RU2596899C1 - Support of low-pressure compressor of turbomachine - Google Patents
Support of low-pressure compressor of turbomachine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596899C1 RU2596899C1 RU2015137948/06A RU2015137948A RU2596899C1 RU 2596899 C1 RU2596899 C1 RU 2596899C1 RU 2015137948/06 A RU2015137948/06 A RU 2015137948/06A RU 2015137948 A RU2015137948 A RU 2015137948A RU 2596899 C1 RU2596899 C1 RU 2596899C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ball bearing
- intermediate shaft
- housing
- support
- compressor
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции радиально-упорной опоры со стяжным устройством компрессора и турбины ротора низкого давления газотурбинного двигателя.The invention relates to the field of turbomachinery, and in particular to the design of an angular contact support with a compression device of a compressor and a low-pressure rotor turbine of a gas turbine engine.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбрана опора компрессора низкого давления турбомашины, содержащая промежуточный вал, в котором установлена цапфа ротора компрессора и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения, а в осевом направлении посредством стяжной трубы, последовательно установленные на промежуточном валу шариковый подшипник, наружное кольцо которого соединено с его корпусом посредством фланцевого соединения, графитовое уплотнение, корпус которого соединен с корпусом шарикового подшипника, лабиринтное уплотнение, причем упомянутые уплотнения и внутреннее кольцо шарикового подшипника зафиксированы относительно промежуточного вала в осевом направлении посредством упорного торца и гайки, выполненного и установленной по резьбе соответственно на промежуточном валу, маслоподводящий козырек, образующий с наружной поверхностью промежуточного вала кольцевую маслоподводящую полость, диаметрально расположенную ниже посадочного диаметра внутреннего кольца шарикового подшипника и сообщенную с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками, выполненными на промежуточном валу и подведенными к внутреннему кольцу шарикового подшипника (см. рис. 3.4, стр. 118, «Технология эксплуатации, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей: Учеб. пособие. / Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов, К.А. Малиновский, В.Г. Попов. - М.: Высш. шк.; 2002. - 355 с.; ил.).As the closest analogue (prototype), the support of a low-pressure compressor of a turbomachine is selected, containing an intermediate shaft, in which the axle of the compressor rotor is installed and connected to it in the circumferential direction by means of a splined joint, and in the axial direction by means of a coupling pipe, ball-mounted in series on the intermediate shaft a bearing, the outer ring of which is connected to its housing by means of a flange connection, a graphite seal, the housing of which is connected to the ball housing a bearing, a labyrinth seal, said seals and the inner ring of the ball bearing being axially fixed relative to the intermediate shaft by means of a thrust end and a nut, made and threaded on the intermediate shaft, respectively, an oil supply visor forming a ring oil supply cavity with the outer surface of the intermediate shaft, diametrically located below the bore diameter of the inner ring of the ball bearing and communicated with the annular and axial oil supply grooves made on the intermediate shaft and connected to the inner ring of the ball bearing (see fig. 3.4, p. 118, “Technology of operation, diagnostics and repair of gas turbine engines: Textbook. allowance. / Yu.S. Eliseev, V.V. Krymov, K.A. Malinovsky, V.G. Popov. - M .: Higher. school; 2002. - 355 p .; ill.).
Известному техническому решению присущи следующие недостатки. За счет того, что в известной конструкции гайка обжатия внутреннего кольца шарикового подшипника установлена со стороны турбины, упорный торец выполнен со стороны компрессора относительно шарикового подшипника, а фланец наружного кольца шарикового подшипника состыкован с фланцем корпуса опоры со стороны турбины, постановка шарикового подшипника в турбомашину возможна только в составе собранной опоры, включающей корпус, уплотнения и промежуточный вал. Поэтому после монтажа опоры в турбомашину невозможно проконтролировать торцевое биение внутреннего кольца подшипника относительно наружного кольца. Наличие повышенного биения, т.е. потеря соосности, негативно сказывается на работоспособности подшипника с выделением повышенного тепловыделения и последующим разрушением подшипника. Также корпус графитового уплотнения соединен с корпусом шарикового подшипника посредством неразборного соединения. В процессе дефектации графитового уплотнения необходимо полностью разобрать опору. При этом необходимо удерживать ротор турбины в осевом направлении, для этого требуется доступ к опоре турбины. Это усложняет и удорожает дефектацию уплотнений и подшипника, снижает технологичность турбомашины. Наличие маслоподводящих каналов, проходящих по совместной резьбе гайки и промежуточного вала, снижает прочность резьбового соединения за счет дополнительных концентраторов напряжений, что также снижает ресурс опоры в целом. При этом резьба гайки для снижения коэффициента трения при затяжке, как правило, смазывается графитовой смазкой, которая засоряет маслоподводящие каналы и засоряет масло. Так как маслоподводящая полость выполнена на гайке, то ее диаметрально невозможно расположить значительно ниже подшипника, не увеличив радиальные каналы, проходящие по резьбе. Тем самым снижается центробежный эффект подвода масла на подшипник.The known technical solution has the following disadvantages. Due to the fact that, in the known construction, the compression nut of the inner ring of the ball bearing is installed on the turbine side, the thrust end is made on the compressor side relative to the ball bearing, and the flange of the outer ring of the ball bearing is joined to the flange of the bearing housing on the turbine side, the ball bearing can be inserted into the turbomachine only as part of an assembled support, including housing, seals and countershaft. Therefore, after mounting the support in the turbomachine, it is impossible to control the end runout of the inner ring of the bearing relative to the outer ring. The presence of increased heartbeat, i.e. loss of alignment, negatively affects the performance of the bearing with the release of increased heat and subsequent destruction of the bearing. Also, the graphite seal housing is connected to the ball bearing housing by means of a non-separable connection. In the process of fault detection of graphite compaction, the support must be completely disassembled. In this case, it is necessary to keep the turbine rotor in the axial direction, this requires access to the turbine support. This complicates and increases the cost of defective seals and bearings, reduces the manufacturability of the turbomachine. The presence of oil-supplying channels passing along the joint thread of the nut and the intermediate shaft reduces the strength of the threaded connection due to additional stress concentrators, which also reduces the resource of the support as a whole. In this case, the nut thread to reduce the coefficient of friction during tightening, as a rule, is lubricated with graphite grease, which clogs the oil supply channels and clogs the oil. Since the oil-supply cavity is made on a nut, it cannot be diametrically located much lower than the bearing without increasing the radial channels passing through the thread. This reduces the centrifugal effect of supplying oil to the bearing.
Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения, является повышение работоспособности, надежности и технологичности опоры за счет дополнительного контроля соосности и удобства дефектации подшипника и уплотнений.The technical result achieved by using the present invention is to increase the operability, reliability and manufacturability of the support due to additional control of the alignment and convenience of defective bearings and seals.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной опоре компрессора низкого давления турбомашины, содержащей промежуточный вал, в котором установлена цапфа ротора компрессора и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения, а в осевом направлении посредством стяжной трубы, последовательно установленные на промежуточном валу шариковый подшипник, наружное кольцо которого соединено с его корпусом посредством фланцевого соединения, графитовое уплотнение, корпус которого соединен с корпусом шарикового подшипника, лабиринтное уплотнение, причем упомянутые уплотнения и внутреннее кольцо шарикового подшипника зафиксированы относительно промежуточного вала в осевом направлении посредством упорного торца и гайки, выполненного и установленной по резьбе соответственно на промежуточном валу, маслоподводящий козырек, образующий с наружной поверхностью промежуточного вала кольцевую маслоподводящую полость, диаметрально расположенную ниже посадочного диаметра внутреннего кольца шарикового подшипника и сообщенную с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками, выполненными на промежуточном валу и подведенными к внутреннему кольцу шарикового подшипника, согласно настоящему изобретению относительно шарикового подшипника гайка установлена со стороны компрессора, а упорный торец выполнен со стороны турбины зацело с промежуточным валом, при этом в упомянутом фланцевом соединении наружного кольца шарикового подшипника с корпусом шарикового подшипника фланец наружного кольца шарикового подшипника расположен со стороны компрессора относительно фланца корпуса шарикового подшипника, а маслоподводящий козырек выполнен на упорном торце, при этом соединение корпуса графитового уплотнения с корпусом шарикового подшипника выполнено разборным.The specified technical result is achieved by the fact that in the known support of the low-pressure compressor of a turbomachine containing an intermediate shaft, in which the axle of the compressor rotor is mounted and connected to it in the circumferential direction by means of a spline connection, and in the axial direction by means of a shrink tube, a ball joint is sequentially mounted on the intermediate shaft a bearing, the outer ring of which is connected to its housing by means of a flange connection, a graphite seal, the housing of which is connected to the housing of the bearing, a labyrinth seal, said seals and the inner ring of the ball bearing being axially fixed relative to the intermediate shaft by means of a thrust end and a nut made and threaded on the intermediate shaft, respectively, an oil supply visor forming an annular oil supply cavity with the outer surface of the intermediate shaft, diametrically located below the bore diameter of the inner ring of the ball bearing and communicated with the annular and axial oil-grooves made on the intermediate shaft and connected to the inner ring of the ball bearing, according to the present invention, the nut is mounted on the compressor side with respect to the ball bearing, and the thrust end is made integrally on the turbine side with the intermediate shaft, while in the said flange connection of the outer ring of the ball bearing with ball bearing housing, the flange of the outer ring of the ball bearing is located on the compressor side relative to the housing flange a ball bearing mustache, and the oil supply visor is made on the thrust end, while the connection of the graphite seal housing with the ball bearing housing is collapsible.
Такое выполнение устройства позволяет на установленной опоре в турбомашине проверить торцевое биение внутреннего кольца подшипника относительно наружного кольца при отсутствии ротора компрессора, уплотнений и с технологической фиксацией подшипника на промежуточном валу. Это стало возможно благодаря дополнительному фланцевому соединению корпуса графитового уплотнения с корпусом опоры. Это предохраняет от возможных ошибок по обеспечению соосности и обеспечивает прогнозируемую работоспособность подшипника в процессе эксплуатации. Также при дефектации уплотнений и подшипника не требуется демонтаж корпуса опоры с промежуточным валом, удерживающим ротор турбины, достаточно обеспечить его фиксирование с помощью промежуточного вала со стороны компрессора, при этом не нарушается осевое выставление ротора турбины.This embodiment of the device allows, on an installed support in the turbomachine, to check the end runout of the inner ring of the bearing relative to the outer ring in the absence of a compressor rotor, seals and with technological fixing of the bearing on the countershaft. This was made possible thanks to the additional flange connection of the graphite seal housing to the support housing. This protects against possible misalignment errors and provides predictable bearing performance during operation. Also, when sealing and bearing are faulty, it is not necessary to dismantle the bearing housing with the intermediate shaft holding the turbine rotor, it is enough to fix it with the intermediate shaft on the compressor side, while the axial alignment of the turbine rotor is not disturbed.
Кроме того, маслоподводящая полость сообщена с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками посредством отверстий в промежуточном валу, выполненных под наклоном к продольной оси опоры.In addition, the oil supply cavity is in communication with the annular and axial oil supply grooves through holes in the intermediate shaft, made at an angle to the longitudinal axis of the support.
При этом маслоподводящие каналы не проходят по резьбовому соединению гайки с промежуточным валом (как в прототипе), в следствие этого повышается прочность резьбового соединения. Твердая смазка, нанесенная на резьбу гайки, не загрязняет масла. Выполненные под наклоном к продольной оси опоры отверстия позволяют расположить маслоподводящию полость на меньшем диаметре, чем в прототипе, при этом эффективность подвода масла на подшипник возрастет за счет увеличения центробежной силы масла.In this case, the oil supply channels do not pass through the threaded connection of the nut with the intermediate shaft (as in the prototype), as a result of this, the strength of the threaded connection is increased. Solid lubricant applied to the threads of the nut does not contaminate the oil. Holes made at an angle to the longitudinal axis of the support allow the oil supply cavity to be arranged at a smaller diameter than in the prototype, while the efficiency of oil supply to the bearing will increase due to an increase in the centrifugal force of the oil.
Сущность настоящего изобретения поясняется чертежом, на котором изображен продольный разрез заявленной опоры компрессора низкого давления турбомашины.The essence of the present invention is illustrated in the drawing, which shows a longitudinal section of the claimed support of the compressor low pressure turbomachine.
Опора компрессора низкого давления турбомашины содержит промежуточный вал 1, в котором установлена цапфа ротора компрессора 2 и соединена с ним в окружном направлении посредством шлицевого соединения 3, а в осевом направлении посредством стяжной трубы 4, последовательно установленные на промежуточном валу 1 шариковый подшипник 5, наружное кольцо 6 которого соединено с его корпусом 7 посредством фланцевого соединения, графитовое уплотнение 8, корпус 9 которого соединен с корпусом 7 шарикового подшипника 5, лабиринтное уплотнение 10, причем упомянутые уплотнения 8, 10 и внутреннее кольцо 11 шарикового подшипника 5 зафиксированы относительно промежуточного вала 1 в осевом направлении посредством упорного торца 12 и гайки 13, выполненного и установленной по резьбе соответственно на промежуточном валу 1, маслоподводящий козырек 14, образующий с наружной поверхностью промежуточного вала 1 кольцевую маслоподводящую полость 15, диаметрально расположенную ниже посадочного диаметра внутреннего кольца 11 шарикового подшипника 5 и сообщенную с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками 16, 17, выполненными на промежуточном валу 1 и подведенными к внутреннему кольцу 11 шарикового подшипника 5, при этом относительно шарикового подшипника 5 гайка 13 установлена со стороны компрессора, а упорный торец 12 выполнен со стороны турбины зацело с промежуточным валом 1, при этом в упомянутом фланцевом соединении наружного кольца 6 шарикового подшипника 5 с корпусом 7 шарикового подшипника 5 фланец наружного кольца 6 шарикового подшипника 5 расположен со стороны компрессора относительно фланца корпуса 7 шарикового подшипника 5, а маслоподводящий козырек 14 выполнен на упорном торце 12, при этом соединение корпуса 9 графитового уплотнения 8 с корпусом 7 шарикового подшипника 5 выполнено разборным, например, посредством фланцевого соединения, где фланец 18 корпуса 9 графитового уплотнения 8 относительно фланца 19 корпуса 7 шарикового подшипника 5 выполнен со стороны компрессора.The support of the low-pressure compressor of the turbomachine contains an intermediate shaft 1 in which the axle of the rotor of the
При этом маслоподводящая полость 15 сообщена с кольцевыми и осевыми маслоподводящими канавками 16, 17 посредством отверстий 20 в промежуточном валу 1, выполненных под наклоном к продольной оси опоры.In this case, the
Работа заявленной опоры ротора турбомашины осуществляется следующим образом.The operation of the declared support of the rotor of the turbomachine is as follows.
Крутящий момент от ротора турбины передается на ротор компрессора 2 через промежуточный вал 1 и шлицевое соединение 3. При этом ротор компрессора 2 зафиксирован в осевом направлении посредством стяжной трубы 4. Суммарная осевая нагрузка от роторов передается через шариковый подшипник 5 на корпус 7. Осевая фиксация шарикового подшипника 5 относительно промежуточного вала 1 обеспечивается гайкой 13 и упорным торцом 12 через детали уплотнений 10 и 8.The torque from the turbine rotor is transmitted to the
При дефектации уплотнений и подшипника при отсутствующем роторе компрессора 2 достаточно снять гайку 13, лабиринтное уплотнение 10 и корпус 9 графитового уплотнения 8. При этом возможен осмотр шарикового подшипника 5, его замена без демонтажа корпуса 7, либо проверка торцевого биения внутреннего кольца 11 шарикового подшипника 5 относительно наружного кольца 6 при сборке турбомашины. Все это повышает надежность, работоспособность и технологичность опоры и турбомашины в целом.If the seals and bearing are faulty with the
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015137948/06A RU2596899C1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Support of low-pressure compressor of turbomachine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015137948/06A RU2596899C1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Support of low-pressure compressor of turbomachine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2596899C1 true RU2596899C1 (en) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892751
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015137948/06A RU2596899C1 (en) | 2015-09-07 | 2015-09-07 | Support of low-pressure compressor of turbomachine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2596899C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654156C1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-05-16 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Power turbine |
RU2668311C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-09-28 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Method of installing the seal ring into turbine supports |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211935C2 (en) * | 2001-05-16 | 2003-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas turbine engine |
RU2535801C1 (en) * | 2013-10-31 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Turbomachine rotor support |
-
2015
- 2015-09-07 RU RU2015137948/06A patent/RU2596899C1/en active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2211935C2 (en) * | 2001-05-16 | 2003-09-10 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas turbine engine |
RU2535801C1 (en) * | 2013-10-31 | 2014-12-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Turbomachine rotor support |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Ю.С. ЕЛИСЕЕВ, В.В. КРЫМОВ, К.А. МАЛИНОВСКИЙ, В.Г. ПОПОВ. ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ДИАГНОСТИКИ И РЕМОНТА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ. - М.: Высшая школа, 2002, с. 118, рис. 3.4.;С. В. ФАЛАЛЕЕВ. КОНСТРУКЦИЯ ТРДДФ АЛ-31Ф: ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ, САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТим. С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ). -; Самара, 2013, с. 69-70, * |
Ю.С. ЕЛИСЕЕВ, В.В. КРЫМОВ, К.А. МАЛИНОВСКИЙ, В.Г. ПОПОВ. ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЛУАТАЦИИ, ДИАГНОСТИКИ И РЕМОНТА ГАЗОТУРБИННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ: УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ. - М.: Высшая школа, 2002, с. 118, рис. 3.4.;С. В. ФАЛАЛЕЕВ. КОНСТРУКЦИЯ ТРДДФ АЛ-31Ф: ЭЛЕКТРОННОЕ УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ, САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТим. С.П. КОРОЛЕВА (НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ). -; Самара, 2013, с. 69-70, рис. 2.44.;RU 2535801 C1, 20.12.2014;RU 2303148 C1, 20.07.2007;RU 2211935 C2, 10.09.2003;EP 1626188 A2, 15.02.2006. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2654156C1 (en) * | 2016-12-28 | 2018-05-16 | Акционерное общество "ОДК-Авиадвигатель" | Power turbine |
RU2668311C1 (en) * | 2017-11-13 | 2018-09-28 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Method of installing the seal ring into turbine supports |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9933017B2 (en) | Bearing supports | |
JP5996845B2 (en) | Stack rotor with tie rod and bolted flange and method therefor | |
US9506403B2 (en) | Fastener | |
US9869198B2 (en) | Intershaft integrated seal and lock-nut | |
US10443701B2 (en) | Planetary gear box assembly | |
US20160102556A1 (en) | Shaft arrangement | |
US8267649B2 (en) | Coupling for rotary components | |
US10001029B2 (en) | Bearing locking assemblies and methods of assembling the same | |
US10670139B2 (en) | Planetary gear device for a turbomachine | |
RU2596899C1 (en) | Support of low-pressure compressor of turbomachine | |
CN103806960A (en) | Turbomachine bearing assembly preloading arrangement | |
RU2632066C2 (en) | Device to provide seal between coaxial shafts of turbomachine | |
US9291072B2 (en) | Externally threaded journal housing | |
US20180106265A1 (en) | Sealing structure and turbocharger | |
US9657596B2 (en) | Turbine housing assembly for a turbocharger | |
RU2491450C1 (en) | Joint between compressor rotors and gas turbine engine turbine | |
RU2405955C1 (en) | Assembly of joint between gas turbine engine compressor and turbine rotors | |
US8869501B2 (en) | Clamping assembly | |
US10975772B2 (en) | Starter locking assemblies and methods | |
RU2324056C2 (en) | Rotor of turbomachine | |
RU2525378C1 (en) | End seal of turbomachine rotor | |
WO2018009639A1 (en) | Bearing unit for turbochargers | |
US8702380B2 (en) | Clamping assembly | |
JP2006226251A (en) | Turbine rotor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |