ОПОРА РОТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Полезная модель относится к области турбостроения, а именно к опорам роторов газотурбинного двигателя (ГТД), в том числе с межроторными подшипниками (МРП), и может быть использована в транспортном и энергетическом машиностроении.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Опоры роторов ГТД с подшипниками качения, в том числе межроторными, являются одними из узлов, определяющих безопасность работы двигателя в целом, т.к. выход подшипников из строя переводит ГТД в аварийное состояние. МРП отличаются от обычных подшипников ГТД более сложными условиями работы. Они воспринимают изменения радиальной нагрузки, связанные с дисбалансом двух роторов, их взаимной прецессией и угловыми перемещениями роторов, обусловленные их колебаниями при возникновении резонансов различной интенсивности, а также работают в условиях смены тепловых потоков (прямых и обратных) при переходе с режима на режим работы ГТД.
Известен узел опоры ГТД, в котором на подшипник с роликом, внутренним кольцом и сепаратором масло через отверстия, выполненные в цапфе вала масло попадает в кольцевые коллекторы и через форсунки подается в подшипник в осевом направлении (патент РФ №2144995, P02C 7/06, дата публикации - 2000.01.27) - аналог.
Недостатком данной конструкции является, то, что масло из форсунок под действием центробежных сил отбрасывается непосредственно на наружное кольцо подшипника, а на внутреннее кольцо подшипника масло попадает в незначительном количестве, недостаточном для обеспечения надежной работы подшипника и двигателя в целом
Так же известен узел опоры ГТД, содержащий подшипник с роликом, внутренним кольцом и сепаратором, соединенный каналами подвода масла с валом. В этом решении используется подшипник, содержащий сепаратор, в конструкцию которого интегрирован маслораспределительный коллектор («крылышки»), а также каналы, выполненные во втулке и позволяющие осуществлять подвод масла к подшипнику (патент РФ №2293193, МПК F02C7/06, дата публикации 2007.02.10) - прототип.
Общим недостатком рассмотренных конструкций является возможное повреждение роликового подшипника, связанное с угловыми перекосами его колец в эксплуатации выше допустимых пределов (~4′).
Повышение надежности эксплуатации опор роторов ГТД, в том числе с МРП, обеспечивается применением подшипника с расширенным диапазоном допустимых эксплуатационных углов перекоса его колец (до 2,5°) - радиального двухрядного сферического шарикового подшипника.
РАСКРЫТИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
При создании данной полезной модели решается задача расширения арсенала технических средств, направленных на повышение надежности эксплуатации опор роторов ГТД; в том числе с МРП, технический результат заключается в расширении диапазона допустимых эксплуатационных углов перекоса колец подшипника с целью предотвращения возможных его повреждений.
Существенные признаки:
опора роторов ГТД, радиальный двухрядный сферический шариковый подшипник качения с наружным кольцом, имеющим сферический профиль дорожки качения, с внутренним кольцом, имеющим гладкую цилиндрическую дорожку качения, с сепаратором, интегрирующим в своей конструкции маслораспределительный коллектор.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертеже показаны:
Фиг. 1 - Продольный разрез опоры ротора ГТД;
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ
Опора роторов ГТД (Фиг. 1) включает подшипник 1 с двумя рядами шариков 2, с внутренним кольцом со сферической дорожкой качения 3, с наружным кольцом с гладкой цилиндрической дорожкой качения 4, с сепаратором 5, в конструкцию которого интегрирован маслораспределительный коллектор, каналы 6 подвода масла, вал 7 ротора и корпус подшипника 8 (в случае МРП - вал второго ротора). Во внутреннем кольце 3 подшипника дополнительно выполнены каналы 9, служащие для подвода масла к маслораспределительному коллектору сепаратора и к подшипнику 1.
Конструкция опоры ротора ГТД позволяет валу 7 (или валам 7 и 8 в случае МРП) совершать перемещения в угловых направлениях в пределах до 2,5° (за счет сферичности профиля беговой дорожки внутреннего кольца 3 и зазоров между шариками 2 и сепаратором 5), в осевом направлении, компенсируя термические расширения роторов, - за счет гладкой цилиндрической дорожки качения наружного кольца 4. Применение двухрядного сферического шарикового подшипника позволяет сохранить его грузоподъемность на уровне роликового подшипника.