RU85588U1

RU85588U1 - SHAFT SUPPORT

Info

Publication number: RU85588U1
Application number: RU2008152740/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Константинович Маркин; Андрей Владимирович Ящелтов; Григорий Николаевич Журавлев; Ирина Борисовна Волгина; Николай Андреевич Гачегов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2009-08-10

Abstract

1. Опора вала, содержащая корпус, подшипник с наружным и внутренним кольцами, сепаратором и шариками, при этом у обоих торцов подшипника образованы полости, каждая из которых разделена перегородками на основную полость смазки, сообщенную с подшипником, и полость охлаждения, сообщенную с каналом для охладителя, выполненным между корпусом и валом, отличающаяся тем, что канал для охладителя сообщен с источником воздуха, а полости охлаждения сообщены с полостями сброса с одинаковым давлением, кроме того, между внутренним кольцом и валом выполнен канал, сообщенный через отверстие в валу с источником воздуха. ! 2. Опора вала по п.1, отличающаяся тем, что в подшипнике между внутренним кольцом и сепаратором выполнены направляющие каналы для смазки, расширяющиеся в направлении шариков, при этом внутренняя поверхность сепаратора выполнена конической, кроме того, под валом в нижней части основной полости для смазки образована дополнительная полость, сообщенная с основной полостью.1. A shaft support comprising a housing, a bearing with outer and inner rings, a cage and balls, and cavities are formed at both ends of the bearing, each of which is divided by partitions into the main lubricant cavity in communication with the bearing, and a cooling cavity in communication with the channel for cooler, made between the housing and the shaft, characterized in that the channel for the cooler is in communication with the air source, and the cooling cavity is in communication with the discharge cavities with the same pressure, in addition, between the inner ring and the shaft The channel communicated through an opening in the shaft with an air source is provided. ! 2. The shaft support according to claim 1, characterized in that in the bearing between the inner ring and the cage are made guide channels for lubrication, expanding in the direction of the balls, while the inner surface of the cage is conical, in addition, under the shaft in the lower part of the main cavity for grease formed an additional cavity in communication with the main cavity.

Description

Полезная модель относится к области двигателестроения и может быть использована в опорах газотурбинных двигателей (ГТД).The utility model relates to the field of engine building and can be used in the supports of gas turbine engines (GTE).

Известна опора вала, которая содержит корпус и подшипник с наружным и внутренним кольцами, сепаратором и шариками, при этом у обоих торцов подшипника образованы полости смазки. Также опора содержит каналы для охладителя, выполненные в корпусе. (Патент GB №2187239, кл. F16С, 1987 г.)A shaft support is known, which comprises a housing and a bearing with outer and inner rings, a cage and balls, and lubricant cavities are formed at both ends of the bearing. The support also contains channels for the cooler, made in the housing. (GB Patent No. 2187239, class F16C, 1987)

Недостатком такой конструкции является низкая эффективность охлаждения смазки, которая обусловлена удаленностью каналов с охлаждающей жидкостью от полости смазки подшипника. Кроме того, в такой опоре отсутствует охлаждение колец подшипника, которые в процессе работы также нагреваются.The disadvantage of this design is the low cooling efficiency of the lubricant, which is due to the remoteness of the channels with the coolant from the lubricant cavity of the bearing. In addition, in such a support there is no cooling of the bearing rings, which also heat up during operation.

Также известна опора вала, которая содержит корпус и подшипник с наружным и внутренним кольцами, сепаратором и шариками. У обоих торцов подшипника образованы полости, каждая из которых разделена перегородками на полость смазки, сообщенную с подшипником и полость охлаждения, сообщенную с каналом для охладителя, выполненным между корпусом и валом. (Авторское свидетельство №1712696, кл. F16C заявл. 03.03.1989 г.)A shaft support is also known, which comprises a housing and a bearing with outer and inner rings, a cage and balls. At both ends of the bearing, cavities are formed, each of which is divided by partitions into a lubricant cavity in communication with the bearing and a cooling cavity in communication with a cooler channel made between the housing and the shaft. (Copyright certificate No. 1712696, class F16C, claimed 03.03.1989)

В такой опоре, охлаждающая жидкость подводится в полости охлаждения, расположенные рядом с полостями для смазки, тем самым эффективно охлаждая ее. Кроме того, в такой опоре охлаждается и наружное кольцо подшипника. Однако, использование в газотурбинном двигателе в качестве охладителя жидкости - не эффективно, так как в этом случае требуется специальный источник охладителя, что приводит к усложнению конструкции. Кроме того, в такой опоре отсутствует охлаждение внутреннего кольца подшипника, а также не обеспечена транспортировка смазки в подшипник, соответственно отсутствуют циркуляция смазки, и не обеспечивается вынос продуктов приработки из подшипника.In such a support, coolant is supplied to the cooling cavities located adjacent to the lubrication cavities, thereby effectively cooling it. In addition, the bearing outer ring is cooled in such a support. However, the use of a liquid cooler in a gas turbine engine is not effective, since in this case a special source of cooler is required, which leads to a design complication. In addition, in such a support there is no cooling of the inner ring of the bearing, and the lubricant is not transported to the bearing, accordingly there is no lubricant circulation, and the run-in products are not removed from the bearing.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является охлаждение опоры с помощью рабочего тела газотурбинного двигателя - воздуха. Дополнительной технической задачей является обеспечение циркуляции смазки в такой опоре.The technical result, which the utility model aims to achieve, is cooling the support using the working fluid of a gas turbine engine - air. An additional technical task is to ensure the circulation of lubricant in such a support.

Указанный технический результат достигается тем, что опора вала, преимущественно газотурбинного двигателя, содержит корпус и подшипник с наружным и внутренним кольцами, сепаратором и шариками. У обоих торцов подшипника образованы полости, каждая из которых разделена перегородками на основную полость смазки, сообщенную с подшипником и полость охлаждения, сообщенную с каналом для охладителя, выполненным между корпусом и валом.The specified technical result is achieved in that the shaft support, mainly of a gas turbine engine, comprises a housing and a bearing with outer and inner rings, a cage and balls. At both ends of the bearing, cavities are formed, each of which is divided by partitions into a main lubricant cavity in communication with the bearing and a cooling cavity in communication with a cooler channel made between the housing and the shaft.

Новым в полезной модели является то, канал для охладителя сообщен с источником воздуха, например промежуточной ступенью компрессора или входом в двигатель, а полости охлаждения сообщены с полостями сброса с одинаковым давлением. Между внутренним кольцом и валом выполнен канал, сообщенный через отверстие в валу с источником воздуха.What is new in the utility model is that the channel for the cooler is in communication with an air source, for example, an intermediate stage of the compressor or the engine inlet, and the cooling cavities are communicated with relief cavities with the same pressure. A channel is made between the inner ring and the shaft, which is communicated through an opening in the shaft with an air source.

Для обеспечения циркуляции смазки в подшипнике между внутренним кольцом и сепаратором, выполнены направляющие каналы для смазки, расширяющиеся в направлении шариков, при этом внутренняя поверхность сепаратора выполнена конической. Под валом в нижней части основной полости для смазки образована дополнительная полость, сообщенная с основной полостью.To ensure the circulation of lubricant in the bearing between the inner ring and the cage, lubricant guide channels are made, expanding in the direction of the balls, while the inner surface of the cage is tapered. Under the shaft in the lower part of the main cavity for lubrication formed an additional cavity in communication with the main cavity.

На прилагаемом чертеже изображена опора газотурбинного двигателя.The accompanying drawing shows the support of a gas turbine engine.

Опора вала 1, которая содержит корпус 2 и подшипник, включающий наружное и внутреннее кольца 3 и 4, сепаратор 5 и шарики 6, при этом у обоих торцов подшипника образованы полости. Каждая полость разделена перегородкой 7 на основную полость 8 смазки, сообщенную с подшипником и полость 9 охлаждения, сообщенную с каналом 10 для охладителя, выполненным между корпусом 2 и валом 1. Канал 10 для охладителя сообщен с источником воздуха, а полости 9 охлаждения сообщены с полостями 11 сброса с одинаковым давлением. Между внутренним кольцом 4 и валом 1 выполнен канал 12, сообщенный через отверстие 13 в валу 1 с источником воздуха.The shaft support 1, which includes a housing 2 and a bearing, including the outer and inner rings 3 and 4, the separator 5 and the balls 6, while at the both ends of the bearing cavities are formed. Each cavity is divided by a partition 7 into a main lubricant cavity 8, in communication with the bearing and a cooling cavity 9, in communication with a cooler channel 10 made between the housing 2 and the shaft 1. The cooler channel 10 is in communication with the air source, and the cooling cavities 9 are in communication with the cavities 11 discharge with the same pressure. Between the inner ring 4 and the shaft 1, a channel 12 is made, communicated through an opening 13 in the shaft 1 with an air source.

Между внутренним кольцом 4 и сепаратором 5, выполнены направляющие каналы 14 для смазки, расширяющиеся в направлении шариков 6, при этом внутренняя поверхность 15 сепаратора 5 выполнена конической. Под валом 1 в нижней части основной полости 8 смазки образована дополнительная полость 15, сообщенная с основной полостью 8.Between the inner ring 4 and the separator 5, made the guide channels 14 for lubrication, expanding in the direction of the balls 6, while the inner surface 15 of the separator 5 is made conical. Under the shaft 1 in the lower part of the main cavity 8 of the lubricant formed an additional cavity 15, in communication with the main cavity 8.

Охлаждение опоры происходит следующим образомThe cooling of the support is as follows

Сжатый воздух от промежуточной ступени компрессора или со входа в двигатель поступает через канал 10 в полость 9 охлаждения, тем самым охлаждая как наружное кольцо 3 подшипника, так и перегородку 7, за счет чего охлаждается смазка в подшипнике. Далее отработанный воздух сбрасывается в полости 11, в которых поддерживается одинаковое давление, что исключает вынос смазки воздухом из полости 8 подшипника.Compressed air from the intermediate stage of the compressor or from the engine inlet enters through the channel 10 into the cooling cavity 9, thereby cooling both the outer ring 3 of the bearing and the baffle 7, due to which the lubricant in the bearing is cooled. Next, the exhaust air is discharged into the cavity 11, in which the same pressure is maintained, which eliminates the removal of air grease from the bearing cavity 8.

Параллельно с этим сжатый воздух также подается в полый вал 1, а далее через отверстие 13 в валу 1 поступает в канал 12, проходя по которому, охлаждает внутреннее кольцо подшипника, после чего также сбрасывается в полость 11.In parallel with this, compressed air is also supplied to the hollow shaft 1, and then through the hole 13 in the shaft 1 enters the channel 12, passing through which it cools the inner ring of the bearing, after which it is also discharged into the cavity 11.

Циркуляция смазки в подшипнике осуществляется следующим образом.The circulation of lubricant in the bearing is as follows.

Основные полости 8 смазки подшипников и дополнительные полости 15 заполнены пластичной смазкой. При вращении ротора смазка попадает на перегородки 7 и, стекая по ним, попадает на сепаратор 5, далее под действием центробежных сил по направляющим каналам 14 транспортируется к наружному кольцу 3 подшипника, осуществляя смазку и охлаждение шариков 6, сепаратора 5 и внутренних поверхностей колец 3 и 4 подшипника. Далее смазка вытесняется из подшипника по зазорам между сепаратором 5 и наружным кольцом 3 в основные полости 8 и сообщенные с ними дополнительные полости 15, тем самым, имея возможность выносить продукты приработки из подшипника, которые в конечном итоге осаждаются в дополнительной полости 15.The main cavity 8 of the bearing lubricant and the additional cavity 15 are filled with grease. When the rotor rotates, the lubricant enters the partitions 7 and, flowing along them, enters the separator 5, then, under the action of centrifugal forces, it is transported through the guide channels 14 to the outer bearing ring 3, lubricating and cooling the balls 6, the separator 5 and the inner surfaces of the rings 3 and 4 bearings. Further, the lubricant is displaced from the bearing through the gaps between the separator 5 and the outer ring 3 into the main cavities 8 and additional cavities 15 connected with them, thereby being able to remove the running-in products from the bearing, which ultimately settle in the additional cavity 15.

Таким образом, охлаждение колец подшипника и его смазки с помощью воздуха, позволяет использовать такую опору в газотурбинном двигателе без усложнения конструкции. А за счет, направляющих каналов между внутренним кольцом и сепаратором обеспечивается циркуляция смазки в такой опоре.Thus, the cooling of the bearing rings and its lubrication with air, allows the use of such a support in a gas turbine engine without complicating the design. And due to the guide channels between the inner ring and the separator, the lubricant is circulated in such a support.

Claims

1. A shaft support comprising a housing, a bearing with outer and inner rings, a cage and balls, and cavities are formed at both ends of the bearing, each of which is divided by partitions into the main lubricant cavity in communication with the bearing, and a cooling cavity in communication with the channel for cooler, made between the housing and the shaft, characterized in that the channel for the cooler is in communication with the air source, and the cooling cavity is in communication with the discharge cavities with the same pressure, in addition, between the inner ring and the shaft The channel communicated through an opening in the shaft with an air source is provided.

2. The shaft support according to claim 1, characterized in that in the bearing between the inner ring and the separator there are guide channels for lubrication expanding in the direction of the balls, while the inner surface of the separator is conical, in addition, under the shaft in the lower part of the main cavity for grease formed an additional cavity in communication with the main cavity.