Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей под ред. Хронина Д. В. (1014169), страница 38
Текст из файла (страница 38)
20! Рис. 4.50. Изменение неуравновешенности сепаратора в зависимости от способа его центрирования: а — по внутреннему кольцу;  — по наружному кольцу; Ье" — смещение центра тяжести от иемеиеиия формы при наносе сепаратора; Ьв' — смещение центра массы от иамеиеиня геометрняескоа формы к центру массы сепаратора О, смещенному относительно геометрического центра на величину е. Если сепаратор 2 сцентрирован по внутреннему кольцу 1 (рис. 4.50, а), то под действием неуравновешенной силы ту' он прижимается к этому кольцу и износу подвергается более легкая половина сепаратора на участке дуги АБА Начальное смещение центра массы и с течением времени будет увеличиваться как вследствие общего смещения сепаратора из-за износа Ле', так и вследствие перемещения центра массы Ле", вызванного износом легкой половины сепаратора.
Неуравновешенная сила и износ сепаратора в процессе работы подшипника увеличиваются. При центрировании сепаратора по наружному кольцу (рис. 4.50, б) износ сепаратора на дуге АВА вызывает уменьшение неуравновешенной силы в процессе работы двигателя, так как смещения Лв' и Леа противоположны по направлению, Кроме этого, при наружном центрировании сепаратора улучшается проход смазочного масла внутрь подшипника благодаря большому зазору между внутренним кольцом и сепаратором, уменьшается удельное давление на поверхности контакта и лучше отводится тепло от сепаратора в наружное кольцо. При центрировании сепаратора по внутреннему кольцу расширение сепаратора при нагреве не вызывает заклинивания, так как в этом случае малый зазор между сепаратором и кольцом увеличивается.
Установка подшипников на вал и в корпус Большое влияние на работоспособность подшипников оказывает величина внутренних зазоров в подшипниках, которую выбир ают в зависимости от диаметра вала под подшипник, частоты 202 вращения ротора, нагрузок, температурных условий и типа посадки подшипника на вал и в корпус. При диаметре вала под подшипник 80 ... 150 мм начальный зазор в подшипнике берется в пределах 0,045 ... 0,110 мм. Натяг уменьшает начальный радиальный зазор примерно на 50 ... 60 % от суммы номинальных натягов на валу и в корпусе. При необходимости эти значения зазоров увеличивают или уменьшают в допустимых пределах. Увеличенный радиальный зазор в радиально-упорном подшипнике выбирают иногда для увеличения угла контакта а с целью повышения грузоподьемности.
Однако надо иметь в виду, что увеличение радиальных зазоров может быть причиной сильной вибрации ротора. Ограничением для уменьшения зазора является опасность заклинивания ротора при работе в условиях повышенных температур. Соединения подшипников качения и посадочных мест валов: с диаметрами валов до Й = 400 мм и отверстиями под подшипник в корпусах до Р = 500 мм при условии, что валы полые, корпусы тонкостенные с соотношениями дЫ, ( 1,25 и Р„/Р ( 1,25, где с1, и Р„ — внутренний диаметр вала и наружный диаметр корпуса г:одшипника; материалы валов корпусов — стали, сплавы либо цветные металлы при температуре свыше 100'С регламентируются соответствующей конструкторской документацией.
В авиационных ГТД обычно вращается внутреннее кольцо подшипника, В этом случае согласно конструкторской документации для используемых подшипников 4-го и 5-го классов точности рекомендуются следующие поля допусков для валов з системе отверстия и отверстий в корпусах в системе вала в зависимости от характера посадки: с натягом для валов п5, т5 и й5; для отверстий Мб, Мб и Кб; переходной для валов 1,5, 55, для отверстий и',6; Н6; с зазором для валов яб, для отверстий Нб, В конструкторской документации оговариваются также и допустимые биения упорных торцовых поверхностей валов и з отверстиях корпусов. Твк, для посадки подшипников класса точности 5 и 4 и валов с диаметрами д =- 40 ...
400 мм предельное биение допускается в 6 ... 13 мкм. Для отверстий корпусов предельное биение допускается в 8 ... 33 мкм в пределах Р = — — 6 ... 500 мм. В обоих случаях величина допускаемого биения увеличивается с увеличением размера диаметра посадочной поверхностии. Регламентируется и шероховатость посадочных поверхностей валов и корпусов 1с, = 0,32 ... 2,5 мкм, изменяясь в указанных пределах в зависимости от номинальных размеров диаметров с4 н Р и используемого материала. Для торцевых упорных поверхностей )то = 1,25 ... 2,5 мкм. Для предотврашения износа от проворачивания наружного кольца подшипника посадочную поверхность стального корпуса 203 а 0 г Рис. 4 З1 Примеры закрепления ро.эижлэыл (о, б) к шариковых 1в, а) подшил. ников иа валу и в корпусе в ряде случаев цементируют, хромируют или азотируют. Если корпус опоры изготовлен из литого легкого сплава, то в него запрессовывают стальную втулку.
При постановке подшипника в корпус подшипник надо фиксировать в осевом направлении. Если подшипник шариковый радиально-упорный, осевая фиксация колец должна быть силовой (рис. 4.51, в, г), так как он передает осевое усилие от ротора на корпус двигателя. Наружное кольцо роликового подшипника можно фиксировать в осевом направлении гайкой (рис. 4.51, а), упругим разрезным кольцом (рис. 4.51, б). Осевое положение ротора относительно корпуса регулируют с помощью колец, размещенных между внутренним кольцом шарикового подшипника и упорным выступом вала (рис. 4.51, л, г). В случае расположения подшипника турбины в зоне высоких температур, как это показано на рис.
4.52, где роликовый подшипник 1 турбины РНД, будучи межвальным, расположен под горячим диском 7 турбины РВД, предусмотрен ряд конструктивно- схемных мероприятий для уменьшения теплового потока. Так, корпус подшипника 2 установлен в валу 3 РВД по цилиндрическим пояскам малой протяженности с образованием между ним и валом кольцевых полостей. Само наличие зазора и тем более использование его для отвода масла от подшипника через полость 4 значительно снижает подвод тепла к подшипнику.
Кроме того, через кольцевой зазор 5 (из внутренней полости вала РНД) поступает от промежуточной ступени компрессора охлаждающий воздух, который затем отводится в атмосферу. Для уменьшения поверхности контакта наружного кольца подшипника 1 с корпусом подшипника 2 в последнем выполнены кольцевые канавки.
Внутреннее кольцо подшипника установлено на валу РНД через промежуточную втулку, внутри которой выполнены продольные пазы и кольцевая технологическая проточка. Наличие этой втулки также снижает поток тепла, идущий от вала РНД. Внутреннее кольцо роликового подшипника на валу РВД установлено через промежуточную втулку 8„под которой выполнена 204 магистраль подвода масла к подшипнику РНД. Часть масла, подаваемая из форсунки 11 и прошедшая через подшипник, разбрызгивается импеллером 9 на поверхности, образующие полость за опорой, в том числе и корпуса 10, тем самым еще раз участвуя в поддержании необходимого теплового режима подшипника. Система масляных б и воздушных уплотнений обеспечивает герметизацию масляных полостей.
Как пример обеспечения защиты опор от тепловых потоков, на рис. 4.53 показаны задние опоры РВД и РСД трехвального ТРДД. Подшипниковый узел расположен за рабочим колесом г,в азал „вЂ” '— .1,5 Д7 азав — ' 47 700 азор — ' 2,м 15 а,эаа — ' ьз 70 050 азш — ' 054 0750 азвв — ' 0,705 0075 Рис. 4.52. Коиструкпия опор я силовой связи с наружным корпусом в ТРДФ Р 11-3ОО 205 он) 207 Рис. 4.53.
Конструкпня опор турбин РВД н РСД, системы термостабильности их состояния и силовой связи с наружным корпусом в ТРДД Л-36 РВД под турбинным диском РСД в неблагоприятной с тонки зрения температур зоне. Для защиты подшнпннков от тепловых потоков, исходящих от соседних нагретых элементов, приняты следующие меры. Задняя цапфа 1 РВД, на которой расположен подшипник, отделена от рабочего колеса 2 зазором 3, через который подается охлаждающий воздух нз-за компрессора. К корпусу 206 подшнпннков прнпаяна оболочка 4, переходящая в наружное кольцо торцевого графитового уплотнения.
Между этой оболочкой н оболочкой 5 лабнрннтного уплотнения 5 по образованной кольцевой щели через соответствующие каналы подается воздух на охлаждение подшнпннкового узла н для создания усилия прнжатня торцевых графитовых уплотнений. Снаружи корпус подшнпннков обдувается воздухом от промежуточной ступени компрессора, который поступает по соотвегствующнм каналам для охлаждения рабочего колеса турбины РСД. Появление третьей опоры, показанной на рнс.
4.54, обеспечнвает нормальную работу роторов н исключение опасных амплнтуд прн проходе через резонансные режимы РНД, имевшие место в случае двухопорной схемы (см. рнс. 4.5, в). На валу 9 РНД установлено внутреннее кольцо роликового подшипника 3, зажатое гайкой 5. Во внутренней полости вала 4 РВД расположено спецнальнае наружное кольцо 7 роликового подшипника, закрепленное вместе с маслоуловнтельным кольцом 3 тремя винтами 2. Нормальный тепловой режим подшипника обеспечивается подачей неабходнмого количества смазочного масла через форсунку 1. Для попадания масла внутрь вала РВД использован эффект его улавливания под козырькн 11 через про- рези 12 в маслоуловнтельном Я кольце 3.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
