ОПОРА РОТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к газотурбинным двигателям, а именно, к конструкции опор роторов турбомашин, в том числе, и вращающихся с большой скоростью.
Известна опора газотурбинного двигателя, содержащая подшипник, внутренняя обойма которого установлена на валу ротора, с образованием масляного канала между ней и валом, к сепаратору подшипника подведены масляные коллекторы, масляный канал и масляные коллекторы при помощи отверстий соединены с масляной ванной, образованной на внутренней поверхности вала (Патент РФ №2144995, опубл. 2000.01.27, МПК 7 F 02 C 7/06).
Данная конструкция предполагает изготовление вала ротора в виде единой детали, который, с одной стороны, должен удовлетворять условиям надежности и прочности, а с другой не должен увеличивать вес и габариты двигателя.
В известном решении предусмотрена увязка геометрических размеров вала и внутренней обоймы подшипника, что может привести к увеличению диаметра вала, кроме того, как показывает опыт, образование масляной ванны на внутренней поверхности вала не позволяет надежно обеспечить необходимое количество, а, следовательно, давление масла при любых режимах работы двигателя, т.е. при любой частоте вращения вала ротора.
Задачей заявленного технического решения является повышение надежности работы ротора за счет обеспечения возможности оптимизации процессов изготовления и работы ротора.
Указанная задача решается тем, что в опоре ротора газотурбинного двигателя содержится вал и подшипник с внутренней обоймой, выполненный с возможностью подвода к нему масла, причем вал выполнен составным, внутренняя обойма подшипника установлена на цапфе ротора, цапфа и вал ротора соединены друг с другом с образованием между ними полости для подвода масла к подшипнику.
Соединение цапфы и вала ротора может быть выполнено шлицевым.
Подвод масла к подшипнику может осуществляться с помощью масляных коллекторов и отверстий, выполненных в цапфе ротора.
Внутренняя обойма подшипника может быть установлена на наружной поверхности цапфы ротора.
Подшипник может быть выполнен роликовым.
Часть вала может быть выполнена n3 титана или сплава на его основе.
Новым является то, что вал выполнен составным, внутренняя обойма подшипника установлена на цапфе ротора, соединенной с валом ротора, цапфа и вал ротора соединены друг с другом с образованием между ними полости для подвода масла к подшипнику. Соединение цапфы и вала ротора выполнено шлицевым. Подвод масла к подшипнику осуществляется с помощью масляных коллекторов и отверстий, выполненных в цапфе ротора. Внутренняя обойма подшипника установлена на наружной поверхности цапфы ротора. Подшипник выполнен роликовым. Часть вала может быть выполнена из титана или сплава на его основе.
Введение цапфы в качестве дополнительной детали в конструкцию опоры ротора позволяет в значительной степени изменить конструкцию и размеры вала, в том числе, выполнить вал ротора сборным, при этом его часть может быть выполнена из другого материала, например, из титана или сплава на основе титана, что позволяет снизить общий вес вала, при этом целенаправленно изменяя его механические характеристики. Соединение цапфы с валом посредством шлицевого соединения позволяет обеспечить взаимное центрирование деталей, при этом часть шлицев может быть убрана с целью образования полости достаточного объема, которая заполняется значительным количеством масла в процессе работы, что и обеспечивает надежное поступление масла к сепаратору и телам качения подшипника.
Схемы и конструкции опоры в части подвода масла к подшипнику могут быть различными, в том числе, подвод масла может осуществляться с помощью масляных коллекторов.
На фиг.1 изображен продольный разрез опоры ротора.
На фиг.2 изображено сечение шлицевого соединения цапфы и вала ротора.
Опора ротора газотурбинного двигателя содержит подшипник 1, внутренняя обойма 2 которого установлена на цапфе 3 ротора. С обеих сторон сепаратора 4 подшипника размещены масляные коллекторы 5, которые через отверстия 6, сообщены с полостью 7, образованной между цапфой 3 и валом 8 ротора. Цапфа 3 и вал 8 ротора соединены между собой с помощью шлицев 9, вал 8 ротора может быть выполнен составным, при этом отдельные его части соединены между собой, в частности, с помощью штифтов 10. Подача масла в полость 7 осуществляется через форсунку 11.
При работе двигателя масло из форсунки 11 поступает в полость 7, образованную между цапфой 3 и валом 8 ротора, что позволяет обеспечить присутствие в полости масла в достаточном количестве при любых режимах работы двигателя, затем через отверстия 6 масло поступает в масляные коллекторы 5, а через отверстия в них к сепаратору 4 подшипника, обеспечивая охлаждение и смазку остальных элементов подшипника.