ОПОРА ТУРБИНЫ ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ
HIGH-PRESSURE TURBINE SUPPORT

Изобретение относится к турбиностроению и может быть использовано в конструкции газотурбинных установок, в частности в элементах опор и опорных подшипников.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является опора турбины высокого давления, содержащая корпус подшипника с силовыми спицами, закрепленными на корпусе турбины, наружное кольцо подшипника, установленное в корпусе между упорным буртом и гайкой, и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины /RU 2681 U1, МПК F02C 7/06. Опубликовано: 20.12.2002 г./
Недостатком данной конструкции является то, что наружное кольцо роликоподшипника устанавливается непосредственно в корпус подшипника и зажимается гайкой. При остановке, когда масло не поступает на подшипник, происходит подклинивание подшипника, так как масляные насосы имеют привод от ротора турбины высокого давления (ТВД), который останавливается ранее ротора турбины низкого давления (ТНД), отворачивается гайка, и кольцо подшипника, имеющее большую твердость, проворачивается в корпусе подшипника, происходит износ посадочного диаметра корпуса. После нескольких остановок появляется повышенная вибрация, изделие снимается с эксплуатации и поступает в ремонт.
Задачей изобретения является улучшение работоспособности подшипника опоры турбины высокого давления.
Ожидаемый технический результат - увеличение ресурса работы подшипника опоры и снижение возможности его разрушения при сохранении габаритов и экономичности двигателя.
Технический результат достигается тем, что известная опора турбины высокого давления, содержащая корпус подшипника с силовыми спицами, закрепленными на корпусе турбины, наружное кольцо подшипника, установленное в корпусе между упорным буртом и гайкой, и роликоподшипник, взаимодействующий с ротором турбины, согласно изобретению снабжена промежуточным кольцом из материала с твердостью, соизмеримой с твердостью наружного кольца подшипника, на одном из торцов промежуточного кольца выполнены выступы, а в упорном бурте выполнены ответные выступам пазы, промежуточное кольцо установлено между корпусом и наружным кольцом, при этом выступы кольца входят в пазы в упорном бурте.
Промежуточное кольцо, установленное между наружным кольцом роликоподшипника и корпусом подшипника, обладает твердостью по Роквеллу, соизмеримой с твердостью наружного кольца подшипника. Твердость промежуточного кольца не должна отличаться от твердости наружного кольца подшипника более чем на 2…3 HRC, что позволяет избежать ощутимого износа внутренней поверхности корпуса подшипника при проворачивании наружного кольца. Для предотвращения проворачивания на одном торце промежуточного кольца предусмотрено выполнение выступов, которые при установке кольца входят в пазы, выполненные под них в упорном бурте корпуса. Количество выступов на промежуточном кольце определяется из условия работы выступов без врезания в боковую поверхность пазов бурта корпуса подшипника при различной мощности двигателей. Для двигателей среднего диапазона мощностей оптимальным является наличие на промежуточном кольце 10…16 выступов. При использовании в кольце менее 10 выступов в некоторых случаях возможно врезание выступов в боковую поверхность пазов, а при количестве выступов более 16 увеличивается трудоемкость изготовления кольца.
Фиг. 1 - продольное сечение опоры.
Фиг. 2 - кольцо с буртиками.
Опора (ТВД) состоит из корпуса подшипника 1 с упорным буртом 2, в котором выполнены пазы 3, промежуточного кольца 4 с выступами 5, роликоподшипника 6 с наружным кольцом 7, гайки 8, ротора турбины высокого давления 9.
При сборке выступы 5 кольца 4 устанавливаются в пазы 3 бурта 2 корпуса подшипника 1.
При работе ротор 9 газотурбинной установки вращается на роликоподшипнике 6, который обеспечивается смазкой от насосов в штатном режиме. При остановке двигателя, когда масло не подается на подшипник по причине отключения насосов, ротор по инерции продолжает вращаться. Ролики подклинивают наружное кольцо 7 подшипника, которое проворачивается относительно промежуточного кольца 4, но износа колец не происходит, так как они имеют соизмеримую твердость и на кольце остается лишь осветление поверхности.
Применение изобретения позволяет обеспечить бесперебойную работу газотурбинной установки, исключить возникновение критических вибраций после нескольких возникающих в процессе эксплуатации и плановых остановок и увеличить межремонтный ресурс на 50000 часов.