RU2614020C1 - Support of shaft rotor of low-pressure compressor of gas turbine engine (versions), body of shaft support and body of ball-bearing rotor shaft support - Google Patents
Support of shaft rotor of low-pressure compressor of gas turbine engine (versions), body of shaft support and body of ball-bearing rotor shaft support Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614020C1 RU2614020C1 RU2016110454A RU2016110454A RU2614020C1 RU 2614020 C1 RU2614020 C1 RU 2614020C1 RU 2016110454 A RU2016110454 A RU 2016110454A RU 2016110454 A RU2016110454 A RU 2016110454A RU 2614020 C1 RU2614020 C1 RU 2614020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shaft
- ring
- rotor
- support
- flange
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретения относятся к области производства и эксплуатации газотурбинных двигателей (ГТД), в частности к конструкциям и элементам их компрессора низкого давления (КНД).The invention relates to the field of production and operation of gas turbine engines (GTE), in particular to the structures and elements of their low pressure compressor (LPC).
Известна опора вала ротора компрессора низкого давления ГТД, включающая размещенные на валу подшипник, соединенный с корпусом опоры, систему смазки и охлаждения подшипника и уплотнительные элементы (А.А.Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий «Газотурбинные двигатели». ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь 2007 г. Стр. 196-199, рис. 4.4.7.1_2).Known support of the shaft of the rotor of the low-pressure compressor of the gas turbine engine, including a bearing located on the shaft connected to the support housing, a lubrication and cooling system for the bearing and sealing elements (A.A. Inozemtsev, M.A. Nikhamkin, V.L. Sandratsky "Gas turbine engines" . Aviadvigatel OJSC, Perm 2007, pp. 196-199, Fig. 4.4.7.1_2).
Известна опора вала ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, включающая подшипник с корпусом, соединительные элементы, уплотнения и систему смазки и охлаждения подшипника (Н.Н. Сиротин, А.С. Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва. Наука 2011. Стр. 762-763, рис. 15.18, стр. 763).Known support of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a gas turbine engine, including a bearing with a housing, connecting elements, seals and a lubrication and cooling system for the bearing (N.N. Sirotin, A.S. Novikov, A.G. Paykin, A.N. Sirotin. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system.
Недостатками известных решений являются невысокая адаптация компрессора низкого давления к долговременной непрерывной работе в условиях неподвижной внешней воздушной среды и низкая ремонтопригодность опоры вала ротора КНД из-за неоптимального расположения соединений.The disadvantages of the known solutions are the low adaptation of the low pressure compressor to long-term continuous operation in a stationary external environment and the low maintainability of the support of the rotor shaft of the low pressure rotor due to the non-optimal arrangement of the connections.
Задачей группы изобретений, объединенных единым творческим замыслом, является повышение ресурса компрессора низкого давления газотурбинного двигателя (ГТД), увеличение износостойкости задней опоры вала ротора КНД за счет описанных ниже конструктивных решений, улучшение характеристик работоспособности КНД и, как следствие, всего двигателя в условиях неподвижной наземной работы и оптимизация монтажно-демонтажных процессов при эксплуатационном обслуживании ГТД.The objective of the group of inventions, united by a single creative concept, is to increase the resource of a low-pressure compressor of a gas turbine engine (GTE), increase the wear resistance of the rear support of the rotor shaft of the low pressure valve due to the design solutions described below, improve the performance characteristics of the low pressure valve and, as a result, the entire engine in a stationary ground work and optimization of installation and dismantling processes in the operation of gas turbine engines.
Поставленная задача решается тем, что опора вала ротора компрессора низкого давления, включающего соединенные барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие вала ротора газотурбинного двигателя, и имеющего шлицевую и стяжную трубы, а также рессору, соединяющую валы КНД и турбины низкого давления (ТНД), согласно изобретению, выполнена в качестве задней опоры вала ротора КНД, расположена в промежуточном корпусе двигателя, содержит выполненный опорно-упорным шарикоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части, статорная часть включает корпус опоры в виде силовой конической диафрагмы, выполненной заодно с корпусом шарикоподшипника и переходящей у торцов во внутреннее и внешнее силовые кольца разных диаметров, наделенные посадочными местами и фланцами, включающими отверстия под крепежные элементы разъемных соединений, выполненных у внутреннего торца диафрагмы через ответный фланец наружного кольца шарикоподшипника с угловой частотой γкэш разнесения отверстий под крепежные элементы, определенной в диапазоне γкэш=(1,27÷2,39) [ед/рад], и у внешнего торца диафрагмы через ответный фланец промежуточного корпуса двигателя с угловой частотой γвкэ разнесения крепежных элементов определенной в диапазоне γвкэ=(3,98÷5,73) [ед/рад], а коническая диафрагма корпуса опоры в зоне, обращенной к внутреннему силовому кольцу, с фронтальной стороны снабжена выполненным заодно с диафрагмой кольцевым элементом, симметричным относительно оси вала ротора, под неразъемное соединение с фронтальным кольцевым элементом, выполненным с 
При этом внутреннее кольцо шарикоподшипника может быть выполнено составным из двух полуколец, на стыке которых выполнены радиальные каналы для подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам качения шарикоподшипника.In this case, the inner ring of the ball bearing can be made of two half rings, at the junction of which there are radial channels for supplying cutting fluid to the rolling elements of the ball bearing.
Внутренний полый стяжной болт может быть выполнен с фронтальным кольцевым оголовком, снабженным внешним кольцевым буртиком для силового зацепления с ответным внутренним буртиком цапфы, а с противоположного конца стяжной болт снабжен внешней резьбой для соединения со снабженным ответной резьбой внутренним элементом цилиндрической составляющей вала, при этом в полость стяжного болта введены на фиксирующих шлицах шлицевая труба, соединенная на шлицах со стяжной трубой с образованием напорного канала подвода воздуха в полости наддува других опор.The inner hollow coupling bolt can be made with a front annular cap provided with an external annular collar for power engagement with the counter inner collar of the journal, and at the opposite end, the coupling bolt is provided with an external thread for connecting with the internal thread of the cylindrical shaft component, and into the cavity a tightening bolt a slotted pipe is inserted on the fixing slots, connected on the splines with a tightening pipe with the formation of a pressure channel for supplying air in the boost cavity for other supports.
На посадочной поверхности вала может быть выполнен кольцевой паз масляного коллектора, сообщенный с одной стороны с открытым коллектором для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости посредством продольных каналов, выполненных на валу, а с другой стороны с каналами подвода смазочно-охлаждающей жидкости к телам качения шарикоподшипника, и кроме того посредством части каналов, которые пролонгированы до примыкающего многогребешкового кольцевого элемента лабиринтного уплотнения с последующим выходом жидкости в масляную полость.An annular groove of the oil manifold can be made on the shaft seating surface, communicated on one side with an open manifold for collecting and pressure supply of cutting fluid by means of longitudinal channels made on the shaft, and on the other hand with channels for supplying cutting fluid to the rolling bodies ball bearing, and in addition, through part of the channels, which are prolonged to the adjacent multi-crest ring element of the labyrinth seal with the subsequent release of fluid into the oil floor spine.
Поставленная задача по второму варианту решается тем, что опора вала ротора компрессора низкого давления, включающего соединенные барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие вала ротора газотурбинного двигателя, и имеющего шлицевую и стяжную трубы, а также рессору, соединяющую валы КНД и турбины низкого давления, согласно изобретению, выполнена в качестве задней опоры вала ротора КНД, закреплена в промежуточном корпусе двигателя, содержит выполненный опорно-упорным шарикоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части, статорная часть включает корпус опоры в виде силовой конической диафрагмы, выполненный заодно с корпусом шарикоподшипника и переходящей у торцов во внешнее и внутреннее силовые кольца и пролонгированной за внутреннее силовое кольцо фронтальный кольцевой элемент, при этом внешнее силовое кольцо выполнено одноплечим и снабжено фланцем, включающим отверстия под крепежные элементы для разъемного соединения с фланцем промежуточного корпуса двигателя, а также выполненные чередующимися с указанными и между собой отверстия для прохождения масла и воздуха, отверстия под центрирующие штифты и отверстия для демонтажа корпуса опоры, внутреннее силовое кольцо выполнено двуплечим и наделено фланцем для разъемного соединения с ответным фланцем наружного кольца шарикоподшипника, при этом фланец силового кольца включает две рассредоточенные по окружности группы отверстий - под крепежные элементы и отверстия для прохождения масла и воздуха, а пролонгированный фронтальный кольцевой элемент выполнен с
При этом отверстия под крепежные элементы во фланце малой конической диафрагмы корпуса опоры могут быть выполнены с угловой частотой, определенной в диапазоне γм=(1,91÷3,98) [ед/рад].In this case, the holes for the fasteners in the flange of the small conical diaphragm of the support housing can be made with an angular frequency determined in the range of γ m = (1.91 ÷ 3.98) [units / rad].
Установленные на посадочной поверхности цилиндрической составляющей вала ротора КНД многогребешковые кольца в паре с ответными крышками лабиринтных уплотнений могут образовать подвижные уплотнения полостей наддува, суфлирования и масляной полости задней опоры, а третий фронтальный многогребешковый кольцевой элемент расположен на цилиндрической поверхности кольцевого бурта в нижней части задней конической диафрагмы барабанно-дисковой составляющей вала и совместно с крышкой лабиринтного уплотнения подвижно замыкает с фронтальной стороны полость наддува, причем кольцевой держатель крышки первого лабиринтного уплотнения снабжен дополнительным кольцевым элементом, концентрическим относительно держателя крышки, в котором выполнены не менее двух кольцевых проточек с размещенными в них кольцами уплотнения масляной полости.Multi-crest rings mounted on the landing surface of the cylindrical component of the rotor shaft of the low pressure rotor coupled with mating seal mating covers can form movable seals of the boost, venting and oil cavities of the rear support, and the third front multi-crest ring element is located on the cylindrical surface of the annular collar in the lower part of the rear conical diaphragm drum-disk component of the shaft and together with the cover of the labyrinth seal movably closes with the front side cavity pressurization, and the ring holder of the first labyrinth seal cover comprises an additional annular element concentric relative to the cap holder in which are made at least two annular grooves disposed therein with sealing rings oil chamber.
Задняя цапфа барабанно-дисковой составляющей вала ротора на внешней и внутренней цилиндрической поверхностях и фронтальная часть цилиндрической составляющей вала ротора КНД на внешней поверхности могут быть снабжены кольцевыми буртиками для взаимной осевой фиксации указанных составляющих вала через цапфу соединительным элементом в виде полого внутреннего стяжного болта, который в свою очередь снабжен с противоположного конца внешней резьбой для соединения со снабженным ответной резьбой внутренним элементом цилиндрической составляющей вала, при этом в полость стяжного болта введены на фиксирующих шлицах шлицевая труба, соединенная на шлицах со стяжной трубой с образованием напорного канала подвода воздуха в полости наддува других опор.The rear trunnion of the drum-disk component of the rotor shaft on the outer and inner cylindrical surfaces and the frontal part of the cylindrical component of the rotor shaft of the KND on the outer surface can be provided with annular flanges for mutual axial fixation of these components of the shaft through the trunnion with a connecting element in the form of a hollow internal coupling bolt, which at the opposite end, it is provided with an external thread for connection with a cylindrical composition provided with a mating internal thread at the same time, a splined pipe is inserted into the cavity of the coupling bolt on the fixing slots, which is connected on the splines with the coupling pipe with the formation of a pressure channel for supplying air to the pressurization cavity of other supports.
Внешнее силовое кольцо может быть снабжено не менее чем двумя кольцевыми проточками с установленными в них кольцами уплотнений.The external power ring may be provided with at least two annular grooves with seal rings installed in them.
Отверстия во фланце внешнего торца силовой конической диафрагмы корпуса опоры могут быть выполнены с угловой частотой, определенной в диапазоне γвкэ=(3,98÷5,73) [ед/рад].The holes in the flange of the outer end of the power conical diaphragm of the support body can be made with an angular frequency defined in the range γ vke = (3.98 ÷ 5.73) [units / rad].
Отверстия во фланце внутреннего торца силовой конической диафрагмы корпуса опоры могут быть выполнены с угловой частотой γкэш, определенной в диапазоне γкэш=(1,27÷2,39) [ед/рад].The holes in the flange of the inner end of the power conical diaphragm of the support body can be made with an angular frequency γ cache defined in the range γ cache = (1.27 ÷ 2.39) [units / rad].
Поставленная задача в части корпуса опоры решается тем, что корпус опоры вала ротора, согласно изобретению, включен в состав статорной части задней опоры КНД ГТД и выполнен в виде силовой конической диафрагмы, которая переходит во внутреннее и внешнее силовые кольца разных диаметров, наделенные посадочными местами и фланцами с отверстиями под крепежные элементы, и снабжена с фронтальной стороны в зоне у внутреннего силового кольца выполненным за одно целое с ней кольцевым элементом, который неразъемно соединен с обращенным к барабанно-дисковой составляющей вала ротора автономным кольцевым 
Поставленная задача в части корпуса шарикоподшипника опоры решается тем, что корпус шарикоподшипника опоры вала ротора, согласно изобретению, включен в состав статорной части задней опоры КНД ГТД и выполнен в виде силовой конической диафрагмы, которая переходит во внутреннее и внешнее силовые кольца разных диаметров, наделенные посадочными местами и фланцами с отверстиями под крепежные элементы, и снабжена с фронтальной стороны в зоне у внутреннего силового кольца выполненным за одно целое с ней кольцевым элементом, предназначенным для неразъемного соединения с обращенным к барабанно-дисковой составляющей вала ротора автономным кольцевым
Технический результат достигается совокупностью признаков каждого из описанных объектов и заключается в адаптации компрессора низкого давления, как части двигателя, более чувствительной к режиму поступления внешнего воздушного потока, к интенсивной работе в неподвижных условиях наземного функционирования, за счет оптимизации рабочих характеристик опоры вала ротора низкого давления и ее элементов к этим специфическим условиям, а также в улучшении возможностей проведения монтажно-демонтажных работ полуавтоматическими или ручными приемами, например, в полевых условиях.The technical result is achieved by a set of features of each of the described objects and consists in adapting the low-pressure compressor, as part of the engine, more sensitive to the external air flow, intensive work in stationary conditions of ground operation, by optimizing the performance of the low-pressure rotor shaft support and its elements to these specific conditions, as well as to improving the possibilities of installation and dismantling works by semi-automatic or manual iemami, for example, in the field.
Сущность изобретений поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
на фиг. 1 - задняя опора вала ротора КНД, продольный разрез;in FIG. 1 - the rear bearing of the rotor shaft of the low pressure rotor, a longitudinal section;
на фиг. 2 - корпус задней опоры вала ротора КНД, продольный разрез;in FIG. 2 - housing of the rear support of the rotor shaft of the low pressure rotor, longitudinal section;
на фиг. 3 - корпус шарикоподшипника задней опоры вала ротора КНД, фрагмент продольного (по оси вала) разреза.in FIG. 3 - ball bearing housing of the rear support of the rotor shaft of the low pressure rotor, a fragment of a longitudinal (along the axis of the shaft) section.
Компрессор низкого давления включает соединенные барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие 1 и 2 вала 3 ротора и имеет шлицевую трубу 4, стяжную трубу 5, а также рессору 6, которая соединяет валы КНД и турбины низкого давления. Задняя опора вала 3 ротора КНД расположена в промежуточном корпусе двигателя и содержит шарикоподшипник 7, выполненный опорно-упорным, который разделяет статорную и роторную части опоры.The low-pressure compressor includes the connected drum-disk and
Статорная часть включает корпус опоры в виде силовой конической диафрагмы 8, выполненной заодно с корпусом шарикоподшипника 7 и переходящей у торцов во внутреннее силовое кольцо 9 и во внешнее силовое кольцо 10, которые имеют разные диаметры.The stator part includes a bearing housing in the form of a power
Внутреннее силовое кольцо 9 наделено посадочным местом 11 и фланцем 12 для разъемного соединения с ответным фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника 7 у внутреннего торца диафрагмы 8.The
Для разъемного соединения фланца 12 у внутреннего торца диафрагмы 8 с ответным фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника 7 отверстия под крепежные элементы выполнены разнесенными по периметру с угловой частотой γкэш, определенной в диапазонеFor detachable connection of the
γкэш=Nкэш/2π=(1,27÷2,39) [ед/рад],γ cache = N cache / 2π = (1.27 ÷ 2.39) [units / rad],
где Nкэш - число отверстий под крепежные элементы соединения фланцев 12, 13.where N cache is the number of holes for
Внешнее силовое кольцо 10 наделено посадочным местом 15 и фланцем 16 для разъемного соединения с ответным фланцем промежуточного корпуса (на чертежах не показано) двигателя у внешнего торца диафрагмы 8. Для разъемного соединения фланца 16 у внешнего торца диафрагмы 8 с фланцем промежуточного корпуса двигателя отверстия 17 под крепежные элементы выполнены разнесенными по периметру с угловой частотой γвкэ, определенной в диапазонеThe
γвкэ=Nвкэ/2π=(3,98÷5,73) [ед/рад],γ vke = N vke / 2π = (3.98 ÷ 5.73) [u / rad],
где Nвкэ - число отверстий под крепежные элементы соединения указанных фланцев.where N vke - the number of holes for fasteners connecting these flanges.
Если угловая частота γкэш<1,27 ед/рад или γвкэ<3,98 ед/рад, то прочность соединения будет недостаточной, если же γкэш>2,39 ед/рад или γвкэ>5,73 ед/рад, то это приведет к неоправданному для обеспечения прочности повышению материалоемкости и трудоемкости соединений.If the angular frequency γ cache <1.27 u / rad or γ vke <3.98 u / rad, then the strength of the connection will be insufficient, if γ cache > 2.39 u / rad or γ vke > 5.73 u / rad , then this will lead to an unjustified increase in material consumption and laboriousness of compounds for providing strength.
Коническая диафрагма 8 корпуса опоры в зоне, обращенной к внутреннему силовому кольцу 9, с фронтальной стороны снабжена выполненным заодно с диафрагмой кольцевым элементом 18, симметричным относительно оси вала ротора. Кольцевой элемент 18 выполнен под неразъемное соединение с фронтальным кольцевым элементом 19, выполненным с
Меньшее плечо кольцевого элемента 19 выполнено в виде фланца 23 для разъемного соединения с ответными фланцами кольцевого держателя 24 крышки первого лабиринтного уплотнения 25, разделяющего масляную полость 22 и полость 26 суфлирования, кольцевого держателя 27 крышки второго лабиринтного уплотнения 28, разделяющего полость 26 суфлирования и полость 29 наддува, а также кольцевого держателя 30 крышки третьего лабиринтного уплотнения 31, подвижно запирающего с внешней стороны полость 29 наддува.The smaller shoulder of the
Для разъемного соединения фланца 23 кольцевого элемента 19 с ответными фланцами кольцевых держателей 24, 27 и 30 крышек лабиринтных уплотнений отверстия под крепежные элементы выполнены разнесенными по периметру с угловой частотой γм, определенной в диапазонеFor detachable connection of the
γм=Nм/2π=(1,91÷3,98) [ед/рад],γ m = N m / 2π = (1.91 ÷ 3.98) [units / rad],
где Nм - число отверстий под крепежные элементы соединения указанных фланцев. Угловая частота γм в указанном диапазоне значений достаточна и необходима с точки зрения прочности и материалоемкости так же, как и диапазоны частот γкэш и γвкэ.where N m - the number of holes for fasteners connecting these flanges. The angular frequency γ m in the indicated range of values is sufficient and necessary from the point of view of strength and material consumption , as well as the frequency ranges γ cache and γ wke .
Роторная часть опоры включает нижнюю часть конической диафрагмы 32 барабанно-дисковой составляющей 1, выполненную заодно с задней цапфой 33 вала ротора КНД. Барабанно-дисковая составляющая 1 разъемно соединена с цилиндрической составляющей 2 вала 3 на силовых шлицах 34, расположенных с угловой частотойThe rotor part of the support includes the lower part of the
γш=Nш/2π=(8,28÷8,92), [ед/рад],γ W = N W / 2π = (8.28 ÷ 8.92), [U / rad],
где Nш - число силовых шлицев. Угловая частота расположения шлицев γш<8,28 ед/рад ухудшает сцепление цапфы 33 с цилиндрической составляющей 2, а частота γш>8,92 ед/рад из-за увеличения частоты ослабляет прочность самих шлицев 34, когда эти шлицы нужно будет выполнять более мелкими, что тоже ухудшает сцепление. Через цилиндрическую составляющую 2 посредством рессоры 6 роторная часть соединена с валом ТНД для получения от турбины и передачи через опору крутящего момента к барабанно-дисковой составляющей 1 вала 3 ротора КНД.where N w - the number of power splines. The angular frequency of the arrangement of the slots γ w <8.28 u / rad impairs the adhesion of the axle 33 to the
Задняя цапфа 33 и цилиндрическая составляющая 2 вала 3 ротора КНД взаимно разъемно соединены в осевом направлении с возможностью восприятия и передачи на опору осевых усилий установленным в полости вала соединительным элементом, выполненным в виде внутреннего полого стяжного болта 35.The rear axle 33 and the
На внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей 2 вала 3 ротора установлены разно удаленные от оси вала 3 многогребешковый кольцевой элемент 36 лабиринтного уплотнения 28, разделяющий полость наддува 29 и полость 26 суфлирования, многогребешковый кольцевой элемент 37 лабиринтного уплотнения 25, разделяющий полость 26 суфлирования и масляную полость 22, а также внутреннее кольцо шарикоподшипника 7, которое выполнено составным из двух полуколец 38 и 39. При этом на стыке двух полуколец 38 и 39 внутреннего кольцо шарикоподшипника 7 выполнены радиальные каналы 40 для подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам 41 качения шарикоподшипника 7.On the outer landing surface of the frontal part of the
На внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей 2 выполнена резьба, на которой установлен поджимающий кольцевые элементы 36, 37 и полукольца 38 и 39 внутреннего кольца шарикоподшипника 7 к упорному кольцевому буртику 42 составляющей 2 полифункциональный внешний стяжной элемент 43 в виде круглой гайки. Внешний стяжной элемент 43 имеет на свободном крае кольцевой бортовой элемент 44, обращенный к валу 3 ротора. С помощью бортового элемента 44 образуется открытый коллектор 45 для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам 41 качения шарикоподшипника 7, а посредством каналов 46 под внутренним кольцом шарикоподшипника 7 подачи указанной жидкости к кольцевому многогребешковому элементу 37 лабиринтного уплотнения 28 с выходом в масляную полость 22.A thread is made on the outer landing surface of the front part of the
Внутренний стяжной болт 35 выполнен с фронтальным кольцевым оголовком, снабженным внешним кольцевым буртиком 47 для силового зацепления с ответным внутренним буртиком 48 цапфы 33 и взаимной осевой фиксации барабанно-дисковой и цилиндрической составляющих вала ротора. С противоположного конца стяжной болт 31 в свою очередь снабжен внешней резьбой для соединения со снабженным ответной резьбой радиальным кольцевым выступом 49 цилиндрической составляющей 2 вала. В полость стяжного болта 35 введены на фиксирующих шлицах 50 шлицевая труба 4, соединенная на шлицах 51 со стяжной трубой 5 с образованием напорного канала 52 подвода воздуха в полости наддува других опор.The inner clamping bolt 35 is made with a front annular tip equipped with an outer annular collar 47 for power engagement with the reciprocal inner collar 48 of the axle 33 and mutual axial fixation of the drum-disk and cylindrical components of the rotor shaft. At the opposite end, the
На посадочной поверхности вала выполнен кольцевой паз 53 масляного коллектора, сообщенный с одной стороны с открытым коллектором 46 для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости посредством продольных каналов 46, выполненных на валу, а с другой стороны с радиальными 40 каналами подвода смазочно-охлаждающей жидкости к телам 41 качения шарикоподшипника 7, и посредством части каналов 54, которые пролонгированы до примыкающего многогребешкового кольцевого элемента 37 лабиринтного уплотнения 25 с последующим выходом жидкости в масляную полость 22.An annular groove 53 of the oil manifold is made on the landing surface of the shaft, communicated on the one hand with an
Установленные на посадочной поверхности цилиндрической составляющей 2 вала ротора КНД многогребешковые кольца 37 и 36 в паре с ответными крышками лабиринтных уплотнений 25 и 28 образуют подвижные уплотнения полостей наддува, суфлирования и масляной полости задней опоры. Третий фронтальный многогребешковый кольцевой элемент 55 расположен на цилиндрической поверхности кольцевого бурта 56 в нижней части задней конической диафрагмы 32 барабанно-дисковой составляющей 1 вала и совместно с крышкой лабиринтного уплотнения подвижно замыкает с фронтальной стороны полость 29 наддува. Кольцевой держатель 24 крышки лабиринтного уплотнения 25 снабжен дополнительным кольцевым элементом 57, концентрическим относительно держателя крышки, в котором выполнены не менее двух кольцевых проточек 58 с размещенными в них кольцами уплотнения масляной полости. Внешнее силовое кольцо 10 снабжено не менее чем двумя кольцевыми проточками 57 с установленными в них кольцами уплотнений.The multi-crest rings 37 and 36 mounted on the landing surface of the
Корпус задней опоры вала ротора КНД ГТД включен в состав статорной части опоры и выполнен в виде силовой конической диафрагмы 8, которая переходит во внутреннее и внешнее силовые кольца 9 и 10 разных диаметров, с посадочной поверхностью, контактирующей с торцевым элементом фланца наружного кольца шарикоподшипника Внутреннее силовое кольцо 9 выполнено одноплечим и наделено посадочным местом 11 и фланцем 12 с отверстиями под крепежные элементы для разъемного соединения с фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника. Внешнее силовое кольцо 10 наделено посадочным местом 15 и фланцем 16 с отверстиями под крепежные элементы. Коническая диафрагма 8 снабжена с фронтальной стороны в зоне у внутреннего силового кольца 9 выполненным за одно целое с ней кольцевым элементом 18. Кольцевой элемент 18 неразъемно соединен с обращенным к барабанно-дисковой составляющей 1 вала ротора автономным кольцевым V-образным элементом 19. Большее плечо 
Отверстия во фланце 12 внутреннего силового кольца 9 диафрагмы 8 под крепежные элементы для разъемного соединения с ответным фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника 7 выполнены с угловой частотой, определенной в диапазонеThe holes in the
γкэш=Nкэш/2π=(1,27÷2,39) [ед/рад],γ cache = N cache / 2π = (1.27 ÷ 2.39) [units / rad],
где Nкэш - число отверстий под крепежные элементы соединения фланцев 12, 13.where N cache is the number of holes for
Отверстия 17 во фланце 16 внешнего силового кольца 10 диафрагмы под крепежные элементы для разъемного соединения с ответным фланцем промежуточного корпуса двигателя выполнены с угловой частотой, определенной в диапазонеThe
γвкэ=Nвкэ/2π=(3,98÷5,73) [ед/рад],γ vke = N vke / 2π = (3.98 ÷ 5.73) [u / rad],
где Nвкэ - число отверстий под крепежные элементы соединения указанных фланцев. TBEV where N - number of holes for fasteners compound of said flanges.
Корпус шарикоподшипника задней опоры вала ротора КНД ГТД, включен в состав статорной части опоры и выполнен в виде силовой конической диафрагмы 8, которая переходит во внутреннее и внешнее силовые кольца 9 и 10 разных диаметров. Внутреннее силовое кольцо 9 выполнено одноплечим и наделено посадочным местом 11 и фланцем 12 с отверстиями под крепежные элементы для разъемного соединения с фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника. Внешнее силовое кольцо 10 также наделено посадочным местом 15 и фланцем 16 с отверстиями под крепежные элементы. Коническая диафрагма 8 снабжена с фронтальной стороны в зоне у внутреннего силового кольца 9 выполненным за одно целое с ней кольцевым элементом 18, предназначенным для неразъемного соединения с автономным кольцевым V-образным элементом 19. В силовой конической диафрагме 8 корпуса опоры в радиальном интервале между кольцевым элементом 18 и внутренним силовым кольцом 9 выполнен кольцевой ряд отверстий 21 для циркуляции масла и воздуха между фронтальной и тыльной частями масляной полости 22. Количество отверстий 21 принято составляющим (17<Nод<31).The ball bearing housing of the rear support of the rotor shaft of the low pressure valve of the gas turbine engine is included in the stator part of the support and is made in the form of a power
Отверстия во фланце 12 внутреннего силового кольца 9 диафрагмы 8 под крепежные элементы для разъемного соединения с ответным фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника 7 выполнены с угловой частотой, определенной в диапазонеThe holes in the
γкэш=Nкэш/2π=(1,274÷2,39) [ед/рад],γ cache = N cache / 2π = (1.274 ÷ 2.39) [units / rad],
где Nкэш - число отверстий под крепежные элементы соединения фланцев 12, 13.where N cache is the number of holes for
Отверстия 17 во фланце 16 внешнего силового кольца 10 диафрагмы под крепежные элементы для разъемного соединения с ответным фланцем промежуточного корпуса двигателя выполнены с угловой частотой, определенной в диапазонеThe
γвкэ=Nвкэ/2π=(3,98÷5,73) [ед/рад],γ vke = N vke / 2π = (3.98 ÷ 5.73) [u / rad],
где Nвкэ - число отверстий под крепежные элементы соединения указанных фланцев.where N vke - the number of holes for fasteners connecting these flanges.
Опору вала ротора КНД монтируют следующим образом.The shaft support of the KND rotor is mounted as follows.
На малый фланец 23 корпуса опоры прикрепляют фланцем держатель 24 крышки лабиринтного уплотнения 25, разделяющего масляную полость 22 и полость 26 суфлирования. Затем на фланец смонтированного держателя 24 крышки лабиринтного уплотнения последовательно устанавливают фланцы держателей 27 и 30 крышек других лабиринтных уплотнений, после чего весь пакет деталей стягивают крепежными винтами. На цилиндрическую составляющую 2 вала КНД последовательно устанавливают резиновое уплотнительное кольцо, многогребешковый кольцевой элемент 36 лабиринтного уплотнения 25, другое резиновое уплотнительное кольцо, второй многогребешковый кольцевой элемент 37 лабиринтного уплотнения 28. После чего на вал 3 опускают ранее собранный корпус опоры. После установки корпуса опоры устанавливают на валу собранный шарикоподшипник 7, после чего производят затяжку пакета деталей, установленных на валу, внешним стяжным элементом 43 в виде гайки. После затяжки гайки устанавливают крепежные винты наружного кольца 14 шарикоподшипника. Далее на вал устанавливают шестерню (не показано) привода блока датчиков частоты вращения и фиксируют на валу собственной гайкой. В дальнейшем на соответствующие фланцы корпуса опоры устанавливают блок шестерен привода датчиков частоты вращения со смонтированной на них маслоподающей форсункой (не показано), после чего во внутреннюю полость вала устанавливается приводная рессора 6, которую фиксируют от выпадения из вала гайкой.On the
Опора вала ротора КНД работает следующим образом.The shaft support of the rotor KND works as follows.
Статорная часть опоры вала 3 ротора КНД закреплена по периметру в промежуточном корпусе двигателя и через шарикоподшипник 7 обеспечивает стабильность работы роторной части при вращении вала относительно оси вращения вала.The stator part of the shaft support 3 of the KND rotor is fixed around the perimeter in the intermediate motor housing and through the
От турбины низкого давления (ТНД) вращательное усилие (крутящий момент) через цилиндрическую составляющую 2 передается барабанно-дисковой части компрессора. Крутящий момент от ТНД через рессору 6 передается цилиндрической составляющей 2. Цилиндрическая составляющая 2 вала и расположенные внутри нее стяжной болт 35, шлицевая и стяжная трубы 4 и 5 практически не имеют ассиметрично расположенных относительно оси вращения вала элементов, что позволяет им избежать в процессе вращения собственных колебаний.From the low-pressure turbine (HPH), the rotational force (torque) is transmitted through the
От цилиндрической составляющей 2 через шлицы 34 крутящий момент передается барабанно-дисковой составляющей 1, которая помимо прочего взаимодействует с неподвижной статорной частью задней опоры вала КНД через систему лабиринтных уплотнений 25, 28, 31. Лабиринтные уплотнения препятствуют попаданию частиц масла из масляной полости 22 в работающую с воздушным потоком барабанно-дисковую часть КНД.From the
Масло из открытого коллектора 45 под воздействием центробежных сил подается и систему каналов 46, выполненных в посадочной поверхности цилиндрической составляющей 2 вала, и через радиальные каналы 40 между полукольцами 38, 39 внутреннего кольца шарикоподшипника 7 смазочно-охлаждающая жидкость поступает к телам 41 качения. В статорной части масляной полости 22 через фланец 12 диафрагмы 8 и фланец 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника выполнены отверстия 21, позволяющие маслу сообщаться с обеих сторон шарикоподшипника 7. Таким образом, статорная и роторная части опоры взаимодействуют в единой масляной среде, которая в результате подвергается интенсивному перемешиванию.Under the influence of centrifugal forces, oil from the
Для оптимизации статической работы статорной части корпуса опоры силовая коническая диафрагма 8 выполнена с отклонением направляющей от плоскости, нормальной к оси вала, на угол α1, не превышающий 0,16 π рад, а внешнее силовое кольцо 10 диафрагмы 8 снабжено уплотнениями.To optimize the static operation of the stator part of the support housing, the power
Таким образом, каскад уплотнений масляной полости, последовательно включающий три лабиринтных уплотнения, обеспечивают улучшенную работу смазочно-охлаждающей системы задней опоры, повышение КПД и ресурса работы опоры и компрессора в целом.Thus, the cascade of oil cavity seals, sequentially including three labyrinth seals, provides improved operation of the lubricating-cooling system of the rear support, increasing the efficiency and service life of the support and compressor as a whole.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110454A RU2614020C1 (en) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Support of shaft rotor of low-pressure compressor of gas turbine engine (versions), body of shaft support and body of ball-bearing rotor shaft support |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110454A RU2614020C1 (en) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Support of shaft rotor of low-pressure compressor of gas turbine engine (versions), body of shaft support and body of ball-bearing rotor shaft support |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2614020C1 true RU2614020C1 (en) | 2017-03-22 |
Family
ID=58453387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110454A RU2614020C1 (en) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Support of shaft rotor of low-pressure compressor of gas turbine engine (versions), body of shaft support and body of ball-bearing rotor shaft support |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2614020C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3428243A (en) * | 1966-10-20 | 1969-02-18 | Rolls Royce | Compressors or turbines for gas turbine engines |
| US3513476A (en) * | 1967-06-21 | 1970-05-19 | Tokyo Shibaura Electric Co | Rotary compressors |
| RU2107192C1 (en) * | 1993-07-13 | 1998-03-20 | Томассен Интернэшнл Б.В. | Rotary screw compressor |
| SU1431444A1 (en) * | 1986-12-22 | 2006-08-10 | М.В. Адлер | Rotor shaft support |
| RU2347111C2 (en) * | 2007-02-21 | 2009-02-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Rotor of gas turbine engine compressor |
-
2016
- 2016-03-22 RU RU2016110454A patent/RU2614020C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3428243A (en) * | 1966-10-20 | 1969-02-18 | Rolls Royce | Compressors or turbines for gas turbine engines |
| US3513476A (en) * | 1967-06-21 | 1970-05-19 | Tokyo Shibaura Electric Co | Rotary compressors |
| SU1431444A1 (en) * | 1986-12-22 | 2006-08-10 | М.В. Адлер | Rotor shaft support |
| RU2107192C1 (en) * | 1993-07-13 | 1998-03-20 | Томассен Интернэшнл Б.В. | Rotary screw compressor |
| RU2347111C2 (en) * | 2007-02-21 | 2009-02-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Rotor of gas turbine engine compressor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102556910B1 (en) | Vented bearing retainer for turbomachinery | |
| US6629816B2 (en) | Non-contacting clearance seal for high misalignment applications | |
| RU2486361C2 (en) | Two-blower gas turbine engine | |
| US20090148088A1 (en) | Lubricator for Rolling Bearings | |
| EP2574805B1 (en) | Bearing oiling system | |
| CA2809985C (en) | Deoiler seal | |
| EP3066368B1 (en) | Axial scoop seal plate | |
| CN103765037B (en) | The method of the damp liquid film thickness of turbogenerator and adjustment propeller for turboprop arbor | |
| KR20160114154A (en) | Main shaft device | |
| JP2007198374A (en) | Gas turbine engine assembly, differential squeezing oil film damper bearing assembly and gas turbine engine | |
| CN1865738B (en) | Body part of a slide ring seal, slide ring seal, flow machine with said slide ring seal, and method of fastening said slide ring seal | |
| US8356586B2 (en) | Method and apparatus for controlling a compound bearing assembly of a centrifugal compressor | |
| US20130078090A1 (en) | Air cycle machine shaft support assembly | |
| US11719242B2 (en) | Axial pressure relief in slide bearings of pumps | |
| WO2013157485A1 (en) | Rolling bearing | |
| US20150369069A1 (en) | Stator body centering feature for torque converter | |
| US9476452B2 (en) | Transmission thrust washer with circulation circuit | |
| RU2614020C1 (en) | Support of shaft rotor of low-pressure compressor of gas turbine engine (versions), body of shaft support and body of ball-bearing rotor shaft support | |
| US9683520B2 (en) | Turbocharger and method | |
| KR20020015303A (en) | Integral ball bearing turbocharger rotor assembly | |
| RU2614018C1 (en) | Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), cylinder constituent of rotor shaft, external tightening component of rotor shaft | |
| US20170248032A1 (en) | Bearing housing oil spray groove | |
| US7134855B2 (en) | Vane pump with integrated shaft, rotor and disc | |
| JP5910058B2 (en) | Rolling bearing device | |
| EP1988256A2 (en) | Seals, sealed systems, and methods for sealing a shaft |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20180601 |