RU2627625C1 - Radial intershaft turbomachine rotor support - Google Patents

Radial intershaft turbomachine rotor support Download PDF

Info

Publication number
RU2627625C1
RU2627625C1 RU2016136043A RU2016136043A RU2627625C1 RU 2627625 C1 RU2627625 C1 RU 2627625C1 RU 2016136043 A RU2016136043 A RU 2016136043A RU 2016136043 A RU2016136043 A RU 2016136043A RU 2627625 C1 RU2627625 C1 RU 2627625C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
support
relative
rings
bearing
separator
Prior art date
Application number
RU2016136043A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Николаевич Донцов
Николай Владимирович Кикоть
Андрей Валерьевич Узбеков
Original Assignee
Публичное Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Пао "Умпо")
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 Публичное Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Пао "Умпо") filed Critical Публичное Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Пао "Умпо")
Priority to RU2016136043A priority Critical patent/RU2627625C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2627625C1 publication Critical patent/RU2627625C1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
    • F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C23/00—Bearings for exclusively rotary movement adjustable for aligning or positioning
    • F16C23/06—Ball or roller bearings

Landscapes

  • Rolling Contact Bearings (AREA)

Abstract

FIELD: machine engineering.
SUBSTANCE: well-known radial intershaft turbomachine rotor support comprising a double-row bearing comprising an outer ring the inner working surface of which is cylindrical relative to the longitudinal axis of the support installed in the shaft of the pinion of the central bevel gear, two inner rings mounted on the turbine shaft, the outer working surfaces of which are formed tapered relative to the longitudinal axis of the support, remote ring mounted between inner rings, a separator comprises two split rings, each of which is configured in cross section as a circle according to the present invention. The cones bases of smaller diameter of the mentioned conical outer working surfaces of the inner rings are directed to the opposite sides. Two rows of balls are mounted radially offset from each other inside the mentioned separator, and the mentioned split rings are mounted on the compressor and turbine side respectively relative to the balls, in contact with the latter. The inner working surface sections of the separator which come into contact with the split rings have a conical form relative to the longitudinal axis of the support, the cones bases of smaller diameter are directed to the opposite sides.
EFFECT: reduction of heat generation and required oil pumping in the bearing and in the support as a whole, simplifying the design, increasing of reliability of the bearing and the support as a whole.
3 dwg

Description

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к опорам между роторами высокого и низкого давления.The invention relates to the field of turbomachinery, and in particular to supports between high and low pressure rotors.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрана радиальная межвальная опора ротора турбомашины, содержащая двухрядный подшипник, включающий наружное кольцо, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической относительно продольной оси опоры, установленное в валу шестерни центральной конической передачи, два внутренних кольца, установленные на валу турбины, наружные рабочие поверхности которых выполнены коническими относительно продольной оси опоры, дистанционное кольцо, установленное между внутренними кольцами, сепаратор (№2596898).As the closest analogue (prototype), the radial spacing support of the turbomachine rotor was selected, containing a double row bearing including an outer ring, the inner working surface of which is made cylindrical relative to the longitudinal axis of the support, mounted in the gear shaft of the central bevel gear, two inner rings mounted on the turbine shaft the outer working surfaces of which are conical with respect to the longitudinal axis of the support, a spacer ring installed between the inner rings byts, separator (No. 2596898).

В данной опоре дефект проскальзывания слабонагруженного радиального подшипника устраняется принудительной нагрузкой тел качения (конических роликов), позволяющей обеспечить постоянный контакт всех тел качения с кольцами подшипника независимо от вектора приложения радиальной нагрузки. Однако взаимодействие роликов с кольцами подшипника и со стенками гнезд сепаратора происходит по линейному контакту, приводящему к повышенному тепловыделению в подшипнике и требующему повышенных расходов масла. Также наличие двух сепараторов усложняет конструкцию подшипника и увеличивает его осевой габарит, при этом дополнительный контакт между сепараторами приводит к износу и тепловыделению. Это снижает надежность подшипника и надежность опоры в целом.In this support, the slip defect of a lightly loaded radial bearing is eliminated by the forced load of the rolling bodies (tapered rollers), which ensures constant contact of all rolling bodies with the bearing rings, regardless of the radial load application vector. However, the interaction of the rollers with the bearing rings and with the walls of the cages of the separator occurs through a linear contact, leading to increased heat generation in the bearing and requiring increased oil consumption. Also, the presence of two separators complicates the design of the bearing and increases its axial dimension, while the additional contact between the separators leads to wear and heat generation. This reduces bearing reliability and overall bearing reliability.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является снижение тепловыделения и потребных прокачек масла в подшипнике и в опоре в целом, а также упрощение конструкции за счет того наличия в подшипнике опоры одного сепаратора, что снижает его осевой габарит и, как следствие, повышение надежности подшипника и опоры в целом.The technical result achieved by using the present invention is to reduce the heat generation and the required oil flow in the bearing and in the support as a whole, as well as simplifying the design due to the presence of one separator in the bearing, which reduces its axial dimension and, as a result, increases reliability bearing and bearings in general.

Указанный технический результат достигается тем, что известная радиальная межвальная опора ротора турбомашины, содержащая двухрядный подшипник, включающий наружное кольцо, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической относительно продольной оси опоры, установленное в валу шестерни центральной конической передачи, два внутренних кольца, установленные на валу турбины, наружные рабочие поверхности которых выполнены коническими относительно продольной оси опоры, дистанционное кольцо, установленное между внутренними кольцами, сепаратор, согласно настоящему изобретению содержит два разрезных кольца, каждое из которых выполнено в поперечном разрезе в виде круга, при этом основания конусов меньшего диаметра упомянутых конических наружных рабочих поверхностей внутренних колец направлены в противолежащие стороны, при этом в упомянутом сепараторе установлены с радиальным смещением относительно друг друга два ряда шариков, а упомянутые разрезные кольца установлены со стороны компрессора и турбины соответственно относительно шариков, контактируя с последними, причем участки внутренней рабочей поверхности сепаратора, контактирующей с разрезными кольцами, выполнены коническими относительно продольной оси опоры, основания конусов меньшего диаметра которых направлены в противолежащие стороны.The specified technical result is achieved by the fact that the known radial spacing support of the rotor of the turbomachine, comprising a double row bearing including an outer ring, the inner working surface of which is cylindrical relative to the longitudinal axis of the support, mounted in the gear shaft of the central bevel gear, two inner rings mounted on the turbine shaft, the outer working surfaces of which are conical relative to the longitudinal axis of the support, a spacer ring installed between the inner them rings, the separator according to the present invention contains two split rings, each of which is made in cross section in the form of a circle, while the bases of the cones of smaller diameter of said conical outer working surfaces of the inner rings are directed to opposite sides, while in the said separator are installed with a radial two rows of balls are displaced relative to each other, and said split rings are mounted on the compressor and turbine sides, respectively, relative to the balls, in contact the latter, wherein the inner portions of the working surface of the separator contacting with the split rings are conical relative to the longitudinal axis of the support, the base of smaller diameter of the cones are directed in opposite directions.

Такое выполнение устройства позволяет обеспечить взаимодействие шариков подшипника с его наружным и внутренними кольцами, разрезными кольцами и гнездами сепаратора по точечному контакту, что в результате позволит снизить тепловыделение в подшипнике и потребные прокачки масла через подшипник. Это повышает надежность подшипника и опоры в целом.This embodiment of the device allows for the interaction of the balls of the bearing with its outer and inner rings, split rings and separator sockets at the point contact, which will reduce the heat generation in the bearing and the necessary oil pumping through the bearing. This increases the reliability of the bearing and bearings in general.

Наличие одного сепаратора упрощает конструкцию и осевой габарит подшипника, т.к. наличие двух сепараторов с их непосредственным контактом способствует износу и дополнительному тепловыделению, а следовательно, повышается надежность подшипника и опоры в целом.The presence of one cage simplifies the design and axial dimension of the bearing, as the presence of two separators with their direct contact contributes to wear and additional heat, and therefore increases the reliability of the bearing and bearings in general.

Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами чертежей.The essence of the present invention is illustrated by the figures of the drawings.

На фиг. 1 изображен продольный разрез заявленной радиальной межвальной опоры ротора турбомашины.In FIG. 1 shows a longitudinal section of the claimed radial inter-shaft support of a turbomachine rotor.

На фиг. 2 показан вид А.In FIG. 2 shows view A.

На фиг. 3 изображен фрагмент сепаратора, вид сверху.In FIG. 3 shows a fragment of a separator, top view.

Радиальная межвальная опора ротора турбомашины содержит двухрядный подшипник, включающий наружное кольцо 1, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической относительно продольной оси опоры, установленное в валу шестерни центральной конической передачи 2, два внутренних кольца 3 и 4, установленные на валу турбины 5, наружные рабочие поверхности которых выполнены коническими относительно продольной оси опоры, причем основания конусов меньшего диаметра упомянутых конических наружных рабочих поверхностей внутренних колец 3, 4 направлены в противолежащие стороны. Дистанционное кольцо 6, установленное между внутренними кольцами 3 и 4, а также сепаратор 7. Заявленная опора также содержит два разрезных кольца 8 и 9, каждое из которых выполнено в поперечном разрезе в виде круга. В сепараторе 7 установлены с радиальным смещением относительно друг друга два ряда шариков 10, т.е. шарики 10 из соседних рядов чередуются, причем шарики из соседних рядов частично перекрывают друг друга в окружном направлении (см. фиг. 3), что дополнительно сокращает осевой габарит подшипника. Упомянутые разрезные кольца 8 и 9 установлены со стороны компрессора (слева) и турбины (справа) соответственно относительно шариков 10, контактируя с последними, причем участки внутренней рабочей поверхности сепаратора 7, контактирующей с разрезными кольцами 8 и 9, выполнены коническими относительно продольной оси опоры, основания конусов меньшего диаметра которых направлены в противолежащие стороны.The radial inter-shaft support of the rotor of the turbomachine contains a double row bearing, comprising an outer ring 1, the inner working surface of which is cylindrical relative to the longitudinal axis of the support, mounted in the gear shaft of the central bevel gear 2, two inner rings 3 and 4 mounted on the shaft of the turbine 5, outer working surfaces which are made conical relative to the longitudinal axis of the support, and the base of the cones of a smaller diameter of said conical outer working surfaces of the inner Lets 3, 4 are directed to opposite sides. A remote ring 6, mounted between the inner rings 3 and 4, as well as a separator 7. The claimed support also contains two split rings 8 and 9, each of which is made in cross section in the form of a circle. In the separator 7, two rows of balls 10 are installed with a radial displacement relative to each other, i.e. balls 10 from adjacent rows alternate, and balls from adjacent rows partially overlap each other in the circumferential direction (see Fig. 3), which further reduces the axial dimension of the bearing. Mentioned split rings 8 and 9 are mounted on the compressor side (left) and turbine (right), respectively, with respect to balls 10, in contact with the latter, and the portions of the inner working surface of the separator 7 in contact with the split rings 8 and 9 are conical relative to the longitudinal axis of the support, bases of cones of smaller diameter which are directed in opposite directions.

При отсутствии вращения опоры радиальный зазор в двухрядном подшипнике выбран за счет незначительной сжимающей деформации разрезных колец 8 и 9, которые упираются в сепаратор 7, а также воздействуют в осевом направлении на шарики 10, которые стремятся сместиться друг к другу, но ограничены коническими поверхностями внутренних колец 3 и 4 двухрядного подшипника. При этом предварительное усилие деформации разрезных колец 8 и 9 для создания усилий в зонах контакта шариков 10 с наружным 1 и внутренними 3 и 4 кольцами двухрядного подшипника настраивается дистанционным кольцом 6.In the absence of support rotation, the radial clearance in the double row bearing is selected due to the slight compressive deformation of the split rings 8 and 9, which abut against the separator 7, and also act in the axial direction on the balls 10, which tend to move to each other, but are limited by the conical surfaces of the inner rings 3 and 4 double row bearings. In this case, the preliminary deformation force of the split rings 8 and 9 to create forces in the contact zones of the balls 10 with the outer 1 and inner 3 and 4 rings of the double row bearing is adjusted by the spacer ring 6.

Во время работы опоры усилие прижатия шариков 10 к наружному кольцу 1 и внутренним кольцами 3, 4 увеличивается посредством воздействия центробежных сил на разрезные кольца 8 и 9, которые в свою очередь стремятся расшириться и по конусным рабочим поверхностям сепаратора 7 стараются сместиться по направлению друг к другу. Поэтому происходит осевое воздействие на шарики 10, приводящее к увеличению усилий контакта между шариками 10 и кольцами 1, 3, 4 двухрядного подшипника на всех режимах работы опоры. Это необходимо для того, что с увеличением частоты вращения роторов растет и радиальная нагрузка на двухрядный подшипник.During the operation of the support, the pressing force of the balls 10 to the outer ring 1 and the inner rings 3, 4 is increased by the action of centrifugal forces on the split rings 8 and 9, which in turn tend to expand and try to shift along the conical working surfaces of the separator 7 towards each other . Therefore, there is an axial effect on the balls 10, leading to an increase in the contact forces between the balls 10 and the rings 1, 3, 4 of a double row bearing in all modes of operation of the support. This is necessary so that with an increase in the rotor speed, the radial load on the double row bearing also increases.

Взаимодействие шариков 10 с наружным 1 и внутренними кольцами 3, 4, разрезными кольцами 8, 9 и гнездами сепаратора 7 осуществляется по точечному контакту, что снижает тепловыделение в подшипнике по сравнению с прототипом, а следовательно, снижается расход масла на охлаждение подшипника и заявленной опоры в целом.The interaction of the balls 10 with the outer 1 and the inner rings 3, 4, split rings 8, 9 and the slots of the separator 7 is carried out by point contact, which reduces heat dissipation in the bearing compared to the prototype, and therefore, the oil consumption for cooling the bearing and the declared support is reduced in whole.

Claims (1)

Радиальная межвальная опора ротора турбомашины, содержащая двухрядный подшипник, включающий наружное кольцо, внутренняя рабочая поверхность которого выполнена цилиндрической относительно продольной оси опоры, установленное в валу шестерни центральной конической передачи, два внутренних кольца, установленные на валу турбины, наружные рабочие поверхности которых выполнены коническими относительно продольной оси опоры, дистанционное кольцо, установленное между внутренними кольцами, сепаратор, отличающаяся тем, что содержит два разрезных кольца, каждое из которых выполнено в поперечном разрезе в виде круга, при этом основания конусов меньшего диаметра упомянутых конических наружных рабочих поверхностей внутренних колец направлены в противолежащие стороны, при этом в упомянутом сепараторе установлены с радиальным смещением относительно друг друга два ряда шариков, а упомянутые разрезные кольца установлены со стороны компрессора и турбины соответственно относительно шариков, контактируя с последними, причем участки внутренней рабочей поверхности сепаратора, контактирующей с разрезными кольцами, выполнены коническими относительно продольной оси опоры, основания конусов меньшего диаметра которых направлены в противолежащие стороны.A radial inter-shaft bearing of a turbomachine rotor, comprising a double row bearing including an outer ring, the inner working surface of which is cylindrical relative to the longitudinal axis of the support, mounted in the gear shaft of the central bevel gear, two inner rings mounted on the turbine shaft, the outer working surfaces of which are made conical relative to the longitudinal bearing axis, a spacer ring installed between the inner rings, a separator, characterized in that it contains two bits ring, each of which is made in cross section in the form of a circle, while the bases of the cones of smaller diameter of the said conical outer working surfaces of the inner rings are directed to opposite sides, while in the said separator two rows of balls are installed with radial displacement relative to each other, and the aforementioned split rings are mounted on the compressor and turbine sides, respectively, relative to the balls, in contact with the latter, and sections of the inner working surface of the separator, con clocked with split rings made conical relative to the longitudinal axis of the support, the base of the cones of smaller diameter which are directed in opposite directions.
RU2016136043A 2016-09-07 2016-09-07 Radial intershaft turbomachine rotor support RU2627625C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136043A RU2627625C1 (en) 2016-09-07 2016-09-07 Radial intershaft turbomachine rotor support

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016136043A RU2627625C1 (en) 2016-09-07 2016-09-07 Radial intershaft turbomachine rotor support

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2627625C1 true RU2627625C1 (en) 2017-08-09

Family

ID=59632588

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016136043A RU2627625C1 (en) 2016-09-07 2016-09-07 Radial intershaft turbomachine rotor support

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2627625C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU853122A1 (en) * 1979-10-12 1981-08-07 Предприятие П/Я М-5906 Turbomachine bearing assembly
US4872767A (en) * 1985-04-03 1989-10-10 General Electric Company Bearing support
RU2391570C2 (en) * 2007-10-15 2010-06-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное объединение "ИНТЕРМАШ" Axle rolling bearing for high speed main lines
RU99545U1 (en) * 2010-06-04 2010-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT
RU2414612C1 (en) * 2009-08-26 2011-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Gas turbine engine rotor support
US8083469B1 (en) * 2009-03-20 2011-12-27 Florida Turbine Technologies, Inc. High temperature bearing with lubricant

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU853122A1 (en) * 1979-10-12 1981-08-07 Предприятие П/Я М-5906 Turbomachine bearing assembly
US4872767A (en) * 1985-04-03 1989-10-10 General Electric Company Bearing support
RU2391570C2 (en) * 2007-10-15 2010-06-10 Общество с ограниченной ответственностью научно-производственное объединение "ИНТЕРМАШ" Axle rolling bearing for high speed main lines
US8083469B1 (en) * 2009-03-20 2011-12-27 Florida Turbine Technologies, Inc. High temperature bearing with lubricant
RU2414612C1 (en) * 2009-08-26 2011-03-20 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") Gas turbine engine rotor support
RU99545U1 (en) * 2010-06-04 2010-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "САЛЮТ" (ФГУП "ММПП "САЛЮТ") GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2647799C2 (en) Roller bearing for wind turbines
JP2010121779A (en) Rolling bearing
RU2570891C1 (en) Ball cageless roll bearing
CN103534497A (en) Spacer for rolling bearing, notably used in a wind turbine
CN106050904B (en) Spherical roller bearing device
EP2107261B1 (en) Roller bearings and gas turbine engine systems involving such bearings
RU2627625C1 (en) Radial intershaft turbomachine rotor support
RU158478U1 (en) DOUBLE-ROW RADIALLY STOP BALL BEARING
RU2609545C1 (en) Reducing thrust bearing
US20160061258A1 (en) Needle bearing with a cage and a retaining tab formed on the cage
RU2596898C1 (en) Radial inter-shaft turbomachine rotor support
RU161497U1 (en) RADIALLY THrust BALL BEARING UNIQUE BEARING
RU2472985C1 (en) Bearing assembly
RU161498U1 (en) RADIALLY THrust BALL BEARING UNIQUE BEARING
JP5668877B2 (en) Bi-splitting rolling bearing and bearing device having the same
RU2226627C2 (en) Roller bearing
CN108457987A (en) Cylinder roller bearing and its retainer
RU172152U1 (en) BALL BEARING RADIALLY THrust DOUBLE ROW
RU2523357C1 (en) Ball cageless bearing
RU2488721C1 (en) Two-row antifriction ball bearing
RU175619U1 (en) GAS-TURBINE ENGINE SUPPORT ASSEMBLY
JP6540281B2 (en) Double row ball bearing
RU161502U1 (en) RADIALLY THrust BALL BEARING UNIQUE BEARING
RU2729561C1 (en) High-pressure rotor support of gas turbine engine
US20160123450A1 (en) Balance shaft and internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner