RU2395702C1 - Engine bearing assembly - Google Patents

Engine bearing assembly Download PDF

Info

Publication number
RU2395702C1
RU2395702C1 RU2008143838/06A RU2008143838A RU2395702C1 RU 2395702 C1 RU2395702 C1 RU 2395702C1 RU 2008143838/06 A RU2008143838/06 A RU 2008143838/06A RU 2008143838 A RU2008143838 A RU 2008143838A RU 2395702 C1 RU2395702 C1 RU 2395702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bearing
nozzle
housing
sleeve
shaft
Prior art date
Application number
RU2008143838/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2008143838A (en
Inventor
Вадим Борисович Сергеев (RU)
Вадим Борисович Сергеев
Ирина Владимировна Жорник (RU)
Ирина Владимировна Жорник
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
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 "Научно-производственное объединение "Сатурн" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority to RU2008143838/06A priority Critical patent/RU2395702C1/en
Publication of RU2008143838A publication Critical patent/RU2008143838A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2395702C1 publication Critical patent/RU2395702C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engines and pumps.
SUBSTANCE: bearing assembly of gas turbine engine, primarily, with short engine life, comprises shaft, bearing fitted on the shaft and located in the housing, and nozzle with coolant feed channels communicated with bearing void. Proposed invention differs from known designs in that proposed assembly incorporates swirler arranged on one end face of said sleeve, said end face communicating sleeve inner cavity with low-pressure chamber. Said nozzle represents a ring arranged between bearing housing and second end face of the sleeve with said swirler and rigidly secured to the housing. Channel feeding coolant into nozzle is tangential to its inner surface. Diaphragm with orifice is arranged at the nozzle outlet on the side of bearing. To facilitate centering of nozzle relative to sleeve and bearing, it can be furnished with two skits, one entering the housing and the other embracing the sleeve. Bearing can be secured in the housing by nozzle skirt which is arranged to thrust against the bearing. Besides the bearing can be fitted on the shaft with the help of nut. To increase the rate of coolant feed onto bearing, a circular clearance can be arranged between the skirt located in bearing housing and shaft or nut of it to communicate said nozzle with bearing void. To increase efficiency of cooling, the nozzle can have the channels communicated with lubricant source. For this, nozzle skirt can have cavity communicated with bearing and lubricant source.
EFFECT: reduced coolant and veering assembly temperature, higher reliability.
7 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к двигателестроению, преимущественно к подшипниковым узлам краткоресурсных газотурбинных двигателей.The invention relates to engine building, mainly to bearing assemblies of short-life gas turbine engines.

Известен подшипниковый узел газотурбинного двигателя (описание изобретения к а.с. №1471676, заявлен 17.10.86, опубликован 23.06.91 г.), содержащий подшипник, установленный на валу и расположенный в корпусе, форсунку с каналами подвода охладителя, сообщенную с полостью подшипника. Подшипниковый узел размещен в силовом корпусе двигателя и закрыт кольцевым экраном и торцевыми крышками с уплотнительными элементами.A known bearing assembly of a gas turbine engine (description of the invention to AS No. 1471676, claimed on 17.10.86, published on 23.06.91), comprising a bearing mounted on a shaft and located in the housing, an nozzle with cooler supply channels in communication with the bearing cavity . The bearing assembly is housed in a power housing of the engine and is closed by an annular screen and end caps with sealing elements.

Охлаждающий воздух поступает в полость экрана, в полость торцевых крышек и в полости уплотнительных элементов, а затем - в зону подшипникового узла.Cooling air enters the cavity of the screen, into the cavity of the end caps and into the cavity of the sealing elements, and then into the area of the bearing assembly.

Недостатком такого устройства является то, что охладитель, проходя полость экрана, полости крышек и уплотнительных элементов нагревается и попадает в полость подшипника нагретым, что ухудшает охлаждение подшипника.The disadvantage of this device is that the cooler, passing through the cavity of the screen, the cavity of the covers and sealing elements is heated and gets into the bearing cavity heated, which impairs the cooling of the bearing.

Также известен подшипниковый узел краткоресурсного газотурбинного двигателя (патент США №4968158, кл. МКИ F16C 19/52, опубликован 06.11.90 г.), содержащий вал, подшипник, установленный на валу и расположенный в корпусе, форсунку с каналами подвода охладителя, сообщенную с полостью подшипника.Also known is a bearing assembly of a short-life gas turbine engine (US patent No. 4968158, class MKI F16C 19/52, published November 6, 1990), comprising a shaft, a bearing mounted on the shaft and located in the housing, an nozzle with cooler supply channels in communication with bearing cavity.

В таком устройстве охладитель подается непосредственно через форсунку к подшипнику. Однако охладитель до форсунки проходит через нагретые стоечные узлы, если место отбора охладителя находится на наружном корпусе двигателя, или через нагретые зоны внутри двигателя, если место отбора внутри компрессора, в результате чего охладитель к подшипнику подходит подогретым, что снижает надежность работы подшипника.In such a device, the cooler is supplied directly through the nozzle to the bearing. However, the cooler to the nozzle passes through heated rack units if the cooler is located on the outer casing of the engine, or through heated areas inside the engine if the cooler is inside the compressor, as a result of which the cooler fits the bearing warm, which reduces the reliability of the bearing.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в снижении температуры охладителя и, как следствие, снижение температуры и увеличение надежности подшипникового узла двигателя.The technical result, the claimed technical solution is aimed at, is to reduce the temperature of the cooler and, as a result, lower the temperature and increase the reliability of the engine bearing assembly.

Указанный технический результат достигается тем, что подшипниковый узел газотурбинного двигателя, преимущественно краткоресурсного, содержит вал, подшипник, установленный на валу и расположенный в корпусе, и форсунку с каналами подвода охладителя, сообщенную с полостью подшипника.The specified technical result is achieved in that the bearing assembly of a gas turbine engine, mainly of short duration, contains a shaft, a bearing mounted on the shaft and located in the housing, and an nozzle with cooler supply channels in communication with the bearing cavity.

Новым в техническом решении является то, что узел снабжен втулкой с развихрителем, расположенным на одном из ее торцов, через который внутренняя полость втулки сообщена с полостью низкого давления. Форсунка выполнена в виде кольца, установленного между корпусом подшипника и вторым торцом втулки с развихрителем, и соединена с корпусом неподвижно. Канал подвода охладителя в форсунку выполнен тангенциальным к ее внутренней поверхности. На выходе из форсунки со стороны подшипника установлена диафрагма с отверстием.New in the technical solution is that the unit is equipped with a sleeve with a swirl located at one of its ends, through which the internal cavity of the sleeve is in communication with the low-pressure cavity. The nozzle is made in the form of a ring mounted between the bearing housing and the second end of the sleeve with a swirl, and is fixed to the housing. The channel for supplying the cooler to the nozzle is made tangential to its inner surface. At the outlet of the nozzle, a diaphragm with a hole is installed on the side of the bearing.

Для удобства центрирования форсунки относительно втулки и подшипника она может быть снабжена двумя юбками, одна из которых входит в корпус подшипника, а другая охватывает втулку.For the convenience of centering the nozzle relative to the sleeve and the bearing, it can be equipped with two skirts, one of which enters the bearing housing, and the other covers the sleeve.

Подшипник может быть закреплен в корпусе с помощью юбки форсунки, которая расположена с упором в подшипник. Подшипник также может быть закреплен на валу с помощью гайки.The bearing can be fixed in the housing using the nozzle skirt, which is located with emphasis in the bearing. The bearing can also be mounted on the shaft with a nut.

Для увеличения скорости натекания охладителя на подшипник между юбкой, расположенной в корпусе подшипника, и валом или гайкой на валу может быть образована кольцевая щель, сообщающая форсунку с полостью подшипникаTo increase the flow rate of the cooler on the bearing, an annular gap can be formed between the skirt located in the bearing housing and the shaft or nut on the shaft, which communicates the nozzle with the bearing cavity

Для большей эффективности охлаждения в форсунке могут быть выполнены каналы, сообщенные с источником смазочного средства, для чего в юбке форсунки, расположенной в корпусе подшипника, выполнена полость, сообщенная с подшипником и с источником смазки.For greater cooling efficiency, channels connected to the lubricant source can be made in the nozzle; for this purpose, a cavity communicating with the bearing and the lubricant source is made in the nozzle skirt located in the bearing housing.

На прилагаемых чертежах изображен предлагаемый подшипниковый узел двигателя:The accompanying drawings show the proposed bearing unit of the engine:

фиг.1 - общий вид;figure 1 is a General view;

фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;figure 2 - section aa in figure 1;

фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1;figure 3 is a section bB in figure 1;

фиг.4, 5, 6, 7 - варианты выполнения подшипникового узла.4, 5, 6, 7 - embodiments of the bearing assembly.

Подшипниковый узел (фиг.1) краткоресурсного газотурбинного двигателя, содержит вал 1, подшипник 2, установленный на валу 1 и расположенный в корпусе 3, форсунку 4 с каналами 5 подвода охладителя, сообщенную с полостью подшипника 2.The bearing assembly (Fig. 1) of a short-life gas turbine engine comprises a shaft 1, a bearing 2 mounted on the shaft 1 and located in the housing 3, an nozzle 4 with channels 5 for supplying a cooler in communication with the cavity of the bearing 2.

Узел снабжен втулкой 6 с развихрителем 7, расположенным на одном из торцов втулки 6, через который внутренняя полость втулки 6 сообщена с полостью низкого давления (на чертеже не показано). Для сообщения развихрителя 7 (фиг.2) с полостью низкого давления он снабжен отверстиями 8, выполненными на его торце. Для наибольшего эффекта отверстия 8 расположены на максимальном удалении от центра развихрителя 7.The node is equipped with a sleeve 6 with a swirl 7 located on one of the ends of the sleeve 6, through which the internal cavity of the sleeve 6 is in communication with the low-pressure cavity (not shown). To communicate the reamer 7 (figure 2) with a low-pressure cavity, it is equipped with holes 8 made at its end. For the greatest effect, the holes 8 are located at a maximum distance from the center of the reamer 7.

Форсунка 4 выполнена в виде кольца (фиг.3), один торец которого контактирует с корпусом 3 (фиг.1) подшипника 2, а другой - со свободным торцом втулки 6. Втулка 6 может быть выполнена конической или цилиндрической. Канал 5 подвода охладителя (фиг.3) в форсунку 4 выполнен тангенциальным к внутренней поверхности 10 форсунки 4. На выходе из форсунки 4 (фиг.1) со стороны подшипника 2 установлена диафрагма 11 с отверстием 12.The nozzle 4 is made in the form of a ring (figure 3), one end of which is in contact with the housing 3 (figure 1) of the bearing 2, and the other with the free end of the sleeve 6. The sleeve 6 can be made conical or cylindrical. The channel 5 for supplying the cooler (Fig. 3) to the nozzle 4 is made tangential to the inner surface 10 of the nozzle 4. At the outlet of the nozzle 4 (Fig. 1), a diaphragm 11 with a hole 12 is installed on the side of the bearing 2.

Форсунка 4 (фиг.1) снабжена двумя юбками 13 и 14. Юбка 13 входит в корпус 3 подшипника, а юбка 14 охватывает втулку 6, что позволяет надежно центрировать форсунку 4 относительно корпуса 3 подшипника 2 и втулки 6.The nozzle 4 (Fig. 1) is equipped with two skirts 13 and 14. The skirt 13 is included in the bearing housing 3, and the skirt 14 covers the sleeve 6, which makes it possible to reliably center the nozzle 4 relative to the housing 3 of the bearing 2 and the sleeve 6.

Для осуществления центрирования (на чертежах не показано) также можно на форсунке 4, корпусе 3 и втулке 6 выполнить фланцы и соединить их резьбовыми элементами.For centering (not shown in the drawings), it is also possible to make flanges on the nozzle 4, the housing 3 and the sleeve 6 and connect them with threaded elements.

В юбке 13 (фиг.4) выполнена полость 15, а в форсунке 4 выполнены каналы 16, сообщающие полость 15 с источником распыленного смазочного средства (на чертеже не показано). Полость 15 через отверстия 17 также сообщена с полостью подшипника 2 (фиг.6).A cavity 15 is made in the skirt 13 (Fig. 4), and channels 16 are made in the nozzle 4, communicating the cavity 15 with a source of sprayed lubricant (not shown in the drawing). The cavity 15 through the holes 17 is also in communication with the cavity of the bearing 2 (Fig.6).

Подшипник 2 может быть закреплен на валу 1 (фиг.1, 4, 5) с помощью гайки 18 или в корпусе 3 с помощью юбки 13, установленной с упором в подшипник 2.The bearing 2 can be mounted on the shaft 1 (Figs. 1, 4, 5) with the help of a nut 18 or in the housing 3 with the help of a skirt 13 installed with an emphasis in the bearing 2.

В случае закрепления подшипника на валу 1 (фиг.5) юбка 13 со стороны подшипника 2 расположена над гайкой 18, образуя между собой и гайкой 18 кольцевую щель 19, сообщающую форсунку 4 с полостью подшипника 2. Щель 19 может быть образована между юбкой 13 и самим валом 1 (фиг.6, 7), в зависимости от способа закрепления подшипника 2.In the case of fixing the bearing on the shaft 1 (Fig. 5), the skirt 13 from the side of the bearing 2 is located above the nut 18, forming an annular gap 19 between itself and the nut 18, which communicates the nozzle 4 with the bearing cavity 2. The gap 19 can be formed between the skirt 13 and the shaft 1 itself (Fig.6, 7), depending on the method of mounting the bearing 2.

Охладитель поступает по тангенциальному каналу 5 в кольцевую камеру форсунки 4, в результате чего в ней формируется закрученное течение охладителя. Из отверстия 12 диафрагмы 11 (фиг.1) истекает в результате эффекта Ранка часть закрученного охлажденного потока в полость подшипника 2. Температура подшипника 2 снижается, что ведет к увеличению надежности работы подшипникового узла.The cooler enters through the tangential channel 5 into the annular chamber of the nozzle 4, as a result of which a swirling flow of the cooler is formed in it. As a result of the Rank effect, a portion of the swirling cooled flow into the bearing cavity 2 flows out of the hole 12 of the diaphragm 11 (FIG. 1), the temperature of the bearing 2 decreases, which leads to an increase in the reliability of the operation of the bearing assembly.

Другая часть закрученного (подогретого) потока движется в полости втулки 6 к развихрителю 7 и через отверстия 8 вытекает в полость низкого давления.Another part of the swirling (heated) flow moves in the cavity of the sleeve 6 to the swirl 7 and through the holes 8 flows into the low-pressure cavity.

Для увеличения надежности подшипникового узла краткоресурсного двигателя на подшипник 2 через каналы 16 (фиг.4) в форсунке 4 через полость 15 и отверстия 17 осуществляется подача распыленного смазочного средства.To increase the reliability of the bearing unit of the short-life engine, the bearing 2 through the channels 16 (Fig. 4) in the nozzle 4 through the cavity 15 and the holes 17 is sprayed lubricant.

Увеличение скорости натекания охладителя на подшипник 2 осуществляется за счет прохождения охладителя через кольцевую щель 19 между юбкой 13 и гайкой 18 или валом 1 (фиг.6, 7). В результате этого увеличивается теплоотдача от подшипника 2 к охладителю и, кроме того, выполнение кольцевой щели 19 на различном расстоянии от оси вращения подшипника позволяет направить охладитель на его наиболее нагретые места (внутреннюю обойму, сепаратор подшипника).The increase in the flow rate of the cooler on the bearing 2 is due to the passage of the cooler through the annular gap 19 between the skirt 13 and the nut 18 or shaft 1 (6, 7). As a result of this, the heat transfer from the bearing 2 to the cooler is increased and, in addition, the execution of the annular gap 19 at different distances from the axis of rotation of the bearing allows the cooler to be directed to its most heated places (inner cage, bearing cage).

Т.о. предлагаемое устройство позволяет эффективно охлаждать подшипниковый узел независимо от места отбора охладителя.T.O. the proposed device allows you to effectively cool the bearing assembly, regardless of the place of selection of the cooler.

Claims (7)

1. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя, преимущественно краткоресурсного, содержащий вал, подшипник, установленный на валу и расположенный в корпусе, форсунку с каналами подвода охладителя, сообщенную с полостью подшипника, отличающийся тем, что узел снабжен втулкой с развихрителем, расположенным на одном из ее торцов, через который внутренняя полость втулки сообщена с полостью низкого давления, при этом форсунка выполнена в виде кольца, установленного между корпусом подшипника и вторым торцом втулки с развихрителем и соединена с корпусом неподвижно, канал подвода охладителя в форсунку выполнен тангенциальным к ее внутренней поверхности, при этом на выходе из форсунки со стороны подшипника установлена диафрагма с отверстием.1. The bearing assembly of a gas turbine engine, mainly short-life, comprising a shaft, a bearing mounted on the shaft and located in the housing, an nozzle with cooler supply channels in communication with the bearing cavity, characterized in that the assembly is equipped with a bushing with a rotator located at one of its ends through which the inner cavity of the sleeve is in communication with the cavity of low pressure, while the nozzle is made in the form of a ring mounted between the bearing housing and the second end of the sleeve with a swirl and connected with the housing motionless, the channel for supplying the cooler to the nozzle is tangential to its inner surface, while a diaphragm with a hole is installed at the outlet of the nozzle from the side of the bearing. 2. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что форсунка снабжена юбками, расположенными на ее торцах, при этом одна из юбок входит в корпус подшипника, а другая охватывает втулку.2. The bearing assembly of a gas turbine engine according to claim 1, characterized in that the nozzle is equipped with skirts located at its ends, while one of the skirts enters the bearing housing, and the other covers the sleeve. 3. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя по п.2, отличающийся тем, что подшипник закреплен в корпусе с помощью юбки форсунки, которая установлена с упором в подшипник.3. The bearing assembly of a gas turbine engine according to claim 2, characterized in that the bearing is fixed in the housing using the nozzle skirt, which is installed with emphasis in the bearing. 4. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя по п.3, отличающийся тем, что между юбкой и валом образована кольцевая щель, сообщающая форсунку с полостью подшипника.4. The bearing assembly of a gas turbine engine according to claim 3, characterized in that an annular gap is formed between the skirt and the shaft, which communicates the nozzle with the bearing cavity. 5. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя по п.1 или 2, отличающийся тем, что подшипник закреплен на валу с помощью гайки.5. The bearing assembly of a gas turbine engine according to claim 1 or 2, characterized in that the bearing is mounted on the shaft with a nut. 6. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя по п.5, отличающийся тем, что между гайкой и юбкой форсунки, расположенной в корпусе подшипника, образована кольцевая щель, сообщающая форсунку с полостью подшипника.6. The bearing assembly of a gas turbine engine according to claim 5, characterized in that between the nut and the skirt of the nozzle located in the bearing housing, an annular gap is formed that communicates with the nozzle of the bearing cavity. 7. Подшипниковый узел газотурбинного двигателя по п.2 или 3, отличающийся тем, что в юбке форсунки, расположенной в корпусе подшипника, выполнена полость, сообщенная с подшипником и с источником смазочного средства. 7. The bearing assembly of a gas turbine engine according to claim 2 or 3, characterized in that in the nozzle skirt located in the bearing housing there is a cavity in communication with the bearing and with the lubricant source.
RU2008143838/06A 2008-11-05 2008-11-05 Engine bearing assembly RU2395702C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143838/06A RU2395702C1 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Engine bearing assembly

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008143838/06A RU2395702C1 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Engine bearing assembly

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2008143838A RU2008143838A (en) 2010-05-10
RU2395702C1 true RU2395702C1 (en) 2010-07-27

Family

ID=42673537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008143838/06A RU2395702C1 (en) 2008-11-05 2008-11-05 Engine bearing assembly

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2395702C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469195C1 (en) * 2011-07-26 2012-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Rotary machine support

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112049924B (en) * 2020-09-07 2022-09-02 中国航发贵阳发动机设计研究所 Reuse lubricating oil lubricating structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469195C1 (en) * 2011-07-26 2012-12-10 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" Rotary machine support

Also Published As

Publication number Publication date
RU2008143838A (en) 2010-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4811317B2 (en) Turbocharger
US8079802B2 (en) Gas turbine
KR102068390B1 (en) Supercharger and method for cooling electric motor
EP1574676A2 (en) Turbine machine
US20040213662A1 (en) Diesel engine water pump with improved water seal
KR20120125405A (en) An exhaust gas turbine and an exhaust gas turbocharger comprising the turbine
US6918746B2 (en) Diesel engine water pump with thrust bearing preload
WO2013170593A1 (en) Cooling system for internal combustion engine piston
RU2395702C1 (en) Engine bearing assembly
CN106402163A (en) Porous array lubricating device for high-speed rolling bearing
CN104153886A (en) Bearing ring oil supply device
KR101931048B1 (en) Impeller back surface cooling structure and supercharger
US9376929B2 (en) Turbine generator
CN102812297A (en) Turbomachine combustion chamber having a centrifugal compressor with no deflector
FI123940B (en) Cylinder cap assembly with valve cooling and – lubrication
US10167735B2 (en) Bearing housing oil spray groove
JP2008223673A (en) Turbocharger
US6929449B2 (en) Diesel engine water pump with improved oil control
CN218976480U (en) Water cooling and fixing structure of vibrating mirror motor
RU177740U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY
US20030082050A1 (en) Device for sealing turbomachines
CN110798022A (en) Cooling device
JPH02104908A (en) Cooling device for valve seat ring arranged into cylinder head for internal combustion engine
RU2414612C1 (en) Gas turbine engine rotor support
CN112039263A (en) Stator winding end cooling structure and motor