrown by centrifugal forces directly to the outer ring of the bearing, and the oil enters the inner ring of the bearing in a small amount, insufficient to ensure reliable operation of the bearing and the engine as a whole.
Техническим результатом, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, является повышение надежности работы подшипника и, следовательно, всего двигателя путем улучшения условий смазки подшипника и его охлаждения и обеспечение повышения ресурса двигателя.The technical result, the achievement of which the claimed invention is directed, is to increase the reliability of the bearing and, consequently, the entire engine by improving the lubrication conditions of the bearing and its cooling and providing increased engine life.
Указанный технический результат достигается тем, что узел опоры газотурбинного двигателя содержит подшипник с роликом, внутренним кольцом и сепаратором, причем узел опоры выполнен с возможностью подвода масла к подшипнику, а во внутреннем кольце подшипника дополнительно выполнен, по меньшей мере, один канал для подвода масла к беговой дорожке внутреннего кольца подшипника, причем для канала выполняется отношение 20°≤α≤90°, где α - угол между осью канала и осью вращения подшипника.The specified technical result is achieved in that the support unit of the gas turbine engine comprises a bearing with a roller, an inner ring and a cage, wherein the support assembly is configured to supply oil to the bearing, and at least one channel for supplying oil to the inner ring of the bearing is additionally made the treadmill of the inner ring of the bearing, and for the channel, the relation 20 ° ≤α≤90 ° is fulfilled, where α is the angle between the axis of the channel and the axis of rotation of the bearing.
Для подшипника узла опоры может выполняться соотношение B/L=1,1-5,0, где В - ширина сепаратора, L - ширина ролика.For the bearing of the support assembly, the ratio B / L = 1.1-5.0 can be fulfilled, where B is the width of the separator, L is the width of the roller.
В узле опор газотурбинного двигателя подвод масла к беговой дорожке внутреннего кольца подшипника может быть осуществлен в выполненные во внутреннем кольце подшипника канавки выхода шлифовального круга.In the node of the supports of the gas turbine engine, oil can be supplied to the treadmill of the inner ring of the bearing in the grooves of the grinding wheel exit made in the inner ring of the bearing.
Заявляемое изобретение характеризуется тем, что для достижения заявляемого технического результата необходимо, чтобы во внутреннем кольце подшипника дополнительно был выполнен, по меньшей мере, один канал для подвода масла к беговой дорожке внутреннего кольца подшипника, причем для канала выполняется отношение 20°≤α≤90°, где α - угол между осью канала и осью вращения подшипника, причем для подшипника может выполняться соотношение B/L=1,1-5,0, где В - ширина сепаратора, L - ширина ролика, а подвод масла к беговой дорожке внутреннего кольца подшипника может быть осуществлен в выполненные во внутреннем кольце подшипника канавки выхода шлифовального круга.The claimed invention is characterized in that in order to achieve the claimed technical result, it is necessary that at least one channel for supplying oil to the treadmill of the inner ring of the bearing is additionally made in the inner ring of the bearing, and the ratio 20 ° ≤α≤90 ° is fulfilled for the channel , where α is the angle between the channel axis and the axis of rotation of the bearing, and for the bearing the ratio B / L = 1.1-5.0 can be fulfilled, where B is the width of the separator, L is the width of the roller, and the oil supply to the treadmill of the inner ring the hem nick can be made in performed in the inner ring of the bearing of the grinding wheel output grooves.
Такое выполнение обусловлено следующим:This implementation is due to the following:
Для обеспечения эффективности смазки подшипника требуется поступление смазки ко всем рабочим поверхностям подшипника, например к ролику подшипника. Внутреннее кольцо подшипника, особенно в случае наличия направляющих бортов находится в зоне масляного «голодания» и для обеспечения ее смазки требуется непосредственный подвод масла на ее рабочую поверхность, что обеспечивается выполнением в ней каналов подвода масла.To ensure the effectiveness of bearing lubrication, the lubricant must be supplied to all working surfaces of the bearing, for example, to the bearing roller. The inner ring of the bearing, especially in the case of guide rails, is located in the zone of oil “starvation” and to ensure its lubrication, a direct supply of oil to its working surface is required, which is ensured by the implementation of oil supply channels in it.
Масло поступает по каналам под действием центробежных сил. Эффективность скорости поступления масла зависит от угла между осью канала и осью вращения подшипника, а следовательно, и двигателя.Oil flows through the channels under the action of centrifugal forces. The effectiveness of the oil flow rate depends on the angle between the axis of the channel and the axis of rotation of the bearing, and therefore the engine.
Выполнение, по меньшей мере, одного из каналов под углом 20°≤α≤90°, где α - угол между осью канала и осью вращения подшипника, позволяет получить заявляемый технический результат, который может быть оптимизирован тем, что подвод масла непосредственно к внутреннему кольцу подшипника может быть осуществлен в выполненные во внутреннем кольце подшипника канавки выхода шлифовального круга.The implementation of at least one of the channels at an angle of 20 ° ≤α≤90 °, where α is the angle between the axis of the channel and the axis of rotation of the bearing, allows to obtain the claimed technical result, which can be optimized by the fact that the oil supply directly to the inner ring the bearing can be implemented in the grooves of the grinding wheel exit made in the inner ring of the bearing.
Для конкретного подшипника выполненные в нем каналы могут иметь как одинаковый диаметр, так и различные диаметры. Это зависит от конструкции узла опоры ГТД, от рекомендуемого расхода масла через подшипник и от количества каналов, выполненных во внутренней обойме подшипника, причем взаимное радиальное угловое расположение каналов с обеих сторон может быть различным, т.е. оси каналов могут быть расположены как в одной, так и в разных плоскостях.For a particular bearing, the channels made in it can have both the same diameter and different diameters. This depends on the design of the GTE support assembly, on the recommended oil flow through the bearing and on the number of channels made in the inner race of the bearing, and the mutual radial angular arrangement of the channels on both sides can be different, i.e. the axis of the channels can be located both in one and in different planes.
Выполнение для подшипника узла опоры соотношения B/L=1,1-5,0, где В - ширина сепаратора, L - ширина ролика, позволяет дополнительно обеспечить компактность конструкции всей масляной магистрали и повысить улавливание и удержание масла в подшипнике.The implementation of the bearing unit of the support of the ratio B / L = 1.1-5.0, where B is the width of the separator, L is the width of the roller, allows you to further ensure the compactness of the design of the entire oil line and increase the capture and retention of oil in the bearing.
При выполнении угла наклона каналов меньше 20° и больше 90° к оси вращения подшипника приведет к уменьшению надежности подшипника из-за увеличения потерь в скорости и дополнительного расхода масла, а также из-за значительного увеличения габаритов и усложнения всего подшипникового узла.When the angle of inclination of the channels is less than 20 ° and more than 90 ° to the axis of rotation of the bearing, it will reduce the reliability of the bearing due to increased losses in speed and additional oil consumption, as well as due to a significant increase in dimensions and complication of the entire bearing assembly.
Для обеспечения более полного улавливания и удержания масла в подшипнике отношение B/L должно быть в пределе от 1,1 до 5,0. Соотношение меньше 1,1 не обеспечит улавливания масла, а при соотношении больше 5,0 масло, не попадая в подшипник, будет вытесняться на слив, что значительно увеличит габариты конструкции и ухудшит прочностные характеристики узла опоры газотурбинного двигателя.To ensure a better capture and retention of oil in the bearing, the B / L ratio should be in the range of 1.1 to 5.0. A ratio of less than 1.1 will not ensure oil recovery, and if the ratio is greater than 5.0, the oil, without falling into the bearing, will be displaced to the drain, which will significantly increase the dimensions of the structure and worsen the strength characteristics of the gas turbine engine support assembly.
Осуществление подвода масла именно через отверстия, выполненные во внутреннем кольце подшипника и выходящие в канавки выхода шлифовального круга, обеспечивает целостность беговой дорожки и направляющих бортов подшипника, что увеличивает ресурс и оптимизирует прочностные характеристики, а следовательно, и надежность работы подшипникового узла.The supply of oil through the holes made in the inner ring of the bearing and extending into the grooves of the exit of the grinding wheel ensures the integrity of the treadmill and the bearing guide rails, which increases the resource and optimizes the strength characteristics, and therefore the reliability of the bearing assembly.
Заявляемое решение иллюстрируется чертежами, представленными на фиг.1 и 2, где на фиг.1 - узел опоры газотурбинного двигателя (ГТД), на фиг.2 - увеличенный вид А фиг.1.The claimed solution is illustrated by the drawings presented in figures 1 and 2, where in figure 1 is a node of the support of a gas turbine engine (GTE), in figure 2 is an enlarged view A of figure 1.
Узел опоры ГТД, например узел опоры турбины ГТД, включает подшипник 1 с роликом 2, внутренним кольцом 3 и сепаратором с «крылышками» 4, канавки 5, 6 и каналы 7 и 8 подвода масла, вал 9 турбины, форсунку 10, масляный коллектор 11, закрепленный на корпусе опоры турбины, и носок турбины 12. Во внутреннем кольце 3 подшипника дополнительно выполнены каналы 13 и 14, служащие для подвода масла к подшипнику 1. Каналы 13 и 14 выполнены во внутреннем кольце 3 подшипника 1 с образованием между их осями и осью вращения подшипника углов 20°-90°, например 45°. Каналы 13 и 14, выполненные во внутреннем кольце подшипника 1, могут быть соединены с каналами вала 7 и 8 или непосредственно (в случае отсутствия цапфы), или через вал 9 и соответственно через каналы 5 и 6, выполненные в вале 9.The GTE support assembly, for example, the GTE turbine support assembly, includes a bearing 1 with a roller 2, an
Каналы 13 и 14 могут быть выполнены таким образом, что они соединяют вал 9 с канавками выхода шлифовального круга (проточками) 15 и 16, выполненными во внутреннем кольце 3 и образующими полости между внутренним кольцом 3 подшипника 1 и роликом 2.The
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Через форсунку 10 масляного коллектора 11, закрепленного на корпусе опоры турбины, масло под давлением от маслонасоса (на чертеже не показан) подается во внутреннюю полость вала 9, где за счет его конструктивного выполнения, например распорного кольца, формируется масляная ванна. Далее за счет центробежных сил, возникающих от вращения вала 9 турбины, например турбины низкого давления, масло попадает через отверстия в вале 9 в пространство, образованное наружной поверхностью вала и внутренней поверхностью носка 12 турбины низкого давления. Далее масло перемещается в радиальные каналы, выполненные в носке 12 турбины низкого давления под внутренним кольцом 13 подшипника 1.Through the nozzle 10 of the oil manifold 11, mounted on the housing of the turbine support, oil is supplied under pressure from the oil pump (not shown in the drawing) into the internal cavity of the shaft 9, where an oil bath is formed due to its structural design, for example, a spacer ring. Further, due to the centrifugal forces arising from the rotation of the shaft 9 of the turbine, for example, a low pressure turbine, oil enters through the openings in the shaft 9 into the space formed by the outer surface of the shaft and the inner surface of the toe 12 of the low pressure turbine. Next, the oil moves into the radial channels made in the toe 12 of the low pressure turbine under the inner ring 13 of the bearing 1.
Далее масло подается во внутреннее кольцо 3 подшипника по каналам 13 и 14, выполненным во внутреннем кольце 3, при этом масло подается под углом к вертикальной оси и попадает на ролик 2 и внутреннее кольцо 3 подшипника, например межроторного подшипника. «Крылышки» сепаратора 4 удерживают масло в подшипнике 1, что повышает эффективность смазки и теплоотдачи.Next, the oil is fed into the
Преимущество данного решения заключается в следующем:The advantage of this solution is as follows:
- масло поступает не только на ролики и внешнее кольцо подшипника, но и в большей степени непосредственно на беговую дорожку внутреннего кольца подшипника, что обеспечивает улучшение смазки по сравнению с прототипом, в котором масло попадает лишь на ролики и внешнее кольцо;- the oil enters not only the rollers and the outer ring of the bearing, but also more directly on the treadmill of the inner ring of the bearing, which provides better lubrication compared to the prototype, in which the oil falls only on the rollers and the outer ring;
- использование сепаратора с крылышками позволяет более полно использовать масло, так как масло более полно улавливается и удерживается в подшипнике;- the use of a separator with wings allows you to more fully use the oil, as the oil is more fully trapped and held in the bearing;
- соответственно обеспечивается и более эффективный отвод тепла от колец подшипника, что повышает надежность и ресурс подшипника в узле и двигателя в целом.- accordingly, a more efficient heat removal from the bearing rings is provided, which increases the reliability and service life of the bearing in the assembly and the engine as a whole.
Как показали сравнительные испытания узла опоры ГТД с заявляемым подшипником с выполненными во внутреннем кольце каналами и подшипника прототипа (патент РФ №2144995).As shown by comparative tests of the support assembly of the gas turbine engine with the inventive bearing with channels made in the inner ring and the bearing of the prototype (RF patent No. 2144995).
Подшипник с 8 каналами (по 4 на сторону) диаметром 1 мм, выполненными под углом 45 градусов к оси вращения подшипника и соотношением B/L=2,5, имеет температуру колец на 10°С ниже, чем у прототипа, и контроль качества рабочих поверхностей заявляемого подшипника и прототипа показал, что подшипник по заявляемому решению имеет меньший износ рабочих поверхностей, что повышает надежность подшипникового узла и ресурс двигателя.The bearing with 8 channels (4 per side) with a diameter of 1 mm, made at an angle of 45 degrees to the axis of rotation of the bearing and the ratio B / L = 2.5, has a ring temperature of 10 ° C lower than that of the prototype, and quality control of workers of the surfaces of the claimed bearing and prototype showed that the bearing according to the claimed solution has less wear on the working surfaces, which increases the reliability of the bearing assembly and engine life.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005120227/06A RU2293193C1 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Gas-turbine engine support unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005120227/06A RU2293193C1 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Gas-turbine engine support unit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2293193C1 true RU2293193C1 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005120227/06A RU2293193C1 (en) | 2005-06-30 | 2005-06-30 | Gas-turbine engine support unit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2293193C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185233U1 (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-27 | Юрий Борисович Назаренко | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT |
RU2729561C1 (en) * | 2019-09-04 | 2020-08-07 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | High-pressure rotor support of gas turbine engine |
RU2730557C1 (en) * | 2019-09-24 | 2020-08-24 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Gas turbine engine rotor support |
RU2805345C1 (en) * | 2022-12-15 | 2023-10-16 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Device for supplying oil to the elastic-damper support of the high-pressure compressor of a gas turbine engine |
-
2005
- 2005-06-30 RU RU2005120227/06A patent/RU2293193C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ШТОДА А.В. и др. Конструкция авиационных двигателей. ВВИА, 1959, с.114-117. * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU185233U1 (en) * | 2018-07-25 | 2018-11-27 | Юрий Борисович Назаренко | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT |
RU2729561C1 (en) * | 2019-09-04 | 2020-08-07 | Публичное акционерное общество "ОДК - Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | High-pressure rotor support of gas turbine engine |
RU2730557C1 (en) * | 2019-09-24 | 2020-08-24 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" | Gas turbine engine rotor support |
RU2805345C1 (en) * | 2022-12-15 | 2023-10-16 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Device for supplying oil to the elastic-damper support of the high-pressure compressor of a gas turbine engine |
RU2812551C1 (en) * | 2023-08-03 | 2024-01-30 | Акционерное общество "Объединенная двигателестроительная корпорация" (АО "ОДК") | Central drive with front support of high pressure compressor of gas turbine engine |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6409464B1 (en) | Methods and apparatus for supplying oil to bearing assemblies | |
US8979383B2 (en) | Dynamically-lubricated bearing and method of dynamically lubricating a bearing | |
US9033581B2 (en) | Dynamically-lubricated bearing and method of dynamically lubricating a bearing | |
CN112424476B (en) | Screw compressor element and machine | |
RU2293193C1 (en) | Gas-turbine engine support unit | |
RU177740U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY | |
US10544834B1 (en) | Bearing for use in high speed application | |
JP2007292117A (en) | Rolling bearing | |
RU2414612C1 (en) | Gas turbine engine rotor support | |
RU55052U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY | |
JP2000192971A (en) | Rolling bearing lubricating device | |
JP2014126083A (en) | Ball bearing unit | |
RU126056U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY | |
US11162535B2 (en) | Bearing for use in high speed application | |
RU2265742C1 (en) | Gas-turbine engine inter-rotor support | |
RU2369760C1 (en) | Gas turbine engine bearing | |
JP2005106108A (en) | Rolling bearing unit | |
JP2002129967A (en) | Rotation supporting device for turbocharger | |
JP2004183781A (en) | Rotation supporting device for turbocharger | |
RU98055U1 (en) | FRICTION BEARING | |
JP2004100890A (en) | Air oil lubricating structure for roller bearing | |
RU185220U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY | |
RU2219359C1 (en) | Support of two-rotor gas-turbine engine | |
RU38864U1 (en) | INTERMEDIATE BEARING ASSEMBLY | |
JP2007192303A (en) | Angular ball bearing for turbocharger |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20170116 |
|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20190419 |