RU2729561C1 - High-pressure rotor support of gas turbine engine - Google Patents
High-pressure rotor support of gas turbine engine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2729561C1 RU2729561C1 RU2019127866A RU2019127866A RU2729561C1 RU 2729561 C1 RU2729561 C1 RU 2729561C1 RU 2019127866 A RU2019127866 A RU 2019127866A RU 2019127866 A RU2019127866 A RU 2019127866A RU 2729561 C1 RU2729561 C1 RU 2729561C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- balls
- oil
- pressure rotor
- gas turbine
- bearing
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
- F02C7/06—Arrangements of bearings; Lubricating
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, в частности опорам роторов компрессоров и турбин.The invention relates to gas turbine engines for aviation and ground use, in particular, supports for compressors and turbines rotors.
Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является известная опора ротора высокого давления ПС-90А (А.А. Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий, Газотурбинные двигатели, ОАО «Авиадвигатель», Пермь, 2007, с. 197 - 199, рис. 4.4.7.1_5). Шарикоподшипниковая опора предназначена для передачи радиального и осевого усилия с ротора высокого давления на корпусные детали. В состав опоры входит радиально - упорный шарикоподшипник с разъемным внутренним кольцом, наружное кольцо, сепаратор. Подача масла осуществляется через форсунки.The closest analogue of the proposed technical solution is the well-known PS-90A high-pressure rotor support (A.A. Inozemtsev, M.A.Nikhamkin, V.L. Sandratsky, Gas turbine engines, Aviadvigatel OJSC, Perm, 2007, p. 197 - 199, Fig. 4.4.7.1_5). The ball bearing support is designed to transmit the radial and axial force from the high pressure rotor to the housing parts. The support includes an angular contact ball bearing with a split inner ring, an outer ring, and a cage. The oil is supplied through the nozzles.
Однако при работе известного подшипника в контактных областях шариков с беговыми дорожками колец будут возникать масляные клинья и наблюдаться проскальзывание шариков при качении, что вызывает повышение рабочей температуры и шумность при работе. При этом допустимая температура достигается только за счет количества охлаждающего масла. Это отрицательно сказывается на работе подшипника и опоры ротора высокого давления в целом.However, during the operation of the known bearing in the contact areas of the balls with the raceways of the rings, oil wedges will appear and slippage of the balls during rolling will occur, which causes an increase in the operating temperature and noise during operation. In this case, the permissible temperature is only reached by the amount of cooling oil. This adversely affects the operation of the bearing and the high pressure rotor support as a whole.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение надежности работы опоры ротора высокого давления за счет уменьшения влияния параметров масляного клина на шарики подшипника и, как следствие, уменьшение температурного градиента и уменьшение возможности проявления проскальзывания.The technical result of the proposed invention is to increase the reliability of the high-pressure rotor support by reducing the influence of the oil wedge parameters on the bearing balls and, as a consequence, reducing the temperature gradient and reducing the possibility of slipping.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной опоре ротора высокого давления газотурбинного двигателя, включающей радиально - упорный подшипник, содержащий наружное и внутреннее кольца с гладкими беговыми дорожками, маслоподводящую и отводящую системы, согласно предложению в каждой возможной контактной области шариков и беговых дорожек под осевой нагрузкой на последних выполнена по меньшей мере одна радиальная маслопроводящая канавка.The specified technical result is achieved by the fact that in the known support of the high-pressure rotor of a gas turbine engine, which includes an angular contact bearing containing an outer and an inner ring with smooth running tracks, an oil supply and discharge system, according to the proposal, in each possible contact area of balls and running tracks under the axial the load on the latter is made at least one radial oil-conducting groove.
Опоры ротора высокого давления содержат подшипник, систему подвода и отвода масла для обеспечения смазки и отвода тепла. Являясь узлом энергообмена, опора работает в условиях воздействия радиальных и осевых нагрузок, температуры и количества смазки. Для шариковых подшипников в связи с действием осевых сил происходит смещение колец друг относительно друга, что увеличивает площадь контактной области шариков с беговыми дорожками колец, где возникает сжатие масляной прослойки с образованием масляных «клиньев» с большим удельным давлением. Результирующая сила, действующая на шарики со стороны масляных клиньев, стремится отжать шарики от поверхности качения и повернуть их в направлении противоположном рабочему вращению. Соотношение сил таково, что сила, действующая со стороны внешнего кольца, больше на величину центробежной силы шариков. Возникающее «скольжение» шариков вызывает износ элементов подшипника, повышение рабочей температуры и шумность.The high pressure rotor mounts contain a bearing, oil supply and return system to provide lubrication and heat dissipation. As an energy exchange unit, the support operates under the influence of radial and axial loads, temperature and quantity of lubricant. For ball bearings, due to the action of axial forces, the rings are displaced relative to each other, which increases the contact area of the balls with the raceways of the rings, where the oil layer is compressed with the formation of oil “wedges” with high specific pressure. The resulting force acting on the balls from the side of the oil wedges tends to squeeze the balls off the rolling surface and turn them in the direction opposite to the working rotation. The ratio of forces is such that the force acting from the side of the outer ring is greater by the value of the centrifugal force of the balls. The resulting "sliding" of the balls causes wear of the bearing elements, an increase in operating temperature and noise.
Снабжение всех возможных контактных областей шариков и беговых дорожек наружного и внутреннего колец радиальными маслопроводящими канавками позволяет обеспечить свободное перетекание масла из полости перед шариками в полость за ними, что способствует уменьшению или исчезновению масляных клиньев перед шариками.The supply of all possible contact areas of the balls and raceways of the outer and inner rings with radial oil-conducting grooves allows the free flow of oil from the cavity in front of the balls to the cavity behind them, which contributes to the reduction or disappearance of oil wedges in front of the balls.
Количество радиальных маслопроводящих канавок выбирают исходя из величины контактной области и размера подшипника.The number of radial oil-conducting grooves is selected based on the size of the contact area and the size of the bearing.
Профиль радиальных маслопроводящих канавок выбирают исходя из прочностных характеристик наружного и внутреннего колец. Площадь проходного сечения канавки выбирают из расчета обеспечения расхода масла в объеме 5- 10% объема масляного клина.The profile of the radial oil-conducting grooves is selected based on the strength characteristics of the outer and inner rings. The area of the flow section of the groove is selected on the basis of ensuring the oil consumption in the amount of 5-10% of the volume of the oil wedge.
На фиг. 1 представлен разрез подшипника опоры ротора высокого давления в статическом состоянии.FIG. 1 shows a sectional view of the bearing of the high pressure rotor support in a static state.
На фиг. 2 представлен разрез подшипника опоры ротора высокого давления при воздействии на него осевой нагрузки.FIG. 2 shows a section of the bearing of the high-pressure rotor support when it is subjected to an axial load.
1 - наружное кольцо подшипника;1 - outer ring of the bearing;
2 - внутреннее кольцо подшипника;2 - inner ring of the bearing;
3 - шарики;3 - balls;
4 - радиальная маслопроводящая канавка;4 - radial oil-conducting groove;
5 - контактная область.5 - contact area.
Подшипник опоры ротора высокого давления состоит из наружного кольца 1 и внутреннего кольца 2 с гладкими беговыми дорожками и заключенных внутри колец 1, 2 шариков 3. На беговых дорожках наружного кольца 1 и внутреннего кольца 2 выполнены маслопроводящие радиальные канавки 4. Радиальные маслопроводящие канавки 4 размещены в возможных контактных областях 5 шариков 3 и беговых дорожек наружного кольца 1 и внутреннего кольца 2, возникающих при воздействии на подшипник осевой силы.The bearing of the high-pressure rotor support consists of an
В процессе работы подшипника при воздействии осевой силы наружное кольцо 1 и внутреннее кольцо 2 смещаются относительно друг друга и шарики 3 контактируют с беговыми дорожками наружного кольца 1 и внутреннего кольца 2 уже не в точке, как это происходит в статическом состоянии, а в появляющихся противоположно расположенных относительно шариков 3 контактных областях 5. При изменении направления приложения осевой силы на подшипник расположение контактных областей 5 будет иным, поэтому радиальные маслопроводящие канавки 4 размещают во всех возможных контактных областях 5, образующихся при осевой нагрузке подшипника. В контактных областях 5 перед катящимися шариками 3 образуется масляный клин, который отрицательно влияет на качение. Радиальные маслопроводящие канавки 4, размещенные в контактных областях 5, позволяют маслу перетекать из области перед шариками 3 в области за ними, предотвращая значительное повышение давления в подшипнике.In the process of bearing operation, under the action of an axial force, the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127866A RU2729561C1 (en) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | High-pressure rotor support of gas turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019127866A RU2729561C1 (en) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | High-pressure rotor support of gas turbine engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2729561C1 true RU2729561C1 (en) | 2020-08-07 |
Family
ID=72085902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019127866A RU2729561C1 (en) | 2019-09-04 | 2019-09-04 | High-pressure rotor support of gas turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2729561C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293193C1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Gas-turbine engine support unit |
RU2450140C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Two-rotor gas turbine engine bearing |
US9121303B2 (en) * | 2008-06-10 | 2015-09-01 | United Technologies Corporation | Bearing system |
RU173697U1 (en) * | 2016-12-13 | 2017-09-06 | Юрий Борисович Назаренко | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT |
RU2666108C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-09-05 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Turbomachine with grease lubricant rotor support |
-
2019
- 2019-09-04 RU RU2019127866A patent/RU2729561C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2293193C1 (en) * | 2005-06-30 | 2007-02-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Московское машиностроительное производственное предприятие "Салют" | Gas-turbine engine support unit |
US9121303B2 (en) * | 2008-06-10 | 2015-09-01 | United Technologies Corporation | Bearing system |
RU2450140C1 (en) * | 2011-01-13 | 2012-05-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Two-rotor gas turbine engine bearing |
RU173697U1 (en) * | 2016-12-13 | 2017-09-06 | Юрий Борисович Назаренко | GAS-TURBINE ENGINE ROTOR SUPPORT |
RU2666108C1 (en) * | 2017-04-12 | 2018-09-05 | Публичное акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" | Turbomachine with grease lubricant rotor support |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7926291B1 (en) | Bearing supported rotor shaft of a gas turbine engine | |
Aramaki et al. | The performance of ball bearings with silicon nitride ceramic balls in high speed spindles for machine tools | |
US7178987B2 (en) | Preloaded duplex ball bearing design | |
US10329952B2 (en) | Bearing assembly, in particular for a turbomachine, and turbomachine having such a bearing assembly | |
US8292511B2 (en) | Rolling-element bearing | |
CN112424476B (en) | Screw compressor element and machine | |
US3549222A (en) | High speed anti-friction bearing | |
US8360657B2 (en) | Hydrodynamic tapered roller bearings and gas turbine engine systems involving such bearings | |
RU2303148C1 (en) | Gas-turbine engine intershaft support unit | |
RU2729561C1 (en) | High-pressure rotor support of gas turbine engine | |
Stefani et al. | Comparative analysis of bearings for micro-GT: an innovative arrangement | |
US2074202A (en) | Bearing | |
RU2282067C1 (en) | Supporting-thrust slider bearing for shaft of turbomachine | |
RU2605658C2 (en) | Combined radial-axial gas-dynamic spade journal bearing | |
RU2605703C2 (en) | Combined bearing | |
Roshchin | Experimental Estimation of Energy Losses in Tapered Roller Bearings | |
CN112833093A (en) | Bearing arrangement | |
US20170102025A1 (en) | Piston machine | |
RU162455U1 (en) | SELF-INSTALLING INDOOR BEARING | |
RU2651406C1 (en) | Combined bearing | |
RU2627625C1 (en) | Radial intershaft turbomachine rotor support | |
RU2754280C1 (en) | Thrust sliding bearing (options) | |
RU2450164C1 (en) | Screw compressor | |
US10634152B2 (en) | Multi-bearing design for shaft stabilization | |
RU2609887C2 (en) | Gas turbine engine inter-rotor support |