Узел опоры газотурбинного двигателя

Полезная модель относится к области авиадвигателестроения и энергетического машиностроения, преимущественно к системам смазки подшипниковых опор газотурбинных двигателей, и может быть использована для подачи и отвода масла в подшипниках, например, высокотемпературных авиационных газотурбинных двигателей. Техническим результатом является повышение надежности и долговечности работы опоры газотурбинного двигателя и, следовательно, всего двигателя, путем улучшения условий смазки и усиления охлаждения подшипника, за счет обеспечения равномерного подвода масла к зонам контакта наружного кольца подшипника и тел качения и принудительного отвода масла из зоны контакта внутреннего кольца подшипника и тел качения. Дополнительным техническим результатом является улучшение условий подвода масла к внутреннему кольцу подшипника. Технический результат достигается тем, что узел опоры газотурбинного двигателя, содержащий вал, корпус, в котором с гарантированным зазором установлено наружное кольцо подшипника, сепаратор с гнездами, в которые установлены тела качения, и маслоподводящие каналы, выполненные в корпусе и наружном кольце подшипника, при этом маслоподводящие каналы в наружном кольце подшипника наклонены в направлении вращения вала, в отличие от известного, содержит два центробежных колеса с элементами отвода масла, установленных на валу с торцев подшипника, элементы отвода масла которого наклонены в направлении вращения вала, при этом маслоподводящие каналы в корпусе также наклонены в направлении вращения вала и соосны маслоподводящим каналам в наружном кольце подшипника. Для улучшения подвода масла к внутреннему кольцу подшипника боковые поверхности гнезд сепаратора могут быть выполнены наклонными в направлении вращения тел качения, при этом ширина гнезда сепаратора может превышать диаметр тела качения. Для фиксации сепаратора в подшипнике в осевом направлении гнезда сепаратора могут быть выполнены в шахматном порядке относительно друг друга. Элементы отвода масла могут быть выполнены в виде лопаток или выборок.

Полезная модель относится к области авиадвигателестроения и энергетического машиностроения, преимущественно к системам смазки подшипниковых опор газотурбинных двигателей, и может быть использована для подачи и отвода масла в подшипниках, например, высокотемпературных авиационных газотурбинных двигателей.

Известен узел опоры газотурбинного двигателя, содержащий вал, корпус, в котором с гарантированным зазором установлено наружное кольцо подшипника, сепаратор, в гнезда которого, установлены тела качения, и маслоподводящие каналы, выполненные в корпусе и наружном кольце подшипника. Оси маслоподводящих каналов в корпусе и наружном кольце подшипника выполнены в радиальном направлении (Скубачевский Авиационные газотурбинные двигатели. Конструкция и расчет деталей. - М.: Машиностроение, 1969. - 544 с. (с.467 рис.11.09).

Наиболее близким к предлагаемому является узел опоры газотурбинного двигателя, содержащий вал, корпус, в котором с гарантированным зазором установлено наружное кольцо подшипника, сепаратор с гнездами, в которые установлены тела качения, и маслоподводящие каналы, выполненные в корпусе и наружном кольце подшипника, при этом маслоподводящие каналы в наружном кольце подшипника наклонены в направлении вращения вала (авторское свидетельство 377571, МПК F16C 33/10, опубл. 29.06.1973).

В известных решениях подвод масла осуществляется сверху через наружное кольцо подшипника. Отвод масла в маслокартер осуществляется только за счет действия центробежных сил через зазоры между сепаратором и наружным кольцом.

Кроме того, известные решения имеют ограниченный подвод масла к внутреннему кольцу подшипника, т.к. масло для охлаждения через сепаратор в зону контакта практически не поступает из-за малого зазора между телом качения и сепаратором и из-за радиального расположения пазов в сепараторе.

Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение надежности и долговечности работы опоры газотурбинного двигателя и, следовательно, всего двигателя путем улучшения условий смазки и усиления охлаждения подшипника, за счет обеспечения равномерного подвода масла к зонам контакта наружного кольца подшипника и тел качения и принудительного отвода масла из зоны контакта внутреннего кольца подшипника и тел качения.

Дополнительным техническим результатом является улучшение условий подвода масла к внутреннему кольцу подшипника.

Технический результат достигается тем, что узел опоры газотурбинного двигателя, содержащий вал, корпус, в котором с гарантированным зазором установлено наружное кольцо подшипника, сепаратор с гнездами, в которые установлены тела качения, и маслоподводящие каналы, выполненные в корпусе и наружном кольце подшипника, при этом маслоподводящие каналы в наружном кольце подшипника наклонены в направлении вращения вала, в отличие от известного, содержит два центробежных колеса с элементами отвода масла, установленных на валу с торцев подшипника, элементы отвода масла которого наклонены в направлении вращения вала, при этом маслоподводящие каналы в корпусе также наклонены в направлении вращения вала и соосны маслоподводящим каналам в наружном кольце подшипника.

Для улучшения подвода масла к внутреннему кольцу подшипника боковые поверхности гнезд сепаратора могут быть выполнены наклонными в направлении вращения тел качения, при этом ширина гнезда сепаратора может превышать диаметр тела качения.

Для фиксации сепаратора в подшипнике в осевом направлении гнезда сепаратора могут быть выполнены в шахматном порядке относительно друг друга.

Элементы отвода масла могут быть выполнены в виде лопаток или пазов.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены:

фиг.1 - конструкция узла опоры вала ГТД;

фиг.2 - разрез А-А конструкции опоры на фиг.1;

фиг.3 - центробежное колесо с элементами отвода масла;

фиг.4 - сепаратор с гнездами.

Узел опоры газотурбинного двигателя (фиг.1) содержит вал 1, подшипник с внутренним 2 и наружным 3 кольцами, сепаратором 4, в гнезда 5 которого установлены тела качения 6, и корпус 7 (или втулка), в котором с гарантированным зазором установлено наружное 3 кольцо подшипника.

В корпусе 7 и наружном 3 кольце подшипника выполнены соосные маслоподводящие каналы 8 и 9, соответственно, при этом их оси наклонены в направлении вращения вала 1 (фиг.2).

На валу 1 с боковых торцев подшипника установлены два центробежных колеса 10 с элементами 11 отвода масла. Элементы 11 отвода масла выполнены, например, в виде лопаток или пазов, и наклонены в направлении вращения вала 1 (фиг.3).

Боковые поверхности 12 гнезд 5 сепаратора выполнены наклонными в направлении вращения тел качения 6 (фиг.2) При этом ширина о гнезда 5 сепаратора 4 может превышать диаметр d тела качения, за счет чего образуются полости 13, которые в сепараторе 4 могут быть выполнены в шахматном порядке относительно друг друга (фиг.4).

Узел опоры работает следующим образом.

При работе двигателя масло под давлением подается в каналы 8 корпуса 7 и далее по каналам 9 в наружном 3 кольце подшипника в полость между наружным кольцом и сепаратором 4. По гнездам 5 сепаратора 4 масло переходит в полость между сепаратором 4 и внутренним 2 кольцом подшипника, из которой центробежными силами, созданными элементами 11 отвода масла центробежных колес 10, выбрасывается в маслокартер опоры вала.

Полезная модель повышает надежность и долговечность работы опоры газотурбинного двигателя, позволяет уменьшить тепловыделения в зонах контакта тел качения с наружным и внутренним кольцами подшипника, что увеличивает КПД опоры газотурбинного двигателя в результате равномерного подвода масла в зону контакта и его принудительного отвода из опоры качения.

1. Узел опоры газотурбинного двигателя, содержащий вал, корпус, в котором с гарантированным зазором установлено наружное кольцо подшипника, сепаратор с гнездами, в которые установлены тела качения, и маслоподводящие каналы, выполненные в корпусе и наружном кольце подшипника, при этом маслоподводящие каналы в наружном кольце подшипника наклонены в направлении вращения вала, отличающийся тем, что содержит два центробежных колеса с элементами отвода масла, установленных на валу с торцов подшипника, элементы отвода масла которого наклонены в направлении вращения вала, при этом маслоподводящие каналы в корпусе также наклонены в направлении вращения вала и соосны с маслоподводящими каналами в наружном кольце подшипника.

2. Узел опоры газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что боковые поверхности гнезд сепаратора выполнены наклонными в направлении вращения тел качения.

3. Узел опоры газотурбинного двигателя по п.2, отличающийся тем, что ширина гнезда сепаратора превышает диаметр тела качения.

4. Узел опоры газотурбинного двигателя по п.3, отличающийся тем, что гнезда сепаратора выполнены в шахматном порядке относительно друг друга.

5. Узел опоры газотурбинного двигателя по п.1, отличающийся тем, что элементы отвода масла выполнены в виде лопаток или пазов.