RU2312997C2 - Front support of low-pressure turbine of two-shaft gas-turbine engine - Google Patents
Front support of low-pressure turbine of two-shaft gas-turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2312997C2 RU2312997C2 RU2004122469/06A RU2004122469A RU2312997C2 RU 2312997 C2 RU2312997 C2 RU 2312997C2 RU 2004122469/06 A RU2004122469/06 A RU 2004122469/06A RU 2004122469 A RU2004122469 A RU 2004122469A RU 2312997 C2 RU2312997 C2 RU 2312997C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- low
- oil
- shaft
- pressure turbine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к размещению опор для вращающихся с большой частотой вращения роторов турбомашин, а также для смазки и охлаждения подшипников и самих опор, и может использоваться в наиболее напряженных опорах.The invention relates to gas turbine engines for aviation and ground applications, namely, the placement of supports for turbomachines rotors rotating with a high speed of rotation, as well as for the lubrication and cooling of bearings and bearings themselves, and can be used in the most stressed bearings.
Известен газотурбинный двигатель с межвальным подшипником, масло на смазку которого подается под маслоуловительные козырьки, через прорези в маслоуловительном кольце и далее через отверстия наружного кольца подшипника (1).A gas turbine engine with an inter-shaft bearing is known, the oil for lubrication of which is supplied under the oil catch visors, through slots in the oil catch ring and then through the holes of the outer bearing ring (1).
Недостатком такой конструкции является затрудненная подача масла, обусловленная центростремительным его протоком, что приводит к повышенному расходу масла, к барботажу и повышенному тепловыделению в масляной полости.The disadvantage of this design is the difficulty in supplying oil, due to its centripetal flow, which leads to increased oil consumption, to bubbling and increased heat generation in the oil cavity.
Известен газотурбинный двухконтурный двигатель с межвальным подшипником, установленным между роторами низкого и высокого давлений, наружное кольцо с бортами - на роторе высокого давления, внутреннее кольцо - на роторе низкого давления. На валу ротора низкого давления имеется маслоподводящее отверстие и вращающаяся форсунка для подачи масла с одной стороны подшипника (2).A gas turbine bypass engine with an inter-shaft bearing installed between the low and high pressure rotors is known, the outer ring with the sides on the high pressure rotor, the inner ring on the low pressure rotor. On the shaft of the low pressure rotor there is an oil supply hole and a rotating nozzle for supplying oil on one side of the bearing (2).
К недостаткам такой опоры следует отнести неравномерную подачу масла только с одной стороны подшипника и затрудненное охлаждение всего подшипника из-за отклонения струи масла из вращающегося форсуночного отверстия в радиальном направлении от действия центробежных сил. Струя масла из вращающегося форсуночного отверстия уже при частоте вращения ротора 500...900 об/мин на выходе отклоняется почти на 90° от направления оси жиклера и только часть может попасть на наружное кольцо и сепаратор. При дальнейшем повышении частоты вращения ротора происходит отрыв масла и его полное распыление. Такая подача масла в подшипник из вращающейся форсунки является причиной недостаточного охлаждения подшипника, приводит к повышению градиента температур между кольцами, к выборке радиального зазора и заклиниванию. К таким дефектам приводит и подача масла на подшипник с одной стороны, так как при такой подаче происходит неравномерное охлаждение подшипника в осевом направлении.The disadvantages of such a support include the uneven supply of oil from only one side of the bearing and the difficult cooling of the entire bearing due to the deviation of the oil stream from the rotating nozzle hole in the radial direction from the action of centrifugal forces. An oil stream from a rotating nozzle opening already at a rotor speed of 500 ... 900 rpm at the outlet deviates by almost 90 ° from the direction of the nozzle axis and only a part can enter the outer ring and the separator. With a further increase in the rotor speed, the oil breaks off and is completely sprayed. Such a supply of oil to the bearing from a rotating nozzle causes insufficient cooling of the bearing, leads to an increase in the temperature gradient between the rings, to the selection of the radial clearance and jamming. The oil supply to the bearing also leads to such defects on the one hand, since with this supply, the bearing is unevenly cooled in the axial direction.
Борты на наружном кольце препятствуют сбросу масла и продуктов износа, которые оказывают дополнительное гидравлическое сопротивление на комплект роликов и сепаратор и тем самым ведут к проскальзыванию роликов относительно наружного кольца и к дальнейшему разрушению подшипника.The sides on the outer ring prevent the discharge of oil and wear products, which provide additional hydraulic resistance to the set of rollers and the separator and thereby lead to slippage of the rollers relative to the outer ring and to further destruction of the bearing.
Известен узел межвальной опоры газотурбинного двигателя с подшипником, установленным между роторами низкого и высокого давлений, внутреннее кольцо с бортами установлено через промежуточную втулку на валу ротора низкого давления, гладкое наружное кольцо - на роторе высокого давления. Подача масла осуществляется через маслоподводящие каналы в роторе низкого давления, через проточки и отверстия на втулке и далее по радиальным каналам под крылышки сепаратора (3).Known inter-shaft support of a gas turbine engine with a bearing mounted between the rotors of low and high pressure, the inner ring with the sides installed through the intermediate sleeve on the shaft of the low pressure rotor, a smooth outer ring on the high pressure rotor. Oil is supplied through the oil-supplying channels in the low-pressure rotor, through the grooves and openings on the sleeve, and then through the radial channels under the wings of the separator (3).
К недостаткам такой опоры следует отнести расположение колец подшипника на вращающихся роторах, что приводит к проскальзыванию тел качения и нарушению работы подшипника, впрыск масла под крылышки приводит к неустойчивой работе сепаратора из-за неравномерной подачи масла с двух сторон, обусловленной проходными сечениями каналов. Часть масла, отражаясь от крылышек, не используется для смазки и охлаждения подшипника. Внутреннее кольцо подшипника установлено на валу ротора низкого давления через промежуточную втулку и затянуто гайкой через пакет деталей, что вызывает дополнительные биения, затяжка наружного кольца через пакет деталей также вызывает дополнительные биения. Указанные факторы в целом ухудшают работу подшипника.The disadvantages of this support include the location of the bearing rings on the rotating rotors, which leads to slipping of the rolling elements and disruption of the bearing, oil injection under the wings leads to unstable operation of the separator due to the uneven supply of oil from two sides, due to the passage sections of the channels. Part of the oil, reflected from the wings, is not used to lubricate and cool the bearing. The inner ring of the bearing is mounted on the shaft of the low pressure rotor through the intermediate sleeve and tightened with a nut through the package of parts, which causes additional run-outs, tightening the outer ring through the package of parts also causes additional run-out. These factors generally degrade bearing performance.
Наиболее близка по конструкции к заявленному решению передняя опора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя, содержащая роликоподшипник, одно кольцо которого со стороны роликов снабжено боковыми бортами, при этом внутреннее кольцо закреплено на валу ротора низкого давления, а наружное кольцо установлено в узле центральной конической передачи (4).The front support of the low-pressure turbine of a twin-shaft gas turbine engine, containing a roller bearing, one ring of which is provided with side sides on the rollers side, is closest in design to the claimed solution, while the inner ring is mounted on the shaft of the low-pressure rotor and the outer ring is installed in the central bevel gear assembly ( four).
К недостаткам такой опоры следует отнести расположение колец подшипника на вращающихся роторах, что приводит к проскальзыванию тел качения и нарушению работы подшипника, затрудненную и одностороннюю подачу масла на смазку и охлаждение подшипника, которая приводит к осевым градиентам температур на кольцах. Негативное влияние на работу межвального подшипника оказывает люфт шарикоподшипника вала центральной конической передачи и передаваемые динамические возмущения от шестерни центральной конической передачи. Борта на наружном кольце препятствуют сбросу масла и продуктов износа, которые также приводят к проскальзыванию тел качения и к дальнейшему разрушению подшипника. При монтаже возможен контакт тел качения с деталями на валу, что приводит к их повреждению.The disadvantages of such a support include the location of the bearing rings on the rotating rotors, which leads to slipping of the rolling elements and disruption of the bearing, difficult and unilateral supply of oil for lubrication and cooling of the bearing, which leads to axial temperature gradients on the rings. A negative effect on the operation of the inter-shaft bearing is exerted by the play of the ball bearing of the shaft of the central bevel gear and the transmitted dynamic disturbances from the gear of the central bevel gear. The beads on the outer ring prevent the discharge of oil and wear products, which also lead to slipping of the rolling elements and to further destruction of the bearing. During installation, contact of the rolling elements with parts on the shaft is possible, which leads to damage.
Задача изобретения - обеспечить работоспособность передней опоры турбины низкого давления, создать оптимальную подачу масла для его смазки и охлаждения подшипника. При этом мы переносим подшипник из вращающегося узла центральной конической передачи.The objective of the invention is to ensure the operability of the front support of the low pressure turbine, to create the optimal oil supply for its lubrication and cooling of the bearing. In doing so, we transfer the bearing from the rotating assembly of the central bevel gear.
Указанная задача достигается тем, что передняя опора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя, содержащая роликоподшипник, одно кольцо которого со стороны роликов снабжено боковыми бортами, при этом внутреннее кольцо закреплено на валу ротора низкого давления, а наружное кольцо установлено в узле центральной конической передачи, и установка наружного кольца подшипника в узле центральной конической передачи выполнена на его статоре, внутреннее кольцо снабжено бортами, на внутреннем диаметре вала турбины низкого давления образована полость, соединенная двумя рядами маслоподводящих отверстий с кольцевыми канавками на наружном диаметре вала турбины низкого давления, которые в свою очередь соединены со сквозными маслоподводящими отверстиями во внутреннем кольце подшипника, выполненными под углом 40...50° к продольной оси.This task is achieved in that the front support of the low-pressure turbine of a twin-shaft gas turbine engine containing a roller bearing, one ring of which is provided with side sides on the side of the rollers, the inner ring being fixed to the shaft of the low-pressure rotor, and the outer ring mounted in a central bevel gear assembly, and the outer ring of the bearing in the central bevel gear assembly is mounted on its stator, the inner ring is provided with sides, on the inner diameter of the low turbine shaft a pressure cavity is formed, connected by two rows of oil supply holes with annular grooves on the outer diameter of the low pressure turbine shaft, which in turn are connected to through oil supply holes in the bearing inner ring, made at an angle of 40 ... 50 ° to the longitudinal axis.
Новым является то, что установка наружного кольца подшипника в узле центральной конической передачи выполнена на его статоре, внутреннее кольцо снабжено бортами, на внутреннем диаметре вала турбины низкого давления образована полость, соединенная двумя рядами маслоподводящих отверстий с кольцевьми канавками на наружном диаметре вала турбины низкого давления, которые в свою очередь соединены со сквозными маслоподводящими отверстиями во внутреннем кольце подшипника, выполненными под углом 40...50° к продольной оси.What is new is that the outer ring of the bearing in the central bevel gear assembly is mounted on its stator, the inner ring is provided with beads, a cavity is formed on the inner diameter of the low-pressure turbine shaft, connected by two rows of oil-supplying holes with ring grooves on the outer diameter of the low-pressure turbine shaft, which, in turn, are connected with through oil-supplying holes in the inner ring of the bearing, made at an angle of 40 ... 50 ° to the longitudinal axis.
Конструкция межвальной опоры, предложенной в данном изобретении, позволяет центрировать сепаратор подшипника по чистой и точно обработанной поверхности беговой дорожки наружного кольца, равномерно с двух сторон подавать масло на беговую дорожку.The design of the inter-shaft support proposed in this invention allows you to center the bearing cage on the clean and precisely machined surface of the treadmill of the outer ring, to evenly apply oil to the treadmill from both sides.
Установив наружное кольцо подшипника в узле центральной конической передачи на его статоре, мы устранили влияние люфта шарикоподшипника вала шестерни центральной конической передачи и влияние динамического возмущения от ее работы.By installing the outer ring of the bearing in the central bevel gear assembly on its stator, we eliminated the influence of the play of the ball bearing of the pinion shaft of the central bevel gear and the influence of dynamic perturbation from its operation.
Выполнение бортов на внутреннем кольце подшипника обеспечит улучшение условий смазки и циркуляции масла, уменьшает барботаж масла в масляной полости, поскольку масло в масляную полость подается одной форсункой, а также снижает температурный режим подшипника.The implementation of the flanges on the inner ring of the bearing will provide improved lubrication and oil circulation conditions, reduces the bubbling of oil in the oil cavity, since the oil is supplied to the oil cavity by a single nozzle, and also reduces the temperature condition of the bearing.
При монтаже отсутствует контакт тел качения с деталями на валу, что устраняет вероятность их повреждения.During installation, there is no contact of the rolling elements with parts on the shaft, which eliminates the likelihood of damage.
Закрепление наружного кольца в статоре компрессора предотвращает изменение направления вращения тел качения во время переходных режимов работы двигателя, что предотвращает дефект «проскальзывания».The fastening of the outer ring in the compressor stator prevents the direction of rotation of the rolling elements from changing during transient engine operation, which prevents a “slippage” defect.
Полость на внутреннем диаметре вала турбины низкого давления с кольцевыми канавками на наружном диаметре вала турбины решает задачу равномерного подвода масла и устраняет осевой градиент температур внутреннего кольца подшипника.The cavity on the inner diameter of the shaft of the low pressure turbine with annular grooves on the outer diameter of the shaft of the turbine solves the problem of uniform oil supply and eliminates the axial temperature gradient of the inner ring of the bearing.
Сквозные маслоподводящие отверстия во внутреннем кольце подшипника под углом 40...50° дает возможность подавать масло к телам качения, не нарушая посадочной поверхности внутреннего кольца подшипника.Through oil supply holes in the inner ring of the bearing at an angle of 40 ... 50 ° makes it possible to supply oil to the rolling elements without disturbing the seating surface of the inner ring of the bearing.
Новая схема подачи масла позволяет улучшить смазку и охлаждение подшипника.A new oil supply circuit improves bearing lubrication and cooling.
На чертеже показан продольный разрез опоры.The drawing shows a longitudinal section of a support.
Передняя опора турбины низкого давления двухвального газотурбинного двигателя содержит роликоподшипник 1, внутреннее кольцо 2 которого со стороны роликов снабжено бортами 3; внутреннее кольцо 2 закреплено на валу 4 ротора низкого давления, наружное кольцо 5 установлено в узле 6 центральной конической передачи на статоре 7; внутреннее кольцо 2 с бортами 3 установлено на валу 4 турбины низкого давления, на внутреннем диаметре его образована полость 8, которая двумя рядами маслоподводящих отверстий 9 соединена с кольцевыми канавками 10, которые выполнены на наружном диаметре вала 4 турбины низкого давления; кольцевые канавки 10 соединены со сквозными маслоподводящими отверстиями 11 во внутреннем кольце 2 подшипника 1.The front support of the low pressure turbine of a twin-shaft gas turbine engine comprises a roller bearing 1, the inner ring 2 of which is provided with sides 3 on the side of the rollers; the inner ring 2 is mounted on the shaft 4 of the low pressure rotor, the outer ring 5 is installed in the node 6 of the central bevel gear on the stator 7; an inner ring 2 with sides 3 is mounted on the shaft 4 of the low-pressure turbine, a cavity 8 is formed on its inner diameter, which is connected by two rows of oil-supplying holes 9 to the annular grooves 10, which are made on the outer diameter of the shaft 4 of the low-pressure turbine; the annular grooves 10 are connected with through oil-supplying holes 11 in the inner ring 2 of the bearing 1.
При работе двигателя масло из форсунки 12 поступает в полость 8 на внутреннем диаметре вала 4. Из полости 8 под действием центробежных сил масло поступает по отверстиям 9 в канавки 10 и отверстия 11 во внутреннем кольце 2 на охлаждение и смазку подшипника 1.When the engine is running, oil from the nozzle 12 enters the cavity 8 on the inner diameter of the shaft 4. From the cavity 8, under the action of centrifugal forces, the oil enters through the holes 9 into the grooves 10 and the holes 11 in the inner ring 2 for cooling and lubrication of the bearing 1.
Источники информацииInformation sources
1. С.А.Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. М.: Машиностроение, 1989, стр.207, рис.4.54.1. S. A. Vyunov. Design and engineering of aircraft gas turbine engines. M .: Engineering, 1989, p. 207, Fig. 4.54.
2. Патент РФ №2211345, кл. F02C 7/06.2. RF patent No. 2211345, class. F02C 7/06.
3. Патент РФ №2038513, кл. F04D 29/04.3. RF patent No. 2038513, cl. F04D 29/04.
4. В.Г.Нестеренко, А.М.Любатуров. Атлас схемно-конструктивных решений узлов ВРД. Издание МАИ, 1991 г., стр.28, рис.15г. - прототип.4. V.G. Nesterenko, A.M. Lyubaturov. Atlas of schematic design solutions for the WFD nodes. MAI publication, 1991, p. 28, fig. 15g. - prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004122469/06A RU2312997C2 (en) | 2004-07-23 | 2004-07-23 | Front support of low-pressure turbine of two-shaft gas-turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004122469/06A RU2312997C2 (en) | 2004-07-23 | 2004-07-23 | Front support of low-pressure turbine of two-shaft gas-turbine engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004122469A RU2004122469A (en) | 2006-01-20 |
| RU2312997C2 true RU2312997C2 (en) | 2007-12-20 |
Family
ID=35872982
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004122469/06A RU2312997C2 (en) | 2004-07-23 | 2004-07-23 | Front support of low-pressure turbine of two-shaft gas-turbine engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2312997C2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482303C1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Front support of lp turbine rotor of two-shaft gas turbine engine |
| RU2561368C1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-08-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Российская федерация Республика Башкортостан | Front support of lp turbine rotor of two-shaft gas turbine engine |
| RU2609887C2 (en) * | 2014-04-11 | 2017-02-06 | Виктор Александрович Лукин | Gas turbine engine inter-rotor support |
-
2004
- 2004-07-23 RU RU2004122469/06A patent/RU2312997C2/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| НЕСТЕРЕНКО В.Г. и др. Атлас схемно-конструктивных решений узлов ВРД. МАИ, 1991, с.28, рис.15г. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2482303C1 (en) * | 2011-12-22 | 2013-05-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Front support of lp turbine rotor of two-shaft gas turbine engine |
| RU2609887C2 (en) * | 2014-04-11 | 2017-02-06 | Виктор Александрович Лукин | Gas turbine engine inter-rotor support |
| RU2561368C1 (en) * | 2014-09-01 | 2015-08-27 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" Российская федерация Республика Башкортостан | Front support of lp turbine rotor of two-shaft gas turbine engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004122469A (en) | 2006-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2516752C (en) | Counter-rotating turbine engine and method of assembling same | |
| US6409464B1 (en) | Methods and apparatus for supplying oil to bearing assemblies | |
| US10174635B2 (en) | Rolling element bearing configured with a gutter and one or more fluid passages | |
| US8668432B2 (en) | Bearing arrangement having a double-row roller bearing, turbocharger and method for feeding a lubricant to the rows of rolling bodies of a double-row roller bearing | |
| US7665897B2 (en) | Squeeze film damper using low pressure oil | |
| US20090294216A1 (en) | Systems for supplying oil from an oil source to a bearing assembly | |
| US20140119887A1 (en) | Fluid-cooled seal arrangement for a gas turbine engine | |
| US8066472B2 (en) | Method and apparatus for fan shaft bearing lubrication | |
| US20080152477A1 (en) | Bearing assembly and method of assembling the same | |
| JP2017150484A (en) | Core differential bearing with centering spring and squeeze film damper | |
| WO2010062209A1 (en) | Oil cooled runner | |
| US9599161B2 (en) | Rolling element bearing configured with a channel | |
| JP2014530333A (en) | Dynamic lubrication bearing and dynamic lubrication method of bearing | |
| CN106402163A (en) | Porous array lubricating device for high-speed rolling bearing | |
| CN114555927A (en) | Turbomachine fan assembly comprising a roller bearing and a double row ball bearing in oblique contact | |
| US7118321B2 (en) | Air cooled bearing | |
| RU177740U1 (en) | GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY | |
| RU2312997C2 (en) | Front support of low-pressure turbine of two-shaft gas-turbine engine | |
| RU2265742C1 (en) | Gas-turbine engine inter-rotor support | |
| RU2414612C1 (en) | Gas turbine engine rotor support | |
| CA3047959A1 (en) | Inner ring for a bearing and method for proportioning lubricant to a bearing | |
| JP6079058B2 (en) | Rolling bearing device for turbocharger | |
| US11162535B2 (en) | Bearing for use in high speed application | |
| RU2450140C1 (en) | Two-rotor gas turbine engine bearing | |
| RU2535801C1 (en) | Turbomachine rotor support |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130926 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |