RU2342548C1 - Inter-rotor support of gas turbine motor - Google Patents
Inter-rotor support of gas turbine motor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2342548C1 RU2342548C1 RU2007123945/06A RU2007123945A RU2342548C1 RU 2342548 C1 RU2342548 C1 RU 2342548C1 RU 2007123945/06 A RU2007123945/06 A RU 2007123945/06A RU 2007123945 A RU2007123945 A RU 2007123945A RU 2342548 C1 RU2342548 C1 RU 2342548C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- rotor
- cavity
- gas turbine
- pivot
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям, в частности к опорам двухроторных газотурбинных двигателей, и может быть использовано в авиадвигателестроении и других областях техники, где используют газотурбинные двигатели.The invention relates to gas turbine engines, in particular to the supports of two-rotor gas turbine engines, and can be used in aircraft engine building and other technical fields where gas turbine engines are used.
Известна межроторная опора газотурбинного двигателя, содержащая ротор высокого давления с цапфой и ротор низкого давления с цапфой, имеющей отверстия для подвода масла, и установленный между роторами подшипник с внутренним и наружным кольцами, при этом наружное кольцо подшипника зафиксировано в цапфе ротора высокого давления при помощи фиксирующей гайки, а внутреннее кольцо подшипника зафиксировано на цапфе ротора низкого давления, при этом вал и цапфа ротора низкого давления соединены при помощи шлицевого соединения друг с другом с образованием между ними полости для подвода масла, сообщенной с отверстиями цапфы (см. Патент RU на полезную модель №40652, кл. F02C 7/06, опубл. 20.09.2004).A well-known inter-rotor support of a gas turbine engine, comprising a high-pressure rotor with a journal and a low-pressure rotor with a journal having openings for supplying oil, and a bearing with inner and outer rings mounted between the rotors, the outer ring of the bearing being fixed in the journal of the high-pressure rotor by means of a locking nuts, and the inner ring of the bearing is fixed on the journal of the low pressure rotor, while the shaft and journal of the low pressure rotor are connected by means of a spline connection to each other with the formation between them of a cavity for supplying oil, connected with the holes of the pin (see RU patent for utility model No. 40652, CL F02C 7/06, publ. September 20, 2004).
Недостаток известной опоры - низкая надежность подшипника из-за отрицательного влияния шлиц, расположенных под внутренним кольцом подшипника; недостаточная смазка при запуске, когда ротор низкого давления не вращается или вращается слабо, вследствие чего центробежная сила мала, и форсунки, расположенные вдоль оси двигателя, не подают достаточное количество масла на подшипник. Наружное кольцо подшипника затянуто фиксирующей гайкой, и поэтому лишено возможности прокручиваться в цапфе ротора высокого давления в случае подклинки роликов, что приводит к повреждению (выкрашиванию) беговой дорожки кольца.A disadvantage of the known bearings is the low reliability of the bearing due to the negative influence of the slots located under the inner ring of the bearing; insufficient lubrication at start-up when the low-pressure rotor does not rotate or rotates weakly, as a result of which the centrifugal force is small, and nozzles located along the axis of the engine do not supply a sufficient amount of oil to the bearing. The outer ring of the bearing is tightened with a fixing nut, and therefore it is not possible to scroll in the trunnion of the high-pressure rotor in case of rollers jamming, which leads to damage (chipping) of the ring treadmill.
Технический результат предложенного изобретения - повышение надежности работы двигателя путем обеспечения надежной работы подшипника.The technical result of the proposed invention is to increase the reliability of the engine by ensuring reliable operation of the bearing.
Указанный технический результат достигается тем, что в межроторной опоре газотурбинного двигателя, содержащей вал, ротор высокого давления с цапфой, ротор низкого давления с цапфой, имеющей отверстия для подвода масла, и подшипник с наружным и внутренним кольцами, первое из которых зафиксировано в цапфе ротора высокого давления, и сепаратором, при этом цапфа ротора низкого давления и вал соединены при помощи шлицевого соединения друг с другом с образованием между ними полости для подвода масла, сообщенной с отверстиями цапфы, согласно изобретению при выполнении подшипника с сепаратором, ширина которого больше ширины ролика подшипника, на цапфе ротора низкого давления расположена втулка с отверстиями для подвода масла и внутреннее кольцо подшипника установлено на втулке, причем втулка расположена относительно цапфы с образованием полости, сообщенной через отверстия во втулке с щелевыми коллекторами, образованными с торцов внутреннего кольца подшипника, при этом в полости размещена перегородка, а наружное кольцо подшипника расположено с зазором относительно фиксирующего элемента.The specified technical result is achieved by the fact that in the inter-rotor support of a gas turbine engine containing a shaft, a high pressure rotor with a pin, a low pressure rotor with a pin having holes for supplying oil, and a bearing with outer and inner rings, the first of which is fixed in the pin of the high rotor pressure, and a separator, while the pin of the low-pressure rotor and the shaft are connected by means of a spline connection to each other with the formation of a cavity for supplying oil between them, in communication with the holes of the pin, according to when a bearing with a separator, the width of which is greater than the width of the bearing roller, is obtained, a sleeve with holes for supplying oil is located on the journal of the low pressure rotor and the inner ring of the bearing is mounted on the sleeve, the sleeve being located relative to the journal with the formation of a cavity communicated through holes in the sleeve with slotted holes collectors formed from the ends of the inner ring of the bearing, while in the cavity a partition is placed, and the outer ring of the bearing is located with a clearance relatively fixed common element.
Подшипники с сепаратором, ширина которого больше ширины ролика подшипника, известны так называемые подшипники «с крылышками» или подшипники с уширенным сепаратором (см., например, патент RU №2293193, кл. F02C 7/06, опубл. 10.02.2007).Bearings with a cage, the width of which is greater than the width of the bearing roller, the so-called bearings with wings or bearings with a widened cage are known (see, for example, patent RU No. 2293193, class F02C 7/06, publ. 10.02.2007).
Для обеспечения гарантированного попадания масла в подшипник при запуске и на малых оборотах используют (устанавливают) щелевые коллекторы. Щелевые коллекторы подают масло радиально непосредственно под «крылышки» сепаратора подшипника.To ensure guaranteed oil getting into the bearing at start-up and at low speeds, slotted collectors are used (installed). Slotted collectors supply oil radially directly under the “wings” of the bearing cage.
Установка внутреннего кольца подшипника на втулку с полостью, заполняемой при работе маслом, позволяет исключить вредное влияние шлиц на геометрию внутреннего кольца.The installation of the inner ring of the bearing on the sleeve with a cavity filled during operation with oil eliminates the harmful effect of the splines on the geometry of the inner ring.
Перегородка в полости между цапфой и втулкой позволяет разделить поток масла в необходимой пропорции, например 2:1. Т.е. количество масла, поступающего в отверстия во втулке, расположенные за перегородкой (по ходу потока масла), в два раза больше количества масла, поступающего в отверстия, расположенные до перегородки. Это необходимо для выравнивания температуры на кольцах подшипника.The partition in the cavity between the pin and the sleeve allows you to split the oil flow in the required proportion, for example 2: 1. Those. the amount of oil entering the holes in the sleeve located behind the baffle (in the direction of the oil flow) is two times greater than the amount of oil entering the holes located before the baffle. This is necessary to equalize the temperature on the bearing rings.
Наружное кольцо подшипника установлено в цапфе ротора высокого давления с зазором относительно фиксирующего элемента, что позволяет обеспечить возможность проворачивания наружного кольца в цапфе ротора в случае подклинки роликов подшипника и, как следствие, избежать повреждения (выкрашивания) беговой дорожки кольца. Величина зазора может быть 0,02+0,01.The outer ring of the bearing is mounted in the trunnion of the high-pressure rotor with a gap relative to the locking element, which makes it possible to rotate the outer ring in the trunnion of the rotor in case of bearing roller pinching and, as a result, to avoid damage (chipping) of the ring treadmill. The gap can be 0.02 + 0.01 .
Преимущество предложенного решения заключается еще в том, что при ремонте и в случае необходимой замены подшипника на подшипник с более высокими габаритными размерами обеспечение надежной работы подшипника достигается без изменения габаритных размеров элементов ротора.The advantage of the proposed solution lies in the fact that during repair and in case of necessary replacement of the bearing with a bearing with higher overall dimensions, reliable operation of the bearing is achieved without changing the overall dimensions of the rotor elements.
На фиг.1 изображен продольный разрез межроторной опоры;Figure 1 shows a longitudinal section of the inter-rotor bearings;
на фиг.2 - узел I фиг.1 в увеличенном масштабе.figure 2 - node I of figure 1 on an enlarged scale.
Межроторная опора, например турбины авиационного газотурбинного двигателя, содержит вал 1, подшипник 2 с наружным кольцом 3 и внутренним кольцом 4 и сепаратором 5 с «крылышками». Ротор высокого давления выполнен с цапфой 6, а ротор низкого давления выполнен с цапфой 7. Цапфа 7 ротора низкого давления соединена с валом 1 при помощи шлицевого соединения с образованием между ними полости 8 для подвода масла. В цапфе 7 ротора низкого давления выполнены отверстия 9, 10 подвода масла, сообщенные с полостью 8. На цапфе 7 установлена втулка 11. Во втулке 11 выполнены отверстия 12, 13. Втулка 11 расположена относительно цапфы 7 ротора низкого давления с образованием полости 14. В полости 14 расположена перегородка 15 с зазором δ, равным, например, δ=0,03-0,05 мм. Перегородка 15 делит полость 14 на две части, в одну из которых масло поступает из полости 8, по одному ряду радиальных отверстий 9, а в другую часть полости по двум рядам радиальных отверстий 10. Перегородка 15 препятствует перетеканию масла из одной части полости 14 в другую часть полости 14, и одновременно при наличии зазора 5, не передает на посадочное место под внутреннее кольцо 4 подшипника 2 вредное влияние (деформацию) от работы шлиц шлицевого соединения. Перегородка 15 позволяет распределять масло по отверстиям 9 и 10 в необходимой пропорции, например, 1:2, т.е. количество масла, поступающего в щелевой коллектор 16, в два раза больше количества масла, поступающего в щелевой коллектор 17. Втулка 11 имеет посадочное место, в котором установлено внутреннее кольцо 4 подшипника 2. Внутреннее кольцо 4 фиксируется на втулке 11 при помощи втулки 18. Втулка 18 расположена относительно левого торца внутреннего кольца 4 с образованием щелевого коллектора 16. Щелевой коллектор 17 образован кольцом 19 и правым (первым по ходу потока масла) торцом внутреннего кольца 4. Щелевые коллекторы 16 и 17 подают масло под действием центробежных сил непосредственно под «крылышки» сепаратора 5. Вал 1 имеет отверстия 20. Масло через неподвижную форсунку 21 подается насосом в полость 22. Наружное кольцо 3 подшипника 2 расположено с зазором δ1, например, равным δ1=0,02+0,01 мм относительно фиксирующей гайки 23. Фиксирующая гайка 22 фиксирует наружное кольцо 3 подшипника 2 на роторе высокого давления.The inter-rotor support, for example, turbines of an aircraft gas turbine engine, comprises a shaft 1, a bearing 2 with an outer ring 3 and an inner ring 4, and a separator 5 with “wings”. The high pressure rotor is made with a pin 6, and the low pressure rotor is made with a pin 7. The pin 7 of the low pressure rotor is connected to the shaft 1 by means of a spline connection with the formation of a cavity 8 for supplying oil between them. In the pin 7 of the low pressure rotor, the holes 9, 10 for supplying oil connected to the cavity 8 are made. The pin 11 is mounted on the pin 7. The holes 11 are made in the sleeve 11. The sleeve 11 is located relative to the pin 7 of the low pressure rotor to form a cavity 14. B cavity 14 is a partition 15 with a gap δ equal to, for example, δ = 0.03-0.05 mm. The partition 15 divides the cavity 14 into two parts, one of which receives oil from the cavity 8, one row of radial holes 9, and the other part of the cavity along two rows of radial holes 10. The partition 15 prevents the flow of oil from one part of the cavity 14 to another part of the cavity 14, and at the same time in the presence of a gap 5, does not transmit to the seat under the inner ring 4 of the bearing 2 the harmful effect (deformation) from the operation of the splined joint. The partition 15 allows you to distribute the oil through the holes 9 and 10 in the required proportion, for example, 1: 2, i.e. the amount of oil entering the slotted manifold 16 is two times the amount of oil entering the slotted collector 17. The sleeve 11 has a seat in which the inner ring 4 of the bearing 2 is installed. The inner ring 4 is fixed to the sleeve 11 with the sleeve 18. The sleeve 18 is located relative to the left end of the inner ring 4 with the formation of the slotted collector 16. The slotted collector 17 is formed by the ring 19 and the right (first along the oil flow) end of the inner ring 4. The slotted collectors 16 and 17 supply oil under the influence of prices of tractive forces directly under the “wings” of the separator 5. Shaft 1 has holes 20. Oil is pumped through the stationary nozzle 21 into the cavity 22. The outer ring 3 of the bearing 2 is located with a gap δ 1 , for example, equal to δ 1 = 0.02 +0, 01 mm relative to the fixing nut 23. The fixing nut 22 fixes the outer ring 3 of the bearing 2 to the high pressure rotor.
Работа узла осуществляется следующим образом.The operation of the node is as follows.
В начальный момент при запуске двигателя начинает вращаться ротор высокого давления, а вместе с ним нагнетающий насос, подающий масло через неподвижную форсунку 21 в полость 22. В этот момент вращается цапфа 6 ротора высокого давления с наружным кольцом 3 подшипника 2. Масло из масляной полости 22 самотеком по отверстиям 20 поступает в полость 8. Из полости 8 масло по отверстиям 9 и 10 в пропорции 2:1 поступает в полость 14, откуда по отверстиям 12 и 13 и через щелевые коллекторы 17 и 16 поступает под «крылышки» сепаратора 5, смазывая ролики и вращающееся наружное кольцо 3 подшипника 2. По мере раскрутки ротора низкого давления, т.е. при вращении цапфы 7, количество масла, поступающего на подшипник, все время увеличивается и достигает максимума на оборотах 30% от максимального, сохраняя необходимую пропорцию подачи масла на правый (первый по ходу потока масла) и левый торцы подшипника 2.At the initial moment, when the engine starts, the high-pressure rotor begins to rotate, and with it the injection pump, which supplies oil through the stationary nozzle 21 to the cavity 22. At this moment, the pin 6 of the high-pressure rotor with the outer ring 3 of the bearing 2 rotates. Oil from the oil cavity 22 by gravity through holes 20 enters cavity 8. From cavity 8, oil through holes 9 and 10 in a 2: 1 ratio enters cavity 14, from where it passes through holes 12 and 13 and through slotted collectors 17 and 16 under the “wings” of separator 5, lubricating rollers and rotating on uzhnoe ring 3 of the bearing 2. As the promotion of the low-pressure rotor, i.e. when the pin 7 is rotated, the amount of oil entering the bearing increases all the time and reaches a maximum at 30% of maximum speed, while maintaining the necessary proportion of oil supply to the right (first along the oil flow) and left ends of the bearing 2.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123945/06A RU2342548C1 (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Inter-rotor support of gas turbine motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007123945/06A RU2342548C1 (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Inter-rotor support of gas turbine motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2342548C1 true RU2342548C1 (en) | 2008-12-27 |
Family
ID=40376890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007123945/06A RU2342548C1 (en) | 2007-06-27 | 2007-06-27 | Inter-rotor support of gas turbine motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2342548C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450140C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Two-rotor gas turbine engine bearing |
| CN103321753A (en) * | 2013-07-04 | 2013-09-25 | 中国航空动力机械研究所 | Force-bearing cavity structure of gas turbine main bearing |
| CN104153886A (en) * | 2014-07-03 | 2014-11-19 | 中国航空动力机械研究所 | Bearing ring oil supply device |
| RU222823U1 (en) * | 2023-12-06 | 2024-01-18 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Inter-rotor support of a gas turbine engine |
-
2007
- 2007-06-27 RU RU2007123945/06A patent/RU2342548C1/en active
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2450140C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Two-rotor gas turbine engine bearing |
| CN103321753A (en) * | 2013-07-04 | 2013-09-25 | 中国航空动力机械研究所 | Force-bearing cavity structure of gas turbine main bearing |
| CN104153886A (en) * | 2014-07-03 | 2014-11-19 | 中国航空动力机械研究所 | Bearing ring oil supply device |
| CN104153886B (en) * | 2014-07-03 | 2016-02-17 | 中国航空动力机械研究所 | Bearer ring oil supplying device |
| RU222823U1 (en) * | 2023-12-06 | 2024-01-18 | Публичное Акционерное Общество "Одк-Сатурн" | Inter-rotor support of a gas turbine engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4841222B2 (en) | Reverse rotating turbine engine and method of assembling it | |
| CA2516752C (en) | Counter-rotating turbine engine and method of assembling same | |
| US7513103B2 (en) | Gas turbine engine assembly and methods of assembling same | |
| US7694505B2 (en) | Gas turbine engine assembly and method of assembling same | |
| US9021778B2 (en) | Differential gear system with carrier drive | |
| US7493754B2 (en) | Gas turbine engine assembly and methods of assembling same | |
| US7603844B2 (en) | Gas turbine engine assembly and methods of assembling same | |
| US7490461B2 (en) | Gas turbine engine assembly and methods of assembling same | |
| US7526913B2 (en) | Gas turbine engine assembly and methods of assembling same | |
| JP4693551B2 (en) | Counter-rotating turbine engine and method of assembling the same | |
| US8899916B2 (en) | Torque frame and asymmetric journal bearing for fan drive gear system | |
| US10066506B2 (en) | Reduced misalignment gear system | |
| US10196926B2 (en) | Lubricating a rotating component during forward and/or reverse rotation | |
| US20070084186A1 (en) | Gas turbine engine assembly and methods of assembling same | |
| US20170159798A1 (en) | Gear driven gas turbine engine assembly | |
| EP3171055B1 (en) | Near zero velocity lubrication system for a turbine engine | |
| JP6218234B2 (en) | Gas turbine engine bearing lubrication structure | |
| RU2342548C1 (en) | Inter-rotor support of gas turbine motor | |
| EP3578780B1 (en) | Dual direction windmill pump for geared turbofan engines | |
| RU2310088C2 (en) | Device for connecting shafts of turbine and compressor of gas-turbine engine | |
| RU2657105C2 (en) | Trunnion for high-pressure turbin and turbojet engine including such trunnion | |
| KR101116031B1 (en) | Turbojet engine | |
| CN115698470A (en) | Structure for an aircraft turbine engine with improved lubrication comprising a shaft rotatably connected by splines to a follower member |
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: 20190731 |