RU2551692C2 - Rotary machine support (versions) - Google Patents
Rotary machine support (versions) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2551692C2 RU2551692C2 RU2013122548/11A RU2013122548A RU2551692C2 RU 2551692 C2 RU2551692 C2 RU 2551692C2 RU 2013122548/11 A RU2013122548/11 A RU 2013122548/11A RU 2013122548 A RU2013122548 A RU 2013122548A RU 2551692 C2 RU2551692 C2 RU 2551692C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bearing
- ring
- rotor
- metal
- race
- Prior art date
Links
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Sliding-Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемая группа изобретений относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в конструкциях опор газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения с керамическим подшипником.The proposed group of inventions relates to gas turbine engine building and may find application in the construction of the supports of gas turbine engines for aircraft and ground applications with a ceramic bearing.
Известно техническое решение, представляющее собой опору роторной машины, содержащую керамический подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в металлическом корпусе, а внутреннее кольцо на металлическом роторе (US 2008/0101735 А1, дата публикации 01.05.2008).A technical solution is known, which is a support for a rotary machine containing a ceramic rolling bearing, the outer ring of which is installed in a metal housing, and the inner ring on a metal rotor (US 2008/0101735 A1, publication date 01.05.2008).
Данное техническое решение принято в качестве прототипа.This technical solution was made as a prototype.
Вышеприведенному техническому решению присущи следующие недостатки:The above technical solution has the following disadvantages:
Для сохранения центрирующей посадки наружного керамического кольца подшипника в корпусе металлического статора создается искусственный натяг в холодном состоянии, уменьшение которого происходит в процессе повышения температуры опоры при работе из-за разности коэффициентов термического расширения керамических и металлических материалов. Поэтому монтаж наружного кольца подшипника возможен только при разогретом корпусе статора. Это затрудняет демонтаж подшипника, что негативно сказывается на эксплуатации опоры при переборках и дефектации. Внутреннее кольцо обжимается двумя распорками, которые свинчиваются по резьбе. При этом усилие затяжки должно обеспечивать наличие упругой деформации торцов распорок при обжатии керамического внутреннего кольца подшипника. Это необходимо для удержания внутреннего кольца при повышении температуры, что негативно влияет на резьбовое соединение. Однако такая фиксация внутреннего кольца подшипника не обеспечивает стабильной посадки на валу.To maintain the centering fit of the outer ceramic bearing ring, an artificial tightness is created in the metal stator housing in the cold state, which decreases during the process of increasing the support temperature during operation due to the difference in the thermal expansion coefficients of ceramic and metal materials. Therefore, the installation of the outer ring of the bearing is possible only with a heated stator housing. This complicates the dismantling of the bearing, which negatively affects the operation of the support during bulkheads and faults. The inner ring is crimped by two spacers that are screwed on the thread. In this case, the tightening force should ensure the presence of elastic deformation of the ends of the spacers during compression of the ceramic inner ring of the bearing. This is necessary to maintain the inner ring when the temperature rises, which negatively affects the threaded connection. However, such a fixation of the inner ring of the bearing does not provide a stable fit on the shaft.
Задачей предлагаемых изобретений является создание опоры роторной машины, в которой устранены вышеизложенные недостатки.The objective of the invention is the creation of the support of a rotary machine, which eliminated the above disadvantages.
Техническим результатом, достигаемым заявленными изобретениями, является обеспечение работоспособности керамического подшипника в опоре за счет сохранения посадок наружного и внутреннего колец подшипника в корпусе и на валу в широком температурном диапазоне в процессе работы.The technical result achieved by the claimed inventions is to ensure the operability of the ceramic bearing in the support by maintaining the fit of the outer and inner rings of the bearing in the housing and on the shaft in a wide temperature range during operation.
Для решения поставленной задачи с достижением заявляемого технического результата в известной опоре роторной машины, содержащей керамический подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в металлическом корпусе, а внутреннее кольцо на металлическом роторе, согласно первому варианту исполнения, наружная посадочная поверхность наружного кольца подшипника и ответная посадочная поверхность металлического корпуса выполнены коническими, причем со стороны торца наружное кольцо подшипника дополнительно снабжено кольцевым элементом с торцевым фланцем, выполненными с упомянутым наружным кольцом подшипника за одно целое, при этом со стороны торца металлический корпус дополнительно снабжен кольцевым элементом с торцевым фланцем, выполненными с металлическим корпусом за одно целое, причем торцевые фланцы наружного кольца подшипника и металлического корпуса механически соединены друг с другом.To solve the problem with the achievement of the claimed technical result in the known support of a rotary machine containing a ceramic rolling bearing, the outer ring of which is installed in a metal housing, and the inner ring on a metal rotor, according to the first embodiment, the outer seating surface of the outer bearing ring and the reciprocal landing surface the metal housing is made conical, and from the end side the outer ring of the bearing is additionally equipped with an annular ele entom with an end flange made with the said outer ring of the bearing in one piece, while on the side of the end the metal housing is additionally equipped with an annular element with an end flange made with a metal case in one piece, and the end flanges of the outer ring of the bearing and the metal housing are mechanically connected to each other with a friend.
Такое крепление наружного керамического кольца подшипника позволяет сохранить требуемую посадку в металлическом корпусе. При увеличении температуры будет образовываться зазор между металлическим корпусом и керамическим наружным кольцом в радиальном направлении, из-за того, что коэффициент термического расширения (КТР) металлического корпуса в несколько раз выше КТР керамического материала. Так как наружное кольцо подшипника торцем механически связано с торцом корпуса через кольцевые элементы, коническая посадочная поверхность наружного кольца подшипника будет смещаться в осевом направлении относительно конической посадочной поверхности корпуса, восстанавливая требуемую величину посадки, т.е. снижая зазор. Интенсивность этого смещения зависит как от радиальных размеров кольца, так и от размера кольцевого элемента.Such fastening of the outer ceramic bearing ring allows you to save the desired fit in a metal housing. With increasing temperature, a gap will be formed between the metal casing and the ceramic outer ring in the radial direction, due to the thermal expansion coefficient (CTE) of the metal casing being several times higher than the CTE of the ceramic material. Since the outer ring of the bearing is mechanically connected with the end of the housing through the ring elements, the conical seating surface of the outer ring of the bearing will move axially relative to the conical seating surface of the housing, restoring the required fit, i.e. reducing clearance. The intensity of this displacement depends on both the radial dimensions of the ring and the size of the ring element.
Предпочтительно соединять торцевые фланцы наружного кольца подшипника и металлического корпуса друг с другом посредством болтового соединения.It is preferable to connect the end flanges of the outer ring of the bearing and the metal housing to each other by means of a bolted connection.
Такое механическое соединение наиболее технологично по сборке.Such a mechanical connection is the most technologically advanced in assembly.
Предпочтительно между фланцами наружного кольца подшипника и металлического корпуса установить регулировочное кольцо.It is preferable to install an adjusting ring between the flanges of the outer ring of the bearing and the metal housing.
Регулировочное кольцо необходимо для задания требуемой величины посадки по коническим поверхностям.An adjusting ring is necessary to set the required fit on tapered surfaces.
Для решения поставленной задачи с достижением заявляемого технического результата в известной опоре роторной машины, содержащей керамический подшипник качения, наружное кольцо которого установлено в металлическом корпусе, а внутреннее кольцо на металлическом роторе, согласно второму варианту исполнения, внутренняя посадочная поверхность внутреннего кольца подшипника и ответная посадочная поверхность металлического ротора выполнены коническими, причем со стороны торца внутреннее кольцо подшипника дополнительно снабжено кольцевым элементом с торцевым фланцем, выполненными с внутренним кольцом подшипника за одно целое, при этом со стороны торца металлический ротор дополнительно снабжен кольцевым элементом с торцевым фланцем, выполненными с металлическим ротором за одно целое, причем фланцы внутреннего кольца подшипника и металлического корпуса механически соединены друг с другом.To solve the problem with the achievement of the claimed technical result in the known support of a rotary machine containing a ceramic rolling bearing, the outer ring of which is installed in a metal housing, and the inner ring on a metal rotor, according to the second embodiment, the inner seating surface of the inner bearing ring and the reciprocal landing surface the metal rotor is made conical, and from the end side the inner ring of the bearing is additionally provided with ring m element with an end flange, made with the inner ring of the bearing in one piece, while on the end side the metal rotor is additionally equipped with a ring element with an end flange made with a metal rotor in one piece, and the flanges of the inner ring of the bearing and the metal housing are mechanically connected to each other friend.
Такое крепление внутреннего керамического кольца подшипника позволяет сохранить требуемую посадку на металлическом роторе. При увеличении температуры будет образовываться натяг между металлическим ротором и керамическим внутренним кольцом в радиальном направлении, из-за того, что коэффициент термического расширения (КТР) металлического ротора в несколько раз выше КТР керамического материала. Так как внутреннее кольцо подшипника торцом механически связано с торцом ротора через кольцевые элементы, коническая посадочная поверхность внутреннего кольца подшипника будет смещаться в осевом направлении относительно конической посадочной поверхности ротора, восстанавливая требуемую величину посадки, т.е. снижая натяг. Интенсивность этого смещения зависит как от радиальных размеров кольца, так и от размера кольцевого элемента.Such fastening of the inner ceramic ring of the bearing allows you to save the desired fit on the metal rotor. With increasing temperature, an interference will be formed between the metal rotor and the ceramic inner ring in the radial direction, due to the fact that the thermal expansion coefficient (KTR) of the metal rotor is several times higher than the KTR of the ceramic material. Since the inner ring of the bearing is mechanically connected with the end of the rotor through the ring elements, the conical seating surface of the inner ring of the bearing will move axially relative to the conical seating surface of the rotor, restoring the required fit, i.e. reducing interference. The intensity of this displacement depends on both the radial dimensions of the ring and the size of the ring element.
Предпочтительно соединять торцевые фланцы внутреннего кольца подшипника и металлического ротора друг с другом посредством болтового соединения.It is preferable to connect the end flanges of the inner ring of the bearing and the metal rotor to each other by means of a bolted connection.
Такое механическое соединение наиболее технологично по сборке.Such a mechanical connection is the most technologically advanced in assembly.
Предпочтительно между фланцами наружного кольца подшипника и металлического ротора установить регулировочное кольцо.It is preferable to install an adjusting ring between the flanges of the outer ring of the bearing and the metal rotor.
Регулировочное кольцо необходимо для задания требуемой величины посадки по коническим поверхностям.An adjusting ring is necessary to set the required fit on tapered surfaces.
Следует отметить, что возможно выполнение предложенной опоры роторной машины, совмещающей оба вышеприведенных варианта.It should be noted that it is possible to perform the proposed support of the rotary machine, combining both of the above options.
Предложенное техническое решение поясняется графически, где на фигуре 1 представлена опора роторной машины, в которой реализованы оба варианта исполнения.The proposed technical solution is illustrated graphically, where figure 1 shows the support of a rotary machine, in which both versions are implemented.
Опора роторной машины содержит керамический подшипник качения 1, наружное кольцо 2 которого установлено в металлическом корпусе 3, а внутреннее кольцо 4 - на металлическом роторе 5. Наружная посадочная поверхность 6 наружного кольца подшипника и ответная посадочная поверхность 7 металлического корпуса выполнены коническими, причем со стороны торца наружное кольцо подшипника дополнительно снабжено кольцевым элементом 8 с торцевым фланцем 9, выполненными с упомянутым наружным кольцом подшипника за одно целое. При этом со стороны торца металлический корпус дополнительно снабжен кольцевым элементом 10 с торцевым фланцем 11, выполненными с металлическим корпусом за одно целое. Причем торцевые фланцы наружного кольца подшипника и металлического корпуса механически соединены друг с другом посредством болтового соединения 12. Также между фланцами наружного кольца и металлического корпуса установлено регулировочное кольцо 13.The support of the rotor machine contains a ceramic rolling bearing 1, the outer ring 2 of which is installed in the metal housing 3, and the inner ring 4 is on the metal rotor 5. The outer seating surface 6 of the outer bearing ring and the mating seating surface 7 of the metal housing are conical, and from the end side the outer ring of the bearing is additionally provided with an annular element 8 with an end flange 9, made with the said outer ring of the bearing in one piece. Moreover, on the side of the end, the metal case is additionally equipped with an annular element 10 with an end flange 11, made with the metal case in one piece. Moreover, the end flanges of the outer ring of the bearing and the metal housing are mechanically connected to each other by means of a bolt connection 12. Also, an adjusting ring 13 is installed between the flanges of the outer ring and the metal housing.
Также внутренняя посадочная поверхность 14 внутреннего кольца подшипника и ответная посадочная поверхность 15 металлического ротора выполнены коническими, причем со стороны торца внутреннее кольцо подшипника дополнительно снабжено кольцевым элементом 16 с торцевым фланцем 17, выполненными с внутренним кольцом подшипника за одно целое. При этом со стороны торца металлический ротор дополнительно снабжен кольцевым элементом 18 с торцевым фланцем 19, выполненными с металлическим ротором за одно целое, причем фланцы внутреннего кольца подшипника и металлического корпуса механически соединены друг с другом посредством болтового соединения 20. Также между фланцами внутреннего кольца подшипника и металлического ротора установлено регулировочное кольцо 21.Also, the inner seating surface 14 of the inner ring of the bearing and the reciprocal landing surface 15 of the metal rotor are conical, and from the side of the end, the inner ring of the bearing is additionally provided with an annular element 16 with an end flange 17, made with the inner ring of the bearing in one piece. Moreover, on the end side, the metal rotor is additionally equipped with an annular element 18 with an end flange 19, made integrally with the metal rotor, the flanges of the inner ring of the bearing and the metal housing being mechanically connected to each other by means of a bolt joint 20. Also between the flanges of the inner ring of the bearing and metal rotor mounted adjusting ring 21.
При увеличении температуры образуется зазор между металлическим корпусом 3 и керамическим наружным кольцом 2 в радиальном направлении по коническим поверхностям 6 и 7, из-за того, что коэффициент термического расширения (КТР) металлического корпуса в несколько раз выше КТР керамического материала. Так как наружное кольцо подшипника торцом 9 механически связано с торцом 11 корпуса через кольцевые элементы 8 и 10, коническая посадочная поверхность наружного кольца подшипника будет смещаться в осевом направлении относительно конической посадочной поверхности корпуса, восстанавливая требуемую величину посадки, т.е. снижая зазор.With increasing temperature, a gap is formed between the metal casing 3 and the ceramic outer ring 2 in the radial direction along the conical surfaces 6 and 7, due to the thermal expansion coefficient (CTE) of the metal casing several times higher than the CTE of the ceramic material. Since the outer ring of the bearing with the end face 9 is mechanically connected with the end face 11 of the housing through the ring elements 8 and 10, the conical seating surface of the outer ring of the bearing will be displaced in the axial direction relative to the conical seating surface of the housing, restoring the required fit, i.e. reducing clearance.
При увеличении температуры будет образовываться натяг между металлическим ротором 5 и керамическим внутренним кольцом 4 в радиальном направлении, из-за того, что коэффициент термического расширения (КТР) металлического ротора в несколько раз выше КТР керамического материала. Так как внутреннее кольцо подшипника торцом 17 механически связано с торцом 19 ротора через кольцевые элементы 16 и 18, коническая посадочная поверхность 14 внутреннего кольца подшипника будет смещаться в осевом направлении относительно конической посадочной поверхности 15 ротора, восстанавливая требуемую величину посадки, т.е. снижая натяг.As the temperature increases, an interference will be formed between the metal rotor 5 and the ceramic inner ring 4 in the radial direction, due to the thermal expansion coefficient (CTE) of the metal rotor several times higher than the CTE of the ceramic material. Since the inner ring of the bearing with the end face 17 is mechanically connected with the end face 19 of the rotor through the ring elements 16 and 18, the conical seating surface 14 of the inner ring of the bearing will be displaced in the axial direction relative to the conical seating surface 15 of the rotor, restoring the required fit, i.e. reducing interference.
В связи с вышеизложенным, специалисту на основании уровня техники должно быть очевидно, что каждым из предложенных вариантов исполнения заявленного устройства достигается указанный технический результат, при этом, возможно выполнение обоих вариантов в одном устройстве.In connection with the foregoing, it should be obvious to a specialist on the basis of the prior art that each of the proposed embodiments of the claimed device achieves the indicated technical result, while it is possible to execute both variants in one device.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013122548/11A RU2551692C2 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Rotary machine support (versions) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013122548/11A RU2551692C2 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Rotary machine support (versions) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013122548A RU2013122548A (en) | 2014-11-27 |
RU2551692C2 true RU2551692C2 (en) | 2015-05-27 |
Family
ID=53294657
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013122548/11A RU2551692C2 (en) | 2013-05-16 | 2013-05-16 | Rotary machine support (versions) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2551692C2 (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU170615U1 (en) * | 2016-09-23 | 2017-05-02 | Публичное акционерное общество "Транснефть" (ПАО "Транснефть") | BEARING UNIT OF SUPPLY OIL PUMP TYPE NPV |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2134366C1 (en) * | 1995-01-11 | 1999-08-10 | Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс "Двигатели НК" | Bearing unit |
RU2418208C2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-05-10 | Снекма | Revolving shaft bearing assy and turbojet engine incorporating said assy |
RU113302U1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | ROTARY MACHINE SUPPORT |
RU122123U1 (en) * | 2012-02-28 | 2012-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | ROTARY MACHINE SUPPORT |
-
2013
- 2013-05-16 RU RU2013122548/11A patent/RU2551692C2/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2134366C1 (en) * | 1995-01-11 | 1999-08-10 | Акционерное общество открытого типа "Самарский научно-технический комплекс "Двигатели НК" | Bearing unit |
RU2418208C2 (en) * | 2006-10-26 | 2011-05-10 | Снекма | Revolving shaft bearing assy and turbojet engine incorporating said assy |
RU113302U1 (en) * | 2011-05-25 | 2012-02-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | ROTARY MACHINE SUPPORT |
RU122123U1 (en) * | 2012-02-28 | 2012-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | ROTARY MACHINE SUPPORT |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013122548A (en) | 2014-11-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7866162B2 (en) | Exhaust cone for channeling a stream of gas downstream from a turbine | |
US10641180B2 (en) | Hydrostatic non-contact seal with varied thickness beams | |
US9670791B2 (en) | Flexible finger seal for sealing a gap between turbine engine components | |
US8118540B2 (en) | Split ring for a rotary part of a turbomachine | |
CN107849939B (en) | Spoke mounting arrangement | |
US10550708B2 (en) | Floating, non-contact seal with at least three beams | |
US20140341728A1 (en) | Angular diffuser sector for a turbine engine compressor, with a vibration damper wedge | |
US8932011B2 (en) | Shaft assembly for a gas turbine engine | |
US10954816B2 (en) | Turbocharger | |
RU113302U1 (en) | ROTARY MACHINE SUPPORT | |
RU2551692C2 (en) | Rotary machine support (versions) | |
US20190211708A1 (en) | Housing arrangement for a turbomachine as well as turbomachine arrangement having such a housing arrangement and method for manufacturing the housing arrangement | |
RU122123U1 (en) | ROTARY MACHINE SUPPORT | |
US10731493B2 (en) | Gas turbine engine seal | |
US9677407B2 (en) | Rotor cover plate | |
RU2411383C1 (en) | Gas-turbine engine support | |
RU2469195C1 (en) | Rotary machine support | |
US20160208921A1 (en) | Seal housing pre-taper | |
US10934884B2 (en) | Assembly for a turbine engine | |
US9140141B2 (en) | Turbine assembly and method for assembling a turbine | |
RU2661566C2 (en) | Multistage turbine rotor | |
US20120073259A1 (en) | Turbomachine having an annular combustion chamber | |
RU2659694C2 (en) | Free power turbine | |
CN108799342B (en) | Bearing locking device and aircraft engine | |
RU2563955C1 (en) | Turbine machine rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |