RU2614017C1 - Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), sealing spool of rotor shaft bearing, rotor shaft bearing block, contact hub of rotor shaft bracelet sealing, oil-control ring of rotor shaft - Google Patents
Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), sealing spool of rotor shaft bearing, rotor shaft bearing block, contact hub of rotor shaft bracelet sealing, oil-control ring of rotor shaft Download PDFInfo
- Publication number
- RU2614017C1 RU2614017C1 RU2016110451A RU2016110451A RU2614017C1 RU 2614017 C1 RU2614017 C1 RU 2614017C1 RU 2016110451 A RU2016110451 A RU 2016110451A RU 2016110451 A RU2016110451 A RU 2016110451A RU 2614017 C1 RU2614017 C1 RU 2614017C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ring
- rotor shaft
- bracelet
- support
- cylindrical
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 48
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 14
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000013022 venting Methods 0.000 claims description 25
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 23
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 21
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 21
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 21
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 claims description 19
- 230000004323 axial length Effects 0.000 claims description 15
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 7
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 7
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 7
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims description 7
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 5
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 3
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 abstract 6
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 abstract 3
- 239000012809 cooling fluid Substances 0.000 abstract 2
- 239000000969 carrier Substances 0.000 abstract 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 241000283216 Phocidae Species 0.000 description 92
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 241001671983 Pusa Species 0.000 description 1
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J3/00—Processes of utilising sub-atmospheric or super-atmospheric pressure to effect chemical or physical change of matter; Apparatus therefor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
- F01D5/06—Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
- F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения, а именно, к компрессорам низкого давления турбореактивных двигателей.The group of inventions relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely, to low-pressure compressors of turbojet engines.
Известна опора вала ротора компрессора низкого давления ГТД, включающая размещенные на валу подшипник, соединенный с корпусом опоры, систему смазки и охлаждения подшипника и уплотнительные элементы (А.А. Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий. «Газотурбинные двигатели». ОАО «Авиадвигатель», г. Пермь, 2007 г., стр. 196-199, рис. 4.4.7.1.2).Known support of the shaft of the rotor of the low-pressure compressor of the gas turbine engine, including a bearing located on the shaft connected to the bearing housing, a lubrication and cooling system for the bearing and sealing elements (A.A. Inozemtsev, M.A. Nikhamkin, V.L. Sandratsky. "Gas turbine engines ". Aviadvigatel OJSC, Perm, 2007, pp. 196-199, Fig. 4.4.7.1.2).
Известна опора вала ротора компрессора низкого давления газотурбинного двигателя, включающая подшипник с корпусом, соединительные элементы, уплотнения и систему смазки и охлаждения подшипника (Н.Н. Сиротин, А.С. Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва. Наука 2011. стр. 762-763, рис. 15.18, стр. 763).Known support of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a gas turbine engine, including a bearing with a housing, connecting elements, seals and a lubrication and cooling system for the bearing (N.N. Sirotin, A.S. Novikov, A.G. Paykin, A.N. Sirotin. Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system.
Недостатками известных решений являются невысокая адаптация компрессора низкого давления к долговременной непрерывной работе в условиях неподвижной внешней воздушной среды и низкая ремонтопригодность опоры вала ротора компрессора низкого давления (КНД) из-за неоптимального расположения соединений.The disadvantages of the known solutions are the low adaptation of the low-pressure compressor to long-term continuous operation in a stationary external environment and the low maintainability of the shaft support of the rotor of the low-pressure compressor (KND) due to the non-optimal arrangement of the connections.
Задача, решаемая группой изобретений, объединенных единым творческим замыслом, является повышение ресурса компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (ТРД), увеличение износостойкости опоры вала ротора КНД, улучшение характеристик работоспособности элементов опоры КНД и, как следствие, двигателя в целом в летных условиях высокоманевренных самолетов и оптимизация монтажно-демонтажных процессов при эксплуатационном обслуживании ТРД.The task to be solved by a group of inventions united by a single creative concept is to increase the resource of a low-pressure compressor of a turbojet engine (turbojet engine), increase the wear resistance of the rotor shaft support of the low pressure rotor, improve the performance of the support elements of the low pressure rotor and, as a result, the engine as a whole in flight conditions of highly maneuverable aircraft and optimization of installation and dismantling processes during the maintenance of turbojet engines.
Поставленная задача решается тем, что опора вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, согласно изобретению, выполнена радиально-упорной в качестве задней опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, которая включает соединенные барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие вала ротора и содержит шарикоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части; статорная часть включает корпус опоры в виде выполненной заедино с корпусом шарикоподшипника силовой конической диафрагмы, переходящей у торцов во внутреннее и внешнее силовые кольца разных диаметров, наделенных фланцами для разъемных соединений с ответными фланцами наружного кольца шарикоподшипника у внутреннего торца диафрагмы и промежуточного корпуса двигателя у внешнего торца диафрагмы, кроме того фронтальная часть внутреннего силового кольца корпуса опоры пролонгирована в кольцевой элемент, выполненный с √-образным профилем поперечного сечения, большее плечо которого образовано малой конической диафрагмой с углом α1 наклона образующей к условной радиальной плоскости, нормальной к оси вала ротора, составляющим не более 10° и не менее чем в два раза меньшим аналогичного угла α2 наклона образующей силовой конической диафрагмы, составляющего не менее 28°, а меньшее плечо выполнено в виде фланца для разъемных соединений с ответными фланцами корпуса браслетного уплотнения масляной полости и кольцевых держателей крышек лабиринтных уплотнений, первое из которых подвижно отделяет полость суфлирования от полости наддува, а вторым лабиринтным уплотнением подвижно заперта с внешней стороны полость наддува, причем корпус браслетного уплотнения наделен цилиндрической полкой с осевой шириной, превышающей ширину уплотнительного браслета, не менее чем на совокупную ширину упорного и стопорного колец, а радиально ориентированная стенка корпуса выполнена перекрывающей суммарную высоту колец уплотнительного браслета без касания к контактной втулке; роторная часть опоры включает выполненные заедино нижнюю часть конической диафрагмы барабанно-дисковой составляющей, переходящей в цапфу вала ротора КНД, разъемно соединенную с цилиндрической составляющей установленным в полости вала соединительным элементом, выполненным в виде внутреннего полого стяжного болта, причем на внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей вала ротора установлены многогребешковый кольцевой элемент первого лабиринтного уплотнения, контактная втулка браслетного уплотнения и маслоотражательное кольцо, а также внутреннее кольцо шарикоподшипника, кроме того на резьбе установлен поджимающий их к упорному кольцевому буртику цилиндрической составляющей вала полифункциональный внешний стяжной элемент в виде круглой гайки, снабженной на свободном конце обращенным к валу кольцевым бортовым элементом с образованием открытого коллектора для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам качения шарикоподшипника, к маслоотражательному кольцу и контактной втулке браслетного уплотнения посредством каналов, выполненных во внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей вала ротора с выходом нагретой жидкости в масляную полость.The problem is solved in that the support of the rotor shaft of the low pressure compressor of a turbojet engine, according to the invention, is made angularly as the rear support of the rotor shaft of the low pressure compressor of a turbojet engine, which includes the connected drum-disk and cylindrical components of the rotor shaft and contains a ball bearing that separates reliance on the stator and rotor parts; the stator part includes a bearing housing in the form of a power conical diaphragm made together with the ball bearing housing, passing at the ends to the inner and outer power rings of different diameters, endowed with flanges for detachable connections with mating flanges of the outer ball bearing ring at the inner end of the diaphragm and the intermediate motor housing at the outer end the diaphragm, in addition, the frontal part of the inner power ring of the support housing is prolonged into an annular element made with a √-shaped profile a cross section, the greater arm of which is formed by a small conical diaphragm with an angle of inclination α 1 of the generatrix to the conditional radial plane normal to the axis of the rotor shaft, not more than 10 ° and not less than two times smaller than the same angle α 2 of the inclination of the generatrix of the power conical diaphragm, of at least 28 °, and the smaller shoulder is made in the form of a flange for detachable connections with mating flanges of the bracelet seal of the oil cavity and the ring holders of the labyrinth seal covers, the first of which movably separates the vent cavity from the boost cavity, and the second labyrinth seal is movably locked from the outside of the boost cavity, the bracelet seal housing being endowed with a cylindrical shelf with an axial width exceeding the width of the sealing bracelet not less than the total width of the thrust and retaining rings, and radially oriented the wall of the housing is made overlapping the total height of the rings of the sealing bracelet without touching the contact sleeve; the rotor part of the support includes the integral lower part of the conical diaphragm of the drum-disk component, which passes into the journal of the rotor shaft of the low pressure rotor, detachably connected to the cylindrical component of the connecting element mounted in the shaft cavity, made in the form of an internal hollow coupling bolt, and on the outer seating surface of the front part of the cylindrical of the rotor shaft component, a multi-ridge ring element of the first labyrinth seal is installed, the contact sleeve of the bracelet is sealed I and the oil ring, as well as the inner ring of the ball bearing, in addition to the thread there is a multifunctional external tightening element in the form of a round nut, which compresses them to the thrust collar of the cylindrical component of the shaft, equipped on the free end with an annular side element facing the shaft to form an open collector for collection and pressure supply of cutting fluid to the rolling elements of the ball bearing, to the oil ring and the contact sleeve of the bracelet seal the channels made in the outer landing surface of the frontal part of the cylindrical component of the rotor shaft with the outlet of the heated fluid into the oil cavity.
При этом фланец корпуса опоры у внутреннего торца силовой конической диафрагмы может быть наделен тремя группами отверстий соответственно для крепления, циркуляции воздуха и циркуляции масла, причем отверстия для крепления ответного фланца наружного кольца шарикоподшипника выполнены разнесенными по периметру с угловой частотой γдс1, определенной в диапазоне γдс1=(1,27÷2,39) [ед./рад].The flange of the bearing housing at the inner end of the power conical diaphragm can be endowed with three groups of holes, respectively, for mounting, air circulation and oil circulation, and the holes for mounting the counter flange of the outer ring of the ball bearing are spaced around the perimeter with an angular frequency γ ds1 defined in the range γ ds1 = (1.27 ÷ 2.39) [units / rad].
Фланец корпуса опоры у внешнего торца силовой конической диафрагмы может быть наделен тремя группами отверстий соответственно для крепления, демонтажа и центрирования, причем отверстия для крепления ответного фланца промежуточного корпуса двигателя выполнены разнесенными по периметру с угловой частотой γдс2, определенной в диапазоне γдс2=(3,98÷5,73) [ед./рад].The flange of the support housing at the outer end of the power conical diaphragm can be endowed with three groups of holes, respectively, for mounting, dismounting and centering, and the holes for mounting the counter flange of the intermediate motor housing are spaced around the perimeter with an angular frequency γ ds2 defined in the range γ ds2 = (3 , 98 ÷ 5.73) [units / rad].
Фланец фронтального √-образного кольцевого элемента корпуса опоры может быть наделен тремя группами отверстий соответственно для крепления, демонтажа и центрирования, причем отверстия для крепления ответных фланцев кольцевых держателей крышек лабиринтных уплотнений и держателя корпуса браслетного уплотнения выполнены разнесенными по периметру с угловой частотой γм, определенной в диапазоне γм=(1,91÷3,98) [ед./рад].The flange of the front √-shaped annular element of the support housing can be endowed with three groups of holes, respectively, for mounting, dismounting and centering, and the holes for mounting the mating flanges of the ring holders of the labyrinth seal covers and the holder of the bracelet seal housing are spaced around the perimeter with an angular frequency of γ m defined in the range of γ m = (1.91 ÷ 3.98) [units / rad].
Шлицы, соединяющие через заднюю цапфу барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие вала ротора, могут быть выполнены с угловой частотой γш, определенной в диапазоне γш=(8,28÷8,92) [ед./рад].The slots connecting the drum-disk and cylindrical components of the rotor shaft through the rear axle can be made with an angular frequency γ w defined in the range γ w = (8.28 ÷ 8.92) [units / rad].
Полость суфлирования может быть сообщена с трубой суфлирования не менее чем двумя щелевидными отверстиями в коническом соединительном элементе кольцевого держателя крышки первого лабиринтного уплотнения, выполненными в угловом створе окружности γусо=(0,5±0,11)⋅π [рад], определенном в условной плоскости поперечного сечения, проходящей через среднюю кольцевую линию указанных отверстий.Venting cavity may be in communication with a venting pipe with at least two slotted in the conical connecting element of the annular carrier of the first labyrinth seal cover made in angular alignment circumference ODR γ = (0,5 ± 0,11) ⋅π [rad], in particular conditional cross-sectional plane passing through the middle ring line of these holes.
По второму варианту в части опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя поставленная задача решается тем, что опора вала ротора ТРД, согласно изобретению, выполнена радиально-упорной в качестве задней опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, которая включает соединенные барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие вала ротора и содержит шарикоподшипник, разделяющий опору на статорную и роторную части; статорная часть включает корпус опоры в виде выполненной заедино с корпусом шарикоподшипника силовой конической диафрагмы, переходящей у торцов во внутреннее и внешнее силовые кольца разных диаметров, наделенных фланцами для разъемных соединений с ответными фланцами наружного кольца шарикоподшипника у внутреннего торца диафрагмы и промежуточного корпуса двигателя у внешнего торца диафрагмы; кроме того фронтальная часть внутреннего силового кольца корпуса опоры пролонгирована в кольцевой элемент, выполненный с √-образным профилем поперечного сечения, большее плечо которого образовано малой конической диафрагмой с углом α1 наклона образующей к условной радиальной плоскости, нормальной к оси вала ротора, не менее чем в два раза меньшим аналогичного угла α2 наклона образующей силовой конической диафрагмы, а меньшее плечо выполнено в виде фланца для разъемных соединений с ответными фланцами корпуса браслетного уплотнения масляной полости и кольцевых держателей крышек лабиринтных уплотнений, формирующих масляную полость и полости наддува и суфлирования; роторная часть опоры включает выполненные заедино нижнюю часть конической диафрагмы барабанно-дисковой составляющей, переходящей в цапфу вала ротора КНД, разъемно соединенную с цилиндрической составляющей установленным в полости вала соединительным элементом, выполненным в виде внутреннего полого стяжного болта, при этом на внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей вала ротора установлены многогребешковый кольцевой элемент лабиринтного уплотнения, отделяющего полость суфлирования от полости наддува, контактная втулка и маслоотражательное кольцо браслетного уплотнения, а также внутреннее кольцо шарикоподшипника, кроме того на резьбе установлен поджимающий их к упорному кольцевому буртику цилиндрической составляющей вала полифункциональный внешний стяжной элемент, а полый стяжной болт выполнен с фронтальным кольцевым оголовком, снабженным внешним кольцевым буртиком для силового зацепления с ответным внутренним буртиком задней цапфы, кроме того стяжной болт снабжен у тыльного торца внешней резьбой, а в полости болта размещен узел соединения шлицевой и стяжной труб, образующих магистраль напорной подачи воздуха в полости наддува других опор.According to the second embodiment, in terms of the support of the rotor shaft of the low pressure compressor of a turbojet engine, the problem is solved in that the support of the rotor shaft of the turbojet engine, according to the invention, is made radially thrust as a rear support of the rotor shaft of the low pressure compressor of a turbojet engine, which includes a connected drum-disk and cylindrical components of the rotor shaft and contains a ball bearing that divides the support into the stator and rotor parts; the stator part includes a bearing housing in the form of a power conical diaphragm made together with the ball bearing housing, passing at the ends to the inner and outer power rings of different diameters, endowed with flanges for detachable connections with mating flanges of the outer ball bearing ring at the inner end of the diaphragm and the intermediate motor housing at the outer end apertures; in addition, the frontal part of the inner power ring of the bearing housing is prolonged into an annular element made with a √-shaped cross-sectional profile, the larger shoulder of which is formed by a small conical diaphragm with an angle α 1 of inclination of the generatrix to the conditional radial plane normal to the axis of the rotor shaft, not less than two times smaller than the similar angle α 2 of the inclination of the generatrix of the power conical diaphragm, and the smaller shoulder is made in the form of a flange for detachable connections with mating flanges of the bracelet seal housing a saline cavity and ring holders of labyrinth seal covers forming an oil cavity and pressurization and venting cavities; the rotor part of the support includes a single lower part of the conical diaphragm of the drum-disk component, which passes into the journal of the shaft of the low-pressure rotor rotor, detachably connected to the cylindrical component of the connecting element installed in the shaft cavity, made in the form of an internal hollow coupling bolt, while on the outer mounting surface of the front part a cylindrical component of the rotor shaft has a multi-crest ring element of the labyrinth seal separating the venting cavity from the cavity n the blower, the contact sleeve and the oil ring of the bracelet seal, as well as the inner ring of the ball bearing, in addition to the thread there is a multifunctional external coupling element that compresses them to the thrust collar of the cylindrical component of the shaft, and the hollow coupling bolt is made with a front ring cap provided with an external annular collar for power engagement with the mating inner shoulder of the rear axle, in addition, the coupling bolt is provided with an external thread at the rear end, and ene splined connection node and shrink tubes forming line pressure air supply in the cavity other supports pressurization.
При этом корпус браслетного уплотнения может быть выполнен с конфигурацией поперечного сечения условной осевой плоскостью, включающей фланец разъемного соединения с фланцем корпуса опоры и осесимметричную цилиндрическую полку, выполненную с осевой шириной, превышающей ширину уплотнительного браслета не менее чем на совокупную ширину упорного и стопорного колец браслетного уплотнения, а радиальный участок выполнен перекрывающим суммарную высоту браслетных колец без касания к контактной втулке.At the same time, the case of the bracelet seal can be made with a cross-sectional configuration with a conditional axial plane, including a detachable connection flange with the support case flange and an axisymmetric cylindrical shelf made with an axial width exceeding the width of the sealing bracelet by at least the total width of the stop and stop rings of the bracelet seal and the radial section is made overlapping the total height of the bracelet rings without touching the contact sleeve.
Полифункциональный внешний стяжной элемент может быть выполнен в виде круглой гайки, снабженной на свободном конце обращенным к валу кольцевым бортовым элементом с образованием открытого коллектора для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам качения шарикоподшипника, к маслоотражательному кольцу и контактной втулке браслетного уплотнения, для чего на посадочной поверхности вала выполнен кольцевой паз масляного коллектора, сообщенный с одной стороны с открытым коллектором посредством продольных каналов, выполненных на валу, а с другой стороны с каналами подвода смазочно-охлаждающей жидкости к телам качения шарикоподшипника, и кроме того посредством части каналов, которые пролонгированы к маслоотражательному кольцу с переводом потока к кольцевому каналу контактной втулки браслетного уплотнения с последующим выходом жидкости в масляную полость, при этом каналы для подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам качения шарикоподшипника выполнены на стыке двух полуколец внутреннего кольца шарикоподшипника с угловой частотой γкп, определенной в диапазоне γкп=(0,64÷1,43) [ед./рад].The multifunctional external coupling element can be made in the form of a round nut, provided on the free end with an annular side element facing the shaft with the formation of an open manifold for collecting and pressure supply of cutting fluid to the rolling elements of the ball bearing, to the oil ring and the contact sleeve of the bracelet seal, of which an annular groove of the oil manifold is made on the shaft seating surface, communicated on one side with the open manifold by means of longitudinal channels on the shaft, and on the other hand, with channels for supplying cutting fluid to the rolling elements of the ball bearing, and in addition, through a part of the channels that are extended to the oil deflector ring with the flow being transferred to the annular channel of the contact sleeve of the bracelet seal with the subsequent exit of the liquid into the oil cavity, the channels for supplying coolant to the rolling elements of the ball bearing formed at the junction of the two half-rings of the inner ring of the ball bearing with an angular frequency γ kn, particularly in the range of γ kn = (0,64 ÷ 1,43) [u / rad].
Шлицы, соединяющие через цапфу барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие вала ротора, могут быть выполнены с угловой частотой γш, определенной в диапазоне γш=(8,28÷8,92) [ед./рад].The slots connecting the drum-disk and cylindrical components of the rotor shaft through the trunnion can be made with an angular frequency γ w defined in the range γ w = (8.28 ÷ 8.92) [units / rad].
Полость суфлирования может быть сообщена с трубой суфлирования не менее чем двумя щелевидными отверстиями в коническом соединительном элементе кольцевого держателя крышки первого лабиринтного уплотнения, отделяющего суфлирующую полость от полости наддува, - выполненными в угловом створе окружности γусо=(0,5±0,11)⋅π [рад], определенном в условной плоскости поперечного сечения, проходящей через среднюю кольцевую линию указанных отверстий.The venting cavity can be communicated with the venting pipe by at least two slit-like openings in the conical connecting element of the ring holder of the cover of the first labyrinth seal separating the venting cavity from the pressurization cavity, made in the angular section of the circle γ must = (0.5 ± 0.11) ⋅π [rad], defined in the conditional plane of the cross-section passing through the middle ring line of these holes.
Поставленная задача в части каскада уплотнений опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя решается тем, что каскад уплотнений опоры, согласно изобретению, выполнен уплотняющим масляную полость, охватывающую с двух сторон шарикоподшипник задней опоры вала ротора компрессора низкого давления ТРД, для чего содержит последовательность уплотнений для ступенчатого нарастания давления рабочего тела, а именно, воздуха в каскаде уплотнений по мере осевого и радиального удаления от шарикоподшипника, и включает в качестве первой ступени каскада уплотнений масляной полости примыкающее к последней контактное браслетное уплотнение, подпираемое с фронтальной стороны избыточным давлением рабочего тела полости суфлирования, а последнее подпитано на входе в полость подпором избыточного давления рабочего тела, частично пропускаемого в каскаде через первое лабиринтное уплотнение из полости наддува воздуха, при этом рабочее тело в полости наддува в свою очередь защищено от потери давления с внешней стороны вторым лабиринтным уплотнением, причем первое лабиринтное уплотнение, разделяющее полости суфлирования и наддува воздуха, включает многогребешковый кольцевой элемент, расположенный на внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей вала ротора, и крышку лабиринта, которая размещена на кольцевом держателе, включающем переходный осесимметричный конический элемент, снабженный не менее чем двумя протяженными по дуге окружности в поперечном сечении конического элемента смежными отверстиями, длина дуги каждого из которых составляет не менее восьми диаметров условных вписанных цилиндрических отверстий, условный диаметр которых принят равным расстоянию по образующей конического элемента между дуговыми границами протяженного отверстия, а аналогичный многогребешковый кольцевой элемент второго лабиринтного уплотнения размещен на кольцевом выступе конической диафрагмы барабанно-дисковой составляющей вала и совместно с крышкой лабиринта, установленной на кольцевом держателе, подвижно запирает полость наддува воздуха с внешней стороны каскада уплотнений опоры, при этом через кольцевой держатель крышки пропущена труба суфлирования, сообщенная по рабочему телу с одноименной полостью.The task in terms of the cascade of seals of the shaft support of the rotor of the compressor of a low pressure turbojet engine is solved by the fact that the cascade of seals of the shaft of the support, according to the invention, is designed to seal the oil cavity, covering on both sides the ball bearing of the rear shaft support of the rotor shaft of the low pressure turbojet compressor, for which it contains a sequence of seals for stepwise increase in pressure of the working fluid, namely, air in the cascade of seals as the axial and radial distance from the ball bearing, and includes as the first stage of the cascade of oil cavity seals, the contact bracelet seal adjoining the last, supported on the front side by excess pressure of the working medium of the venting cavity, and the last is fed at the inlet of the cavity by backpressure of the working fluid, partially passed in the cascade through the first labyrinth seal from the boost cavity air, while the working fluid in the pressurization cavity, in turn, is protected from pressure loss from the outside by a second labyrinth seal, and A new labyrinth seal separating the venting and pressurization cavities includes a multi-crest ring element located on the outer seating surface of the frontal part of the cylindrical component of the rotor shaft, and a labyrinth cover, which is placed on the ring holder, including an axisymmetric transitional conical element provided with at least two extended along a circular arc in the cross section of the conical element with adjacent holes, the arc length of each of which is at least eight diameters of conventional inscribed cylindrical holes, the nominal diameter of which is taken to be equal to the distance along the generatrix of the conical element between the arc boundaries of the extended hole, and a similar multi-crest ring element of the second labyrinth seal is placed on the annular protrusion of the conical diaphragm of the drum-disk component of the shaft and together with the labyrinth cover mounted on the ring holder, movably locks the cavity of the boost air from the outside of the cascade of support seals, while through The venting holder of the lid missed the venting pipe, communicated through the working fluid with the cavity of the same name.
Поставленная задача в части узел опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, решается тем, что узел опоры, согласно изобретению, содержит участок цилиндрической составляющей вала ротора между масляной полостью и полостью суфлирования задней опоры компрессора низкого давления ТРД с посадочным местом, на котором установлено контактное браслетное уплотнение, включающее корпус с фланцем и снабженной кольцевым уплотнением цилиндрической полкой, переходящей в кольцевую радиально ориентированную стенку корпуса, при этом в корпусе установлен уплотнительный браслет, упругоподатливо зафиксированный прижатием к упомянутой стенке корпуса осевыми пружинами через упорное и стопорное кольца, и выполненный с подвижным примыканием к контактной втулке, которая фиксировано размещена на посадочной поверхности вала, при этом с внешней стороны фланец и цилиндрическая полка корпуса уплотнительного браслета опорно контактируют с ответными фланцем и полкой √-образного в поперечном сечении кольцевого элемента корпуса опоры, кроме того контактная втулка выполнена с обращенной наружной контактной поверхностью к уплотнительному браслету, а ее внутренняя поверхность предназначена для омывания охлаждающей жидкостью, поступающей из каналов маслоотражательного кольца, установленного под указанной втулкой, причем браслет выполнен состоящим из трех многосекционных колец, два из которых внутреннее уплотнительное и радиально охватывающее его наружное кольца установлены в браслете с тыльной стороны, а третье кольцо выполнено фронтальным и примыкает к первым двум боковой гранью, при этом каждое из указанных колец браслета выполнено из локальных секций, собранных с угловой частотой γс.б.у., определенной в диапазоне γс.б.у.=(0,47÷0,79) [ед./рад], а фронтальное кольцо выполнено радиальной высотой, соответствующей суммарной радиальной высоте Σh внутреннего уплотнительного и наружного колец браслета, кроме того часть граней колец браслета снабжена разгрузочными воздушными каналами, а внешние цилиндрические поверхности наружного и тыльного колец браслета снабжены каждая кольцевым пазом в виде секторного участка с поперечным сечением двоякой кривизны глубиной менее половины внешнего диаметра пружины, проложенной в пазу и стягивающей секции колец.The set task in part, the node of the support of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a turbojet engine, is solved by the fact that the support node, according to the invention, contains a portion of the cylindrical component of the rotor shaft between the oil cavity and the venting cavity of the rear support of the low-pressure compressor turbojet engine with a seat on which the contact is installed bracelet seal, comprising a housing with a flange and a cylindrical shelf equipped with an annular seal, passing into an annular radially oriented wall of the core pusa, while a sealing bracelet is installed in the housing, which is elastically fixed fixed by pressing axial springs against the said wall of the housing through the stop and snap rings, and made with a movable abutment to the contact sleeve, which is fixedly placed on the shaft seating surface, with the flange and cylindrical on the outside the shelf of the case of the sealing bracelet support contact with the counter flange and the shelf √-shaped in cross section of the annular element of the housing of the support, in addition, the contact sleeve and it is made with the outer contact surface facing the sealing bracelet, and its inner surface is designed to be washed with coolant coming from the channels of the oil ring installed under said sleeve, the bracelet being made up of three multi-section rings, two of which are internal sealing and radially enveloping it the outer ring is mounted in the bracelet on the back side, and the third ring is made frontal and is adjacent to the first two side faces, while zhdoe of said ring band formed of local sections, assembled with angular frequency γ s.b.u. defined in the range of γ s.r.b. = (0.47 ÷ 0.79) [units / rad], and the front ring is made with a radial height corresponding to the total radial height Σh of the inner sealing and outer rings of the bracelet, in addition, some of the faces of the bracelet rings are equipped with unloading air channels, and the outer cylindrical the surfaces of the outer and rear rings of the bracelet are each equipped with an annular groove in the form of a sector section with a cross section of two curvatures with a depth of less than half the outer diameter of the spring laid in the groove and the tightening section of the rings.
От осевого смещения браслет упруго может быть зафиксирован упорным и стопорным кольцами, установленными с фронтальной стороны последнего, для чего в каждой секции фронтального кольца выполнено не менее двух разнесенных по длине дуги секции глухих отверстий, в которых установлены упирающиеся в упорное кольцо пружины сжатия с осью, параллельной оси вала ротора, причем от смещения по окружности все секции наружного и фронтального колец обращены торцами встык к боковым граням стопорных элементов, радиально подвижно установленных на штифтах корпуса браслетного уплотнения, а каждая секция внутреннего кольца смещена в браслете относительно осевой плоскости симметрии стопорного элемента на половину длины дуги секции и снабжена в средней части призматической выемкой, радиально ориентированные стенки, которой обращены к фиксирующему положение секции стопорному элементу, для чего указанные стенки разведены на угол, достаточный для частичного торцевого зацепления соответствующего высотного участка оппозитных ступенчатых граней стопорного элемента.From axial displacement, the bracelet can be resiliently fixed with stop and snap rings installed on the front side of the latter, for which at least two blind holes spaced apart along the arc length are made in each section of the front ring, in which compression springs with an axis abutting against the stop ring are installed, parallel to the axis of the rotor shaft, and from a circumferential displacement, all sections of the outer and front rings face end-to-end to the side faces of the locking elements radially movably mounted on the pin x the case of the bracelet seal, and each section of the inner ring is displaced in the bracelet relative to the axial plane of symmetry of the locking element by half the length of the arc of the section and is provided with a prismatic recess in the middle part, radially oriented walls, which face the locking element of the securing section, for which said walls are divorced by an angle sufficient for partial end engagement of the corresponding high-rise section of the opposite stepped faces of the locking element.
Осевые воздушные каналы во внутренней цилиндрической поверхности секции фронтального кольца браслета могут быть выполнены пересекающими толщину секции, и не менее двух из указанных каналов сообщены на выходе со входом ответных каналов на фронтальной стенке указанной секции кольца, при этом воздушный канал на фронтальной стенке секции фронтального кольца выполнен щелеобразующим с расходящимся с увеличением радиуса раструбом угла створа, а не менее двух других каналов, пересекающих толщину секцию фронтального кольца, сообщены с осевыми каналами секции внутреннего уплотнительного кольца браслета в пределах внутренней цилиндрической поверхности секции указанного кольца.Axial air channels in the inner cylindrical surface of the section of the frontal ring of the bracelet can be made intersecting the thickness of the section, and at least two of these channels are communicated at the outlet with the entrance of the response channels on the front wall of the indicated section of the ring, while the air channel on the front wall of the section of the frontal ring is made slit-forming with a diverging bell of the angle of the alignment angle, and not less than two other channels crossing the thickness of the section of the frontal ring, communicated from the axial and channel sections of the inner sealing ring band within the inner cylindrical surface of said ring sections.
Осевые каналы внутренней цилиндрической поверхности секции внутреннего уплотнительного кольца браслета могут быть выполнены длиной менее толщины секции и объединены на выходе ограниченным по торцам каналом с функцией дугового коллектора, а поверхность боковой стенки секции внутреннего уплотнительного кольца также снабжена дуговым коллектором, объединяющим каналы стенки внутреннего кольца, которые в свою очередь сообщены с щелеобразующими каналами аналогичной стенки ответных секций наружного кольца.The axial channels of the inner cylindrical surface of the section of the inner sealing ring of the bracelet can be made with a length shorter than the thickness of the section and combined at the outlet by a channel limited at the ends with the function of an arc collector, and the surface of the side wall of the section of the inner sealing ring is also equipped with an arc collector that combines the channels of the inner ring wall in turn communicated with slit-forming channels of a similar wall of the response sections of the outer ring.
Поставленная задача в части контактной втулки браслетного уплотнения опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя решается тем, что контактная втулка, согласно изобретению, выполнена в виде кольцевого тела вращения с наружной контактной поверхностью, обращенной к уплотнительному браслету, причем с внутренней стороны втулка имеет асимметрично смещенный к фронтальному торцу выступ с кольцевым цилиндрическим торцом, конгруэнтным посадочной поверхности ответного участка вала ротора, а с фронтальной стороны указанный выступ смещен от торца втулки на величину посадочного места под кольцевое уплотнение, при этом с тыльной стороны выступа втулка выполнена с симметричной оси вала цилиндрической или цилиндроконической поверхностью кольцевого маслоотводящего канала системы охлаждения опоры и в цилиндроконическом варианте указанной поверхности осевая длина диффузорного конического участка на выходе из канала выполнена превышающей осевую длину цилиндрического участка указанного кольцевого канала, а общая осевая длина канала выполнена превышающей суммарную осевую ширину уплотнительного браслета и радиально ориентированной стенки корпуса последнего с общим коническим приращением ширины канала, не превышающем минимальную кольцевую толщину последнего на входе в канал, а кольцевой выступ с внутренней стороны контактной втулки выполнен высотой, достаточной для размещения под втулкой цилиндрической оболочки маслоотражательного кольца и толщины кольцевого канала над ним.The task in terms of the contact sleeve of the bracelet seal of the shaft support of the rotor of the low-pressure compressor of a turbojet engine is solved by the fact that the contact sleeve, according to the invention, is made in the form of an annular body of revolution with an external contact surface facing the sealing bracelet, and on the inside of the sleeve is asymmetrically offset to the front end, a protrusion with an annular cylindrical end congruent to the seating surface of the counterpart of the rotor shaft, and from the front The specified protrusion is offset from the end of the sleeve by the size of the seat under the ring seal, while on the back side of the protrusion the sleeve is made with a cylindrical or cylindrical conical surface of the annular oil outlet channel of the support cooling system and, in the cylindrical version of the indicated surface, the axial length of the diffuser conical section at the outlet from the channel is made exceeding the axial length of the cylindrical portion of the specified annular channel, and the total axial length of the channel is made pre exceeding the total axial width of the sealing bracelet and the radially oriented wall of the housing of the latter with a total conical increment of the width of the channel not exceeding the minimum annular thickness of the latter at the entrance to the channel, and the annular protrusion on the inner side of the contact sleeve is made high enough to be placed under the sleeve of the cylindrical shell of the oil ring and the thickness of the annular channel above it.
Поставленная задача в части маслоотражательного кольца задней опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя решается тем, что согласно изобретению, состоит из двух выполненных заедино частей с образованием в поперечном сечении Г-образного профиля, причем фронтальный участок кольца выполнена в виде относительно тонкой цилиндрической оболочки, внутренняя и внешняя поверхности которой предназначены для образования в рабочем положении между валом и контактной втулкой браслетного уплотнения соответственно внешней стенки входного и внутренней стенки выходного участков, предназначенных для двух последовательных встречно направленных потоков проточного тракта смазочно-охлаждающей жидкости в задней опоре компрессора, при этом внутренняя поверхность стенки цилиндрической оболочки кольца наделена совокупностью подводящих каналов, выполненных угловой частотой γц.к., определенной в диапазоне γц.к.=(3,35÷4,14) [ед./рад], причем внешняя поверхность цилиндрической оболочки кольца, начиная от поворота упомянутого тракта у свободного торца оболочки во встречное направление, выполнена преобразованной из совокупности подводящих каналов во внутреннюю гладкую стенку единого канала выходного участка указанного тракта, предназначенную для пленочного омывания охлаждающим потоком контактной втулки задней опоры компрессора, а тыльный участок маслоотражательного кольца содержит относительно тонкий маслоотбойный кольцевой элемент, переходящий в массивный радиально развитый элемент полки кольца, включающий силовой участок, предназначенный для восприятия осевых усилий сжатия от расположенных на валу смежных элементов и выполненный высотой, соответствующей радиальной толщине контактной втулки, при этом наделен системой открытых отводных каналов, размещенных со стороны втулки с угловой частотой γр.к.., определенной в диапазоне γр.к..=(3,17÷3,98) [ед./рад], и завершающих проточный тракт смазочно-охлаждающей жидкости с выходом в масляную полость опоры, при этом в зоне перехода фронтального цилиндрического участка кольца в тыльный радиальный участок, последний выполнен с внешним кольцевым коллекторообразующим скосом, кроме того, цилиндрическая оболочка маслоотражательного кольца наделена совокупностью отверстий с равномерно разнесенными по окружности центрами отверстий в условной плоскости, нормальной к оси вала ротора, и расположенной в средней трети осевой длины цилиндрической оболочки кольца.The problem in terms of the oil ring of the rear shaft support of the rotor of the low-pressure compressor of a turbojet engine is solved by the fact that according to the invention, it consists of two integrally formed parts with the formation of a L-shaped profile in cross section, and the front section of the ring is made in the form of a relatively thin cylindrical shell, the inner and outer surfaces of which are designed to form in the working position between the shaft and the contact sleeve of the bracelet seal, respectively the outer wall of the input and output portions of the inner wall, intended for two successive oppositely directed streams flow path of coolant in the rear leg of the compressor, the inner surface of the cylindrical shell wall of the ring is endowed plurality of supply channels formed angular frequency γ ts.k. defined in the range γ c.k. = (3.35 ÷ 4.14) [units / rad], and the outer surface of the cylindrical shell of the ring, starting from the rotation of the said path at the free end of the shell in the opposite direction, is transformed from the totality of the supply channels into the internal smooth wall of a single output channel section of the specified path, intended for film washing with a cooling stream of the contact sleeve of the rear compressor support, and the rear section of the oil ring contains a relatively thin oil break ring element, passing in massive radial developed element flange ring comprising a power section for sensing axial compression forces from the located on the shaft adjacent elements and adapted height corresponding to the contact sleeve radial thickness, thus endowed with a system of open branch ducts placed side of the sleeve an angular frequency γ rk .. , defined in the range of γ rk .. = (3.17 ÷ 3.98) [units / rad], and completing the flow path of the cutting fluid with access to the oil cavity of the support, while front crossing zone of the cylindrical section of the ring into the rear radial section, the latter is made with an external annular collector-forming bevel, in addition, the cylindrical shell of the oil ring is endowed with a set of holes with centers of holes uniformly spaced around the circumference in a conventional plane normal to the axis of the rotor shaft and located in the middle third of the axial the length of the cylindrical shell of the ring.
При этом цилиндрическая оболочка маслоотражательного кольца может быть наделена совокупностью отверстий с равномерно разнесенными по окружности центрами отверстий в условной плоскости, нормальной к оси вала ротора, и расположенной в средней трети осевой длины цилиндрической оболочки кольца с угловой частотой γр.о., определенной в диапазоне γр.о.=(3,17÷3,98) [ед./рад], при этом указанные отверстия в цилиндрической оболочке маслоотражательного кольца выполнены сообщенными каждое с ответным подводящим каналом, выполненным с внутренней стороны той же оболочки.In this case, the cylindrical shell of the oil ring can be endowed with a set of holes with centers of holes evenly spaced around the circumference in a conventional plane normal to the axis of the rotor shaft and located in the middle third of the axial length of the cylindrical shell of the ring with an angular frequency of γ r.o. defined in the range of γ R.O. = (3.17 ÷ 3.98) [units / rad], wherein said holes in the cylindrical shell of the oil ring are each in communication with a reciprocal feed channel made from the inside of the same shell.
Технический результат настоящего изобретения достигается совокупностью признаков каждого из описанных объектов и заключается в увеличении износостойкости опоры вала ротора КНД, улучшении работы смазочно-охлаждающей системы задней опоры, повышении КПД опоры и ресурса работы компрессора в 2 раза и продолжительности межремонтной работы двигателя на 18-20% за счет уменьшения изнашивания элементов задней опоры вала ротора КНД, адаптации компрессора, как части двигателя более чувствительной к режиму поступления внешнего воздушного потока, к интенсивной работе в летных условиях высокоманевренного самолета, оптимизации рабочих характеристик опоры вала ротора низкого давления и ее элементов к рабочим условиям, а также в улучшении возможностей проведения монтажно-демонтажных работ.The technical result of the present invention is achieved by the combination of the characteristics of each of the described objects and consists in increasing the wear resistance of the rotor shaft support of the CPV, improving the operation of the lubricating-cooling system of the rear support, increasing the efficiency of the support and compressor service life by 2 times and the overhaul period of the engine by 18-20% by reducing the wear of the elements of the rear support of the rotor shaft of the KND, adapting the compressor as part of the engine more sensitive to the external air flow, Intensive work in highly maneuverable aircraft flight conditions, optimizing the performance of the rotor shaft bearing low pressure and its elements to the operating conditions, as well as improving of assembly and dismantling operations capabilities.
Разработанная в группе изобретений конструкция браслетного уплотнения масляной полости обеспечивает улучшенную работу опоры подвергаемого рабочим колебаниям вала ротора за счет более плотного прилегания секционированных элементов браслетного уплотнения к контактной втулке и снижения возможности проникновения масла в полость суфлирования, а также встречного потока горячих газов и воздуха в масляную полость вследствие улучшенного функционального взаимодействия элементов разработанного браслетного уплотнения. Разработанные в группе изобретений контактная втулка браслетного уплотнения, выполненная с цилиндроконической поверхностью, в которой осевая длина диффузорного конического участка на выходе из канала подвода смазочно-охлаждающей жидкости выполнена превышающей осевую длину цилиндрического участка этого канала, и конструкция маслоотражательного кольца позволяют достичь более эффективное охлаждение втулки за счет растекания смазочно-охлаждающей жидкости по ее поверхности и, как следствие, повышение ресурса опоры за счет снижения перегрева и стабилизации теплового режима шарикоподшипника и браслетного уплотнения, что приводит к повышению ресурса компрессора и продолжительности межремонтной работы. The design of the bracelet seal of the oil cavity developed in the group of inventions provides improved support for the rotor shaft subjected to working vibrations due to a tighter fit of the sectioned elements of the bracelet seal to the contact sleeve and to reduce the possibility of oil penetrating into the venting cavity, as well as the oncoming flow of hot gases and air into the oil cavity due to improved functional interaction of the elements of the developed bracelet seal. Developed in the group of inventions, the contact sleeve of the bracelet seal, made with a cylindrical conical surface, in which the axial length of the diffuser conical section at the outlet of the supply channel of the cutting fluid is greater than the axial length of the cylindrical section of this channel, and the design of the valve stem allow more effective cooling of the sleeve for due to the spreading of the cutting fluid along its surface and, as a result, an increase in the resource of the support due to a decrease in heating and stabilization of thermal conditions of the ball bearing and bracelet seal, which leads to an increase in compressor life and the duration of the overhaul.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
на фиг. 1 изображена задняя опора вала ротора КНД ТРД, продольный разрез;in FIG. 1 shows the rear bearing of the rotor shaft of the low pressure turbojet engine, longitudinal section;
на фиг. 2 - узел соединения барабанно-дисковой и цилиндрической составляющих вала ротора КНД, продольный разрез;in FIG. 2 - connection node of the drum-disk and cylindrical components of the rotor shaft of the low pressure rotor, longitudinal section;
на фиг. 3 - контактная втулка браслетного уплотнения задняя опора вала ротора КНД ТРД, продольный разрез;in FIG. 3 - contact sleeve bracelet seal back bearing of the rotor shaft of the low pressure turbojet engine, longitudinal section;
на фиг. 4 - маслоотражательное кольцо задней опоры вала ротора КНД ТРД, продольный разрез;in FIG. 4 - an oil ring of a back support of a shaft of a rotor of KND TRD, a longitudinal section;
на фиг. 5 - вид по А на фиг. 4.in FIG. 5 is a view along A in FIG. four.
Опора вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя летательного аппарата (ЛА) в вариантном исполнении выполнена радиально-упорной в качестве задней опоры вала ротора КНД и включает соединенные барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие 1 и 2 вала ротора ТРД. Опора вала ротора расположена в промежуточном корпусе 3 двигателя и содержит шарикоподшипник 4, разделяющий опору на статорную и роторную части.The support of the rotor shaft of the low-pressure compressor of an aircraft turbojet engine (LA) in an embodiment is made radially thrust as a rear support of the low pressure rotor rotor shaft and includes the connected drum-disk and
Статорная часть включает корпус 5 опоры, который выполнен заедино с корпусом 6 шарикоподшипника 4 и силовой конической диафрагмой 7, переходящей у торцов во внешнее и внутреннее силовые кольца 8 и 9 разных диаметров. Внешнее силовое кольцо 8 наделено посадочным местом и фланцем 10 для разъемного соединения крепежными элементами с ответным фланцем 11 промежуточного корпуса 3 двигателя у внешнего торца диафрагмы 7. Внутреннее силовое кольцо 9 наделено фланцем 12 для разъемного соединения крепежными элементами с ответным фланцем 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника 4 у внутреннего торца диафрагмы 7. Фронтальная часть внутреннего силового кольца 9 корпуса 5 опоры пролонгирована в кольцевой элемент 15, выполненный с √-образным профилем поперечного сечения. Большее плечо кольцевого элемента 15 образовано малой конической диафрагмой 16 с углом α1 наклона образующей к условной радиальной плоскости, нормальной к оси вала ротора. Угол α1 наклона выполнен составляющим не более 10° и не менее чем в два раза меньшим аналогичного угла α2 наклона образующей силовой конической диафрагмы 7 к условной радиальной плоскости, нормальной к оси вала, который составляет не менее 28°. Меньшее плечо кольцевого элемента 15 выполнено в виде фланца 17.The stator part includes a
Статорная часть опоры содержит два многогребешковых кольцевых элемента 18 и 19 лабиринтных уплотнений 20 и 21. Фланец 17 кольцевого элемента 15 выполнен для разъемных соединений с ответными фланцами:The stator part of the support contains two
- фланцем 22 корпуса 23 браслетного уплотнения 24 масляной полости 25;-
- фланцем 26 кольцевого держателя 27 крышки 28 первого лабиринтного уплотнения 20;- a
- фланцем 29 кольцевого держателя 30 крышки 31 второго лабиринтного уплотнения 21.-
Первое лабиринтное уплотнение 20 подвижно отделяет полость 32 наддува от полости 33 суфлирования. Вторым лабиринтным уплотнением 21 подвижно заперта с внешней стороны полость 32 наддува.The first labyrinth seal 20 movably separates the
Корпус 23 браслетного уплотнения 24 наделен цилиндрической полкой 34 с осевой шириной, превышающей ширину уплотнительного браслета не менее чем на совокупную ширину упорного и стопорного колец 35 и 36. Радиально ориентированная стенка 37 корпуса 23 выполнена перекрывающей суммарную высоту колец уплотнительного браслета без касания к контактной втулке 38.The
Роторная часть опоры включает выполненные заедино нижнюю часть задней конической диафрагмы 39 барабанно-дисковой составляющей 1, переходящей в заднюю цапфу 40 вала ротора КНД. Цапфа 40 разъемно соединена с цилиндрической составляющей 2 вала. Цапфа 40 и цилиндрическая составляющая 2 вала ротора КНД взаимно разъемно соединены в осевом направлении с возможностью восприятия и передачи на опору осевых усилий соединительным элементом, который установлен в полости вала и выполнен в виде внутреннего полого стяжного болта 41.The rotor part of the support includes integrally formed the lower part of the rear
Полый стяжной болт 41 выполнен с фронтальным кольцевым оголовком 42, снабженным внешним кольцевым буртиком 43 для силового зацепления с ответным внутренним буртиком 44 цапфы 40. Стяжной болт 41 снабжен у тыльного торца внешней резьбой. В полости болта 41 размещен узел соединения шлицевой и стяжной труб 45 и 46 соответственно, образующих магистраль напорной подачи воздуха в полости наддува других опор.The hollow coupling bolt 41 is made with a front
На внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей 2 вала ротора установлены многогребешковый кольцевой элемент 18 первого лабиринтного уплотнения, контактная втулка 38 браслетного уплотнения, маслоотражательное кольцо 47 браслетного уплотнения, а также внутреннее кольцо 48 шарикоподшипника 4. На резьбе установлен поджимающий их к упорному кольцевому буртику 49 цилиндрической составляющей 2 вала полифункциональный внешний стяжной элемент 50.On the outer landing surface of the frontal part of the
Полифункциональный внешний стяжной элемент 50 выполнен в виде круглой гайки, снабженной на свободном конце обращенным к валу кольцевым бортовым элементом 51 с образованием открытого коллектора для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам 52 качения шарикоподшипника 4, к маслоотражательному кольцу 47 и контактной втулке 38 браслетного уплотнения. Для этого на посадочной поверхности вала выполнен кольцевой паз 53 масляного коллектора. Кольцевой паз 53 сообщен с одной стороны с открытым коллектором посредством продольных каналов 54, выполненных на валу, а с другой стороны с каналами 55 подвода смазочно-охлаждающей жидкости к телам 52 качения шарикоподшипника 4 и посредством части каналов 56, которые пролонгированы к маслоотражательному кольцу с переводом потока к кольцевому каналу 57 контактной втулки 38 браслетного уплотнения с последующим выходом жидкости в масляную полость 25. Каналы 55 для подачи смазочно-охлаждающей жидкости к телам 52 качения шарикоподшипника выполнены на стыке двух полуколец внутреннего кольца 48 шарикоподшипника 4 с угловой частотой укп определенной в диапазонеThe multifunctional
γкп=Nкп/2π (0,64÷1,43) [ед./рад],γ CP = N CP / 2π (0.64 ÷ 1.43) [units / rad],
где Nкп - число каналов во внутреннем кольце шарикоподшипника.where N kn - the number of channels in the inner ring of the ball bearing.
Фланец 12 корпуса 5 опоры у внутреннего торца силовой конической диафрагмы 7 наделен тремя группами отверстий соответственно для крепления, циркуляции воздуха и циркуляции масла (на чертежах не показано). Отверстия для крепления ответного фланца 13 наружного кольца 14 шарикоподшипника 4 разнесены с угловой частотой γдс1 The
γдс1=Nдс1/2π=(1,27÷2,39) [ед./рад],γ ds1 = N ds1 / 2π = (1.27 ÷ 2.39) [units / rad],
где Nдс1 - число отверстий под крепежные элементы соединения фланцев 12, 13.where N ds1 - the number of holes for
Фланец 10 корпуса 5 опоры у внешнего торца силовой конической диафрагмы 7 наделен тремя группами отверстий соответственно для крепления, демонтажа и центрирования (на чертежах не показано). Отверстия для крепления ответного фланца 11 промежуточного корпуса 3 двигателя разнесены с угловой частотой γдс2 The
γдс2=Nдс2/2π=(3,98÷5,73) [ед./рад],γ ds2 = N ds2 / 2π = (3.98 ÷ 5.73) [units / rad],
где Nдс2 - число отверстий под крепежные элементы соединения фланцев 10, 11.where N ds2 - the number of holes for
Если угловая частота γдс1<1,27 ед./рад или γдс2<3,98 ед./рад, то прочность соединения будет недостаточной, если же γдс1>2,39 ед./рад или γдс2>5,73 ед./рад, то это приведет к неоправданному для обеспечения прочности повышению материалоемкости и трудоемкости соединений.If the angular frequency γ ds1 <1.27 units / rad or γ ds2 <3.98 units / rad, then the strength of the connection will be insufficient, if γ ds1 > 2.39 units / rad or γ ds2 > 5.73 units / rad, then this will lead to unjustified to ensure the strength of the increase in material consumption and the complexity of the compounds.
Фланец 17 фронтального √-образного кольцевого элемента 15 корпуса 5 опоры наделен тремя группами отверстий соответственно для крепления, демонтажа и центрирования (на чертежах не показано). Отверстия для крепления ответных фланцев 26 и 29 кольцевых держателей 27 и 30 крышек лабиринтных уплотнений, а также ответного фланца 22 корпуса 23 браслетного уплотнения разнесены с угловой частотойThe
γм=Nм/2π=(1,91÷3,98) [ед./рад],γ m = N m / 2π = (1.91 ÷ 3.98) [units / rad],
где Nм - число отверстий под крепежные элементы соединения указанных фланцев. Угловая частота γм в указанном диапазоне значений достаточна и необходима с точки зрения прочности и материалоемкости так же, как и диапазоны частот γдс1 и γдс2.where N m - the number of holes for fasteners connecting these flanges. The angular frequency γ m in the indicated range of values is sufficient and necessary from the point of view of strength and material consumption , as well as the frequency ranges γ ds1 and γ ds2 .
Шлицы 58, соединяющие через цапфу 40 барабанно-дисковую и цилиндрическую составляющие 1 и 2 вала ротора, выполнены с угловой частотой
γш=Nш/2π=(8,28÷8,92), [ед./рад],γ W = N W / 2π = (8.28 ÷ 8.92), [unit / rad],
где Nш - число силовых шлицев. Угловая частота расположения шлицев 58 γш<8,28 ед./рад ухудшает сцепление цапфы 40 с цилиндрической составляющей 2, а частота γш>8,92 ед./рад из-за увеличения частоты ослабляет прочность самих шлицев 58, когда эти шлицы нужно будет выполнять более мелкими, что тоже ухудшает сцепление.where N w - the number of power splines. The angular frequency of the arrangement of the
Полость 33 суфлирования сообщена с трубой 59 суфлирования не менее чем двумя щелевидными отверстиями 60. Отверстия 60 выполнены в коническом соединительном элементе 61 кольцевого держателя 27 крышки лабиринтного уплотнения 20 в угловом створе окружности γусо=(0,5±0,11)⋅π [рад], определенном в условной плоскости поперечного сечения, проходящей через среднюю кольцевую линию указанных отверстий.The venting
Опора вала ротора КНД выполнена для пропуска через опору крутящего момента от турбины низкого давления (ТНД) через вал ротора ТНД соединенные на шлицах 62 рессору 63 и цилиндрическую составляющую 2 к барабанно-дисковой составляющей 1 вала ротора КНД.The support of the low pressure rotor rotor shaft is designed to pass through the torque support from the low pressure turbine (low pressure turbine) through the low pressure turbine rotor shaft connected to the spline 62 of the spring 63 and the
Каскад уплотнений опоры вала ротора турбореактивного двигателя выполнен уплотняющим масляную полость 25, охватывающую с двух сторон шарикоподшипник 4 задней опоры вала ротора КНД ТРД ЛА. Каскад содержит последовательность уплотнений для ступенчатого нарастания давления рабочего тела, а именно, воздуха в каскаде уплотнений по мере осевого и радиального удаления от шарикоподшипника 4. Каскад в качестве первой ступени каскада уплотнений масляной полости 25 включает примыкающее к последней контактное браслетное уплотнение 24, подпираемое с фронтальной стороны избыточным давлением рабочего тела полости 33 суфлирования. Последнее подпитано на входе в полость подпором избыточного давления рабочего тела, частично пропускаемого в каскаде через первое лабиринтное уплотнение 20 из полости 32 наддува воздуха. Рабочее тело в полости 32 наддува в свою очередь защищено от потери давления с внешней стороны вторым лабиринтным уплотнением 21. Первое лабиринтное уплотнение 20 разделяет полость 33 суфлирования и полость 32 наддува воздуха и включает многогребешковый кольцевой элемент 18 и крышку 28 лабиринта. Многогребешковый кольцевой элемент 18 расположен на внешней посадочной поверхности фронтальной части цилиндрической составляющей 2 вала ротора. Крышка 28 лабиринта размещена на кольцевом держателе 27, включающем переходный осесимметричный конический элемент 61, снабженный не менее чем двумя протяженными по дуге окружности в поперечном сечении конического элемента смежными отверстиями 60. Длина дуги каждого отверстия 60 составляет не менее 8 диаметров условных вписанных цилиндрических отверстий, условный диаметр которых принят равным расстоянию по образующей конического элемента между дуговыми границами протяженного отверстия.The cascade of seals of the shaft support of the rotor of a turbojet engine is made by sealing the
Многогребешковый кольцевой элемент 19 второго лабиринтного уплотнения 21 размещен на кольцевом выступе 64 конической диафрагмы 39 барабанно-дисковой составляющей 1 вала и совместно с крышкой 31 лабиринта, установленной на кольцевом держателе 30, подвижно запирает полость 32 наддува воздуха с внешней стороны каскада уплотнений опоры. Через кольцевой держатель 30 крышки пропущена труба 59 суфлирования, сообщенная по рабочему телу с одноименной полостью 33.The multi-scalloped
Узел задней опоры вала ротора КНД ТРД ЛА содержит участок цилиндрической 2 составляющей вала ротора между масляной полостью 25 и полостью 33 суфлирования задней опоры с посадочным местом, на котором установлено контактное браслетное уплотнение 24.The site of the rear bearing of the rotor shaft of the low pressure turbojet engine aircraft engine contains a portion of the cylindrical 2 component of the rotor shaft between the
Браслетное уплотнение 24 включает корпус 23 с фланцем 22, разъемно соединенным с ответным фланцем 17 корпуса 5 опоры, и цилиндрической полкой 34, снабженной кольцевым уплотнением 65, переходящим в кольцевую радиально ориентированную стенку 37 корпуса. В корпусе установлен уплотнительный браслет, упругоподатливо зафиксированный прижатием к стенке 37 корпуса 23 осевыми пружинами 66 через упорное и стопорное кольца 35 и 36. Уплотнительный браслет выполнен с подвижным примыканием к контактной втулке 38, которая фиксировано размещена на посадочной поверхности вала.The
С внешней стороны фланец 22 и цилиндрическая полка 34 корпуса 23 уплотнительного браслета опорно контактируют с ответными фланцем 17 и полкой 67 √-образного кольцевого элемента 15 корпуса опоры. Контактная втулка 38 выполнена с обращенной наружной контактной поверхностью к уплотнительному браслету, а ее внутренняя поверхность предназначена для омывания охлаждающей жидкостью, поступающей из каналов 56 маслоотражательного кольца 47, установленного под втулкой 38.On the outside, the
Браслет выполнен состоящим из трех многосекционных колец. Внутреннее уплотнительное кольцо 68 и радиально охватывающее его наружное кольцо 69 установлены в браслете с тыльной стороны. Третье кольцо 70 выполнено фронтальным и примыкает к первым двум кольцам 68, 69 боковой гранью. Каждое кольцо 68, 69, 70 браслета выполнено из локальных секций, собранных с угловой частотой γс.б.у., определенной в диапазоне γс.б.у.=(0,47÷0,79) [ед./рад]. Фронтальное кольцо 70 выполнено радиальной высотой, соответствующей суммарной радиальной высоте Σh внутреннего уплотнительного и наружного колец 68 и 69 браслета.The bracelet is made up of three multi-section rings. The inner o-
Часть граней колец 68, 69, 70 браслета снабжена разгрузочными воздушными каналами (на чертежах не показано). Внешние цилиндрические поверхности наружного и фронтального колец 69 и 70 браслета снабжены каждая кольцевым пазом в виде секторного участка с поперечным сечением двоякой кривизны глубиной менее половины внешнего диаметра пружины 71, проложенной в пазу и стягивающей секции колец.Part of the faces of the
От осевого смещения браслет упруго зафиксирован упорным и стопорным кольцами 35 и 36, установленными с фронтальной стороны последнего. В каждой секции фронтального кольца 70 выполнено не менее двух разнесенных по длине дуги секции глухих отверстий, в которых установлены упирающиеся в упорное кольцо 35 пружины 66 сжатия с осью, параллельной оси вала ротора. От смещения по окружности все секции наружного и фронтального колец 69 и 70 обращены торцами встык к боковым граням стопорных элементов (на чертежах не показано), радиально подвижно установленных на штифтах корпуса 23 браслетного уплотнения. Каждая секция внутреннего кольца 68 смещена в браслете относительно осевой плоскости симметрии стопорного элемента на половину длины дуги секции и снабжена в средней части призматической выемкой (на чертежах не показано), радиально ориентированные стенки, которой обращены к фиксирующему положение секции стопорному элементу. Для чего указанные стенки разведены на угол, достаточный для частичного торцевого зацепления соответствующего высотного участка оппозитных ступенчатых граней стопорного элемента.From axial displacement, the bracelet is elastically fixed by the stop and retainer rings 35 and 36 mounted on the front side of the latter. In each section of the
Осевые воздушные каналы (на чертежах не показано) во внутренней цилиндрической поверхности секции фронтального кольца 70 браслета выполнены пересекающими толщину секции, и не менее двух из указанных каналов сообщены на выходе со входом ответных каналов на фронтальной стенке указанной секции кольца. Воздушный канал на фронтальной стенке секции фронтального кольца 70 выполнен щелеобразующим с расходящимся с увеличением радиуса раструбом угла створа, а не менее двух других каналов, пересекающих толщину секцию фронтального кольца, сообщены с осевыми каналами секции внутреннего уплотнительного кольца браслета в пределах внутренней цилиндрической поверхности секции указанного кольца.Axial air channels (not shown in the drawings) in the inner cylindrical surface of the section of the
Осевые каналы (на чертежах не показано) внутренней цилиндрической поверхности секции внутреннего уплотнительного кольца 68 браслета выполнены длиной менее толщины секции и объединены на выходе ограниченным по торцам каналом с функцией дугового коллектора. Поверхность боковой стенки секции внутреннего уплотнительного кольца 68 также снабжена дуговым коллектором, объединяющим каналы стенки внутреннего кольца, которые в свою очередь сообщены со щелеобразующими каналами аналогичной стенки ответных секций наружного кольца 69.Axial channels (not shown in the drawings) of the inner cylindrical surface of the section of the
Контактная втулка 38 браслетного уплотнения вала ротора КНД ТРД ЛА выполнена в виде кольцевого тела вращения с наружной контактной поверхностью 72, обращенной к уплотнительному браслету. С внутренней стороны втулка 38 имеет асимметрично смещенный к фронтальному торцу выступ 73 с кольцевым цилиндрическим торцом, конгруэнтным посадочной поверхности ответного участка вала ротора. С фронтальной стороны выступ 73 смещен от торца втулки на величину посадочного места под кольцевое уплотнение 74. С тыльной стороны выступа 73 втулка 38 выполнена с симметричной оси вала цилиндрической или цилиндроконической поверхностью кольцевого маслоотводящего канала 57 системы охлаждения опоры. В цилиндроконическом варианте поверхности втулки 38 осевая длина диффузорного конического участка 75 на выходе из кольцевого канала 57 выполнена превышающей осевую длину цилиндрического участка 76 канала 57. Общая осевая длина канала 57 выполнена превышающей суммарную осевую ширину уплотнительного браслета и радиально ориентированной стенкой 37 корпуса 23 последнего с общим коническим приращением ширины канала 57, не превышающем минимальную кольцевую толщину последнего на входе в канал. Кольцевой выступ 73 с внутренней стороны контактной втулки 38 выполнен высотой, достаточной для размещения под втулкой цилиндрической оболочки маслоотражательного кольца 47 и толщины кольцевого канала 57 над ним.The
Маслоотражательное кольцо 47 задней опоры вала ротора КНД ТРД ЛА состоит из двух выполненных заедино частей с образованием в поперечном сечении Г-образного профиля. Фронтальный участок кольца 47 выполнен в виде относительно тонкой цилиндрической оболочки 77. Внутренняя и внешняя поверхности цилиндрической оболочки 77 кольца 47 предназначены для образования в рабочем положении между валом и контактной втулкой 38 браслетного уплотнения соответственно внешней стенки входного и внутренней стенки выходного участков, предназначенных для двух последовательных встречно направленных потоков проточного тракта смазочно-охлаждающей жидкости в опоре компрессора.The oil-reflecting
Внутренняя поверхность стенки цилиндрической оболочки 77 кольца 47 наделена совокупностью подводящих каналов 78, выполненных угловой частотой γц.к., определенной в диапазонеThe inner surface of the wall of the
γц.к.=Nц.к./2π=(3,35÷4,14) [ед./рад],γ c.c. = N c.c. / 2π = (3.35 ÷ 4.14) [units / rad],
где Nц.к. - число каналов во внутренней стенке цилиндрической части маслоотражающего кольца.where N c.c. - the number of channels in the inner wall of the cylindrical part of the oil ring.
Внешняя поверхность цилиндрической оболочки 77 кольца 47, начиная от поворота тракта у свободного торца 79 оболочки во встречное направление, выполнена преобразованной из совокупности подводящих каналов во внутреннюю гладкую стенку единого канала 57 выходного участка указанного тракта, предназначенную для пленочного омывания охлаждающим потоком контактной втулки 38 задней опоры компрессора.The outer surface of the
Тыльный участок маслоотражательного кольца 47 содержит относительно тонкий маслоотбойный кольцевой элемент 80, переходящий в массивный радиально развитый элемент 81 полки кольца 47. Элемент 81 полки включает силовой участок для восприятия осевых усилий сжатия от расположенных на валу смежных элементов, выполненный высотой, соответствующей радиальной толщине контактной втулки 38. Элемент 81 полки наделен системой открытых отводных каналов 82, размещенных со стороны втулки 38 с угловой частотой γр.к.., определенной в диапазонеThe rear section of the
γр.к.Np.к/2π=(3,17-3,98) [ед./рад],γ r.k. N p.k / 2π = (3.17-3.98) [units / rad],
где Nр.к. - число радиальных каналов в тыльном осевом участке маслоотражательного кольца.where N r.k. - the number of radial channels in the rear axial section of the oil ring.
Отводные каналы 82 завершают проточный тракт смазочно-охлаждающей жидкости с выходом в масляную полость 25 опоры.
В зоне перехода фронтального цилиндрического участка кольца 47 в тыльный радиальный участок выполнен с внешним кольцевым коллекторообразующим скосом 83.In the transition zone of the frontal cylindrical section of the
Цилиндрическая оболочка 76 маслоотражательного кольца 47 наделена совокупностью отверстий 84 с равномерно разнесенными по окружности центрами отверстий в условной плоскости, нормальной к оси вала ротора, и расположенной в средней трети осевой длины цилиндрической оболочки кольца с угловой частотой γр.о., определенной в диапазонеThe
γp.o.Np.о../2π=(3,17÷3,98) [ед./рад],γ po N p.o .. / 2π = (3.17 ÷ 3.98) [units / rad],
где Np.о. - число радиальных отверстий в цилиндрической оболочке маслоотражательного кольца.where N p.o. - the number of radial holes in the cylindrical shell of the oil ring.
Отверстия 84 в цилиндрической оболочке 77 маслоотражательного кольца 47 выполнены сообщенными каждое с ответным подводящим каналом 78, выполненным с внутренней стороны той же оболочки.The
Пример реализации изобретения.An example implementation of the invention.
Опору вала ротора КНД выполняют радиально-упорной в качестве задней опоры вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя. Опору вала ротора и ее элементы монтируют следующим образом.The support of the rotor shaft of the low pressure rotor is performed angularly as the rear support of the rotor shaft of the low pressure compressor of a turbojet engine. The support of the rotor shaft and its elements are mounted as follows.
Собирают контактное браслетное уплотнение 24. В корпусе 23 браслетного уплотнения 24 устанавливают уплотнительный браслет, состоящий из трех многосекционных колец. На собранное из секций наружное кольцо 69 браслета по периметру устанавливают пружины 71. На собранные из секций внутреннее уплотнительное кольцо 68 и наружное кольцо 69 укладывают секции фронтального кольца 70 и устанавливают пружины 66 сжатия. Заканчивают монтаж браслетного уплотнения установкой упорного и стопорного колец 35 и 36.A
На фланец 17 корпуса 5 опоры устанавливают собранное браслетное уплотнение 24 с установленным на цилиндрической полке 34 корпуса 23 браслетного уплотнения кольцевым уплотнением 65. На фланец 22 браслетного уплотнения последовательного устанавливают фланец 29 кольцевого держателя 30 крышки 31 второго лабиринтного уплотнения и фланец 26 кольцевого держателя 27 крышки 28 первого лабиринтного уплотнения. После этого весь пакет деталей стягивают крепежными винтами.An assembled
На цилиндрическую составляющую 2 вала ротора КНД последовательно устанавливают кольцевое уплотнение 85, многогребешковый кольцевой элемент 18 первого лабиринтного уплотнения, кольцевое уплотнение 74, контактную втулку 38 браслетного уплотнения. После чего на цилиндрическую составляющую 2 вала ротора опускают ранее собранный корпус 5 опоры. После установки корпуса 5 опоры устанавливают на цилиндрической составляющий 2 вала маслоотражательное кольцо 47 и собранный шарикоподшипник 4. Затем производят затяжку пакета деталей, установленных на валу, полифункциональный внешним стяжным элементом 50, выполненным в виде гайки. После затяжки гайки устанавливают крепежные винты наружного кольца 14 шарикоподшипника. Далее на вал устанавливают шестерню 86 привода блока датчиков частоты вращения и фиксируют на валу собственной гайкой 87. Далее на соответствующие фланцы корпуса 5 опоры устанавливают блок шестерен привода датчиков частоты вращения со смонтированной на них маслоподающей форсункой (на чертежах не показано), после чего во внутреннюю полость вала устанавливают приводная рессора 63, которую фиксируют от выпадения из вала гайкой (на чертежах не показано).On the
Работает задняя опора вала ротора ТРД следующим образом.The back support of the rotor shaft of the turbojet engine operates as follows.
Статорная часть опоры вала ротора КНД закреплена по периметру в промежуточном корпусе 3 двигателя и через шарикоподшипник 4 обеспечивает стабильность работы роторной части при вращении вала относительно оси вала ротора.The stator part of the support of the rotor shaft of the low pressure rotor is fixed around the perimeter in the
В процессе работы двигателя крутящий момент от турбины низкого давления (ТНД) передается через шлицевую рессору 63 и цилиндрическую составляющую 2 вала и приводит во вращение роторную часть задней опоры. Цилиндрическая составляющая 2 и расположенные внутри нее стяжной болт 41, шлицевая и стяжная трубы 45 и 46 практически не имеют асимметрично расположенных относительно оси вращения вала элементов, что позволяет им избежать в процессе вращения собственных колебаний.In the process of engine operation, the torque from the low pressure turbine (low pressure turbine) is transmitted through the spline spring 63 and the
От цилиндрической составляющей 2 через шлицы 62 рессоры 63 крутящий момент передается барабанно-дисковой составляющей 1, которая взаимодействует с неподвижной статорной частью задней опоры вала КНД через каскад лабиринтных уплотнений 20 и 21. Лабиринтные уплотнения 20, 21 препятствуют попаданию частиц масла из масляной полости 33 в работающую с воздушным потоком барабанно-дисковую часть КНД.From the
Первое лабиринтное уплотнение 20 разделяет полость 33 суфлирования и полость 32 наддува воздуха. Многогребешковый кольцевой элемент 18 устанавливают на цилиндрической составляющей 2 вала ротора. Многогребешковый кольцевой элемент 19 второго лабиринтного уплотнения 21 устанавливают на кольцевом выступе 64 конической диафрагмы 39 барабанно-дисковой составляющей 1 вала и совместно с крышкой 31 лабиринта, подвижно запирает полость 32 наддува воздуха с внешней стороны каскада уплотнений опоры.The
При этом через масляную форсунку масло подается в открытый коллектор для сбора и напорной подачи смазочно-охлаждающей жидкости внешнего стяжного элемента 50. Под воздействием центробежных сил и систему продольных каналов 54, выполненных на цилиндрической составляющей 2 вала, и через каналы 55 между полукольцами внутреннего кольца 48 шарикоподшипника 4 смазочно-охлаждающая жидкость поступает к телам 52 качения шарикоподшипника 4. Через другую часть пролонгированных каналов 56 смазочно-охлаждающая жидкость проходит по каналам 56 и каналам 78 под маслоотражательным кольцом 47, огибает его с переводом потока к сплошному кольцевому каналу 57, который омывает, охлаждая нижнюю поверхность контактной втулки 38 браслетного уплотнения. Отводные каналы 82 завершают проточный тракт смазочно-охлаждающей жидкости с выходом в масляную полость 25 опоры и из последней на рециркуляцию. Таким образом, статорная и роторная части опоры взаимодействуют в единой масляной среде, которая в результате подвергается интенсивному перемешиванию.In this case, oil is supplied through an oil nozzle to an open manifold for collecting and pressurizing supply of cutting
Таким образом, каскад уплотнений масляной полости, последовательно включающий браслетное уплотнение, первое лабиринтное уплотнение и подпираемое избыточное давление воздуха в полости суфлирования, затем второе лабиринтное уплотнение и избыточное давление в полости наддува обеспечивают улучшенную работу смазочно-охлаждающей системы задней опоры, повышение КПД и ресурса работы опоры и компрессора в целом.Thus, the cascade of oil cavity seals, which consistently includes a bracelet seal, the first labyrinth seal and propped up excess air pressure in the venting cavity, then the second labyrinth seal and overpressure in the boost cavity provide improved operation of the lubricating-cooling system of the rear support, increasing the efficiency and service life support and compressor as a whole.
Claims (19)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110451A RU2614017C1 (en) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), sealing spool of rotor shaft bearing, rotor shaft bearing block, contact hub of rotor shaft bracelet sealing, oil-control ring of rotor shaft |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016110451A RU2614017C1 (en) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), sealing spool of rotor shaft bearing, rotor shaft bearing block, contact hub of rotor shaft bracelet sealing, oil-control ring of rotor shaft |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2614017C1 true RU2614017C1 (en) | 2017-03-22 |
Family
ID=58453394
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016110451A RU2614017C1 (en) | 2016-03-22 | 2016-03-22 | Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), sealing spool of rotor shaft bearing, rotor shaft bearing block, contact hub of rotor shaft bracelet sealing, oil-control ring of rotor shaft |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2614017C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3115557A1 (en) * | 2020-10-27 | 2022-04-29 | Safran Aircraft Engines | PRESSURIZATION DEVICE FOR A TURBOMACHINE UPSTREAM ENCLOSURE AND CORRESPONDING TURBOMACHINE. |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU796503A1 (en) * | 1973-04-04 | 1981-01-15 | Titov Vladimir S | Support-thrust sliding-contact bearing |
| SU1746013A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-07-07 | Научно-исследовательский институт специального машиностроения при МГТУ им.Н.Э.Баумана | System of rotor supports for gas turbine engine |
| RU2036312C1 (en) * | 1991-07-16 | 1995-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" | Sealing unit downstream of turbojet double-loop engine |
| EP1626188A2 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-15 | Rolls-Royce Plc | Bearing assembly for a gas turbine engine with resilient support |
| RU2561395C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Turbomachine rotor support |
-
2016
- 2016-03-22 RU RU2016110451A patent/RU2614017C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU796503A1 (en) * | 1973-04-04 | 1981-01-15 | Titov Vladimir S | Support-thrust sliding-contact bearing |
| SU1746013A1 (en) * | 1990-06-22 | 1992-07-07 | Научно-исследовательский институт специального машиностроения при МГТУ им.Н.Э.Баумана | System of rotor supports for gas turbine engine |
| RU2036312C1 (en) * | 1991-07-16 | 1995-05-27 | Акционерное общество открытого типа "Авиадвигатель" | Sealing unit downstream of turbojet double-loop engine |
| EP1626188A2 (en) * | 2004-08-11 | 2006-02-15 | Rolls-Royce Plc | Bearing assembly for a gas turbine engine with resilient support |
| RU2561395C1 (en) * | 2014-04-23 | 2015-08-27 | Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") | Turbomachine rotor support |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3115557A1 (en) * | 2020-10-27 | 2022-04-29 | Safran Aircraft Engines | PRESSURIZATION DEVICE FOR A TURBOMACHINE UPSTREAM ENCLOSURE AND CORRESPONDING TURBOMACHINE. |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11236636B2 (en) | Oil-cooled carbon seal | |
| EP2835503B1 (en) | Integrated strut and vane arrangements | |
| US20110255991A1 (en) | Integrally bladed rotor disk for a turbine | |
| US9903224B2 (en) | Scupper channelling in gas turbine modules | |
| US9322293B2 (en) | Turbojet venting pipe, method for mounting one such pipe and turbojet provided with one such pipe | |
| US10174635B2 (en) | Rolling element bearing configured with a gutter and one or more fluid passages | |
| US20170248028A1 (en) | Active hpc clearance control | |
| CN106337740A (en) | Bearing housing and related bearing assembly for a gas turbine engine | |
| KR20150054671A (en) | Methods and systems for sealing a rotary machine using a segmented seal ring | |
| EP2971820B1 (en) | Rolling element bearing configured with a channel and one or more fluid passages | |
| GB2537293A (en) | Rotor disk having a centripetal air collection device, compressor comprising said disc and turbomachine with such a compressor | |
| US8864466B2 (en) | Cooling device for cooling the slots of a turbomachine rotor disk downstream from the drive cone | |
| US20160281645A1 (en) | Turbocharger and Method | |
| JP2017198189A (en) | Service tube for turbine engine | |
| RU2614017C1 (en) | Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), sealing spool of rotor shaft bearing, rotor shaft bearing block, contact hub of rotor shaft bracelet sealing, oil-control ring of rotor shaft | |
| RU2632066C2 (en) | Device to provide seal between coaxial shafts of turbomachine | |
| US7743598B2 (en) | Sealing system for the rear lubricating chamber of a jet engine | |
| US9759231B2 (en) | Mid-frame for a gas turbine and gas turbine | |
| US20110239661A1 (en) | Rotor for a gas turbine engine comprising a rotor spool and a rotor ring | |
| RU2614018C1 (en) | Rotor shaft bearing of low-pressure compressor of turbojet engine (versions), cylinder constituent of rotor shaft, external tightening component of rotor shaft | |
| US11603775B2 (en) | Removable pin on a turbomachine nozzle | |
| US10844748B2 (en) | Inner casing for steam turbine engine | |
| EP3502526B1 (en) | Air seal attachment | |
| RU149748U1 (en) | DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE | |
| US20130209251A1 (en) | Seal arrangement along the shaft of a liquid ring pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| TC4A | Change in inventorship |
Effective date: 20180601 |