Подшипниковый узел

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 02,2 5 )- 16 СУДАРСТВЕННЫЙ ИЗОБРЕТЕНИЯМИ ГКНТ СССР МИТЕТТКРЫТИЯ Я ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ следовательски энергетическог инзбург, А.Г.ЧерА,А,Коханростремительныек. ЛСудостроеВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(57) Использование: а конструкциях подшипниковых узлов, включающих опорные иупорные подшипники, Сущность изобретеИзобретение относится к области машиностроения, конкретно к конструкциям подшипниковых узлов. включающих опорные и упорные подшипники (ОП и УП). Изобретение может быть использовано в высокотемпературных двигателях,Известен подшипниковый узел, содержащий ОП и УП, описанный в заявке ФРГ М 1294109. В узле все три подшипника установлены на наружной поверхности вала ротора турбома шины, Два концевых подшипника установлены на отдельных опорных конструкциях, а средний подшипник расположен в центре под сопловой коробкой рабочего газа турбомашины, Все это усложняет конструкцию, повышает температуру подшипника и снижает надежность подшипникоаого узла,Известна также конструкция подшипникового узла турбомашины, описанная в заявке Японии М 62 - 2122. В такой констния: подшипниковый узел содарит аыпр.- ненный в виде цапфы дополнлтельный опорный элемент 1 с фланцем 2, соединенным сьемным регулируемым крепежом с корпусом 3, и снабженный с торца глухой полостью общий вал (В) 4. На последнем закреплены рабочие колеса 5 и б компрессора и керамической турбины. В указанной полости между цапфой и В 5 расположены опорные подшипники (ОП) 7 и 8, Снаружи, в пределах осевойдлины ОП 7 на В 4 расположен упорный подшипник 9. Антифр, ционное покрытие ОП 7 и 8 закреплено на неподвижной цапфе, в которой выпг лнены осевые 14 и радиальные 15 каналы подвода масла к подшипникам. 1 з,п, ф-лы., 1 ил,рукции все подшипники установлены наконцевом участке вала компрессора, а последний и турбина расположены консольно.Такая конструкция имеет повышенную осевую длину, усложняет доступ к подшипни- (кам и их обслуживание, и имеет также (;повышенные вибрации. Все это снижает надежность турбомашины.Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип изобретения,является подшипниковый узел турбонаддуеокного агрегата гТНА), описанныи а книгеГ,ШРозенберга "центростремительные зтурбины судовых установок", Л., Суд-е,1973, с,20, рис. 7. Описанный узел содержитзакрепленные в средней части общего валаопорные и упорный подшипники, Причемопорные подшипники разнесены по оси иодин из них закреплен в корпусе компрессора, а другой - в корпусе высокотемпературной газовой турбины, 1760205В процессе эксплуатации доступ к подшипникам, расположенным между компрессором и турбиной, практически невозможен без дсмонтажа последних, Кроме того, расположенный в корпусе турбины подшлпник имеет повышенные температурные нагрузки, Все это снижает надежность узлацель изобретения - повышение надежности подшипникового узла при уменьшении его осевых габаритов и повышение удобств обслуживания за счет обеспечения доступа к подшипникам без полной разборки узла,Предложенное изобретение имеет следующие отличительные существенные признаки,Концевой участок общего вала выполнен с аксиально направленной глухой полостью, корпус узла снабжен дополнительным съемным опорным элементом, выполненным с жестко связанным с корпусом фланцем и двумя цилиндрическими последовательно расположенными посадочными ступенямл, соосно установленными в упомянутой глухой полости, а опорные подшипники размещены в последней и закреплены на соответствующих посадочных ступенях опорного элемента корпуса,В узле упорный подшипник расположен на наружнОЙ поверхности Общего вала в пределах ширины одного из опорных под- ШИП НИКОВ,По меньшей мере один опорный подшипник выполнен в виде подшипника скольжения. антифрикционный слой которого закреплен на дополнительном опорном элементе корпуса,Наиболее эффективно предложенное изобретение может быть использовано в турбокомпрессоре высокотемпературного керамического газотурбинного двигателя.Общее устройство подшипникового узла турбокомпрессооа представлено на чертеже,Подшипниковый узел содержит выполн 8 нный в вид 8 цапфы дополнит 8 льныл опорный элемент 1 с фланцем 2, соединенным сьемным регулируемым крепежам (на чертеже не показан) с корпусом 3, и снабженньй с торца глухой полостьО А общий вал 4, на котором закреплены рабочие колеса 5 и 6 компрессора и керамической турбины, В полости А между цапфой 1 и общим валом 4 расположены опорнь е подшипники (ОП) 7 и 8,Снаружи в предегах осевой длины ОП 7 вал 4 снабжен упорным подшипником (УП) 9, образованным упорным гоебнем 10 вала. На корпусе 3 закреплена воздухоприемная 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Г 0 55 улитка 11 компрессора, снабженная уплотнением 12 вала 4. Антифрикционное покрытие вкладыш) 13 ОП 7 и 8 закреплены на неподвижной цапфе 1, в которой выполнены осевые 14 и радиальные 15 каналы подвода масла к подшипникам.Слив масла с подшипников и подвод масла к УП 9 на чертеже не показаны, Глухая полось А вала 4 со стороны турбины 6 снабжена торцевой стенкой 16. Узел крепления керамического колеса 6 туроины на валу 4, на чертеже не показан. Между компрессором 5 и турбиной 6 расположена камера сгорания 17,Подшипниковый узел работает следующим образом, В работающем турбокомпрессоре вал 4 вращается с закрепленными колесами 5 и 6, От керамического колеса 6 турбины через торцевую стенку 16 к подшипнику 8 осуществляется дополнительный подвод тепла. При этом между цапфой 1 и стенкой 16 предусмотрен теплоизоляционный воздушный осевой зазор, а вал 4 со стороны внутренней поверхности охлаждается подаваемым маслом. Требуемые перемещения и поворот оси вала 4 при его центрировании в корпусе турбокомпрессора осуществляют путем перемещения оси цапфы 1 за счет перемещения и поворота оси фланца 2, Осмотр л обслуживание подшипникового узла осуществляют путем сдачи крепежа фланца 2 и выемки цапфы 1,Преимущества изобретения по сравнению с прототипом заключаются в следуюцем,Снижа,отся осевые габариты турбокомпрсссора,Снижается количество тепла, подводимое к подшипникам от турбины,Обеспечивается свободный доступ к подшипникам,Обеспечивается простое и надежное центрирование общего вал в корпусе турбокомпрессора,Формула изобретения 1, 1, Подшипниковый узел преимущественно высокотемпературного компрессора, содержащлй установленные на общем валу один упорный и два разнесенных вдоль оси опорных подшипника, закрепленных в общем корпусе, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности при уменьшенли осевых габаритов и повышения удобства обслуживания за счет обеспечения доступа к подшипникам без полной разборки узла, концевой участок общего вала выполнен с аксиально направленной глухой полостью, корпус узла снабжен дополнительным сьемным опорным элементом, выполненным с жестко связанным с корпусом1760205 Составитель А.Кох Техред М.Моргента дакт орректор Т. Ваш кови Заказ 3171 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 фланцем и двумя цилиндрическими последовательно расположенными посадочными ступенями, соосно установленными в упомянутой глухой полости, опорные подшипники размещены в последней и закреплены на соответствующих посадочных ступенях опорного элемента корпуса, а упорный подшипник расположен на наружной поверхности общего вала в пределах ширины одного из опорных подшипников.2. Подшипниковый узел по п.1, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что по меньшей мере 5 один опорный подшипник выполнен в видеподшипника скольжения, антифрикционный слой которого закреплен на дополнительном опорном элементе корпуса.