Устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины

Устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины

Реферат

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к устройствам для смазки опорных подшипников роторов турбомашин.

Известно устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины, содержащее масляную полость опорного подшипника с магистралями подачи, слива, всасывания и откачки масла, подключенную к откачивающему насосу с приводом от ротора высокого давления через рессору (патент RU №2522748, МПК F02C 7/06, опубл. 20.07.2014 г.).

Известное устройство не позволяет предотвратить коксование смазки в застойных теплонапряженных полостях турбомашины, что снижает надежность его работы. Для снижения коксообразования путем уменьшения теплоотдачи в масло объем маслосборников стараются делать минимальным, однако при останове турбомашины масло стекает в маслосборники со стенок масляной полости и форсуночных коллекторов, что приводит к их переполнению при отсутствии циркуляции и охлаждения масла. Масло перегревается и коксуется. Продукты распада масла попадают как в проточную часть откачивающего насоса, так и в масляную полость в месте стыковки его качающего узла с приводной рессорой, что приводит к поломке подшипников и отказу в работе насоса.

Задача изобретения - устранение застойных зон в теплонапряженных местах масляной полости.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины, содержащем масляную полость опорного подшипника с магистралями подачи, слива, всасывания и откачки масла, подключенную к откачивающему насосу с приводом от ротора высокого давления через рессору, согласно изобретению, масляная полость сообщена магистралью слива с компенсационной емкостью, подсоединенной к всасывающей магистрали откачивающего насоса и сообщенной через сливную магистраль с масляной полостью в зоне стыковки качающего узла насоса с приводной рессорой. Целесообразно компенсационную емкость снабдить магистралью суфлирования, в которую установить нормально открытый запорный клапан, полость управления которым подключена к магистрали подачи масла.

Благодаря компенсационной емкости объем масляной полости опорного подшипника ротора турбомашины может быть дополнительно увеличен до размера, достаточного для того, чтобы вместить в себя все излишки масла, скапливающиеся в полости после останова турбомашины, и вывести их из теплонапряженных зон в более прохладное место, что позволит избежать перегрева масла и исключить образование в нем кокса.

На чертеже показана принципиальная схема опор ротора авиационного двухроторного газотурбинного двигателя.

Устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины содержит масляную полость 1 опоры турбины и два откачивающих насоса 2 и 3. Откачивающий насос 2 размещен внутри масляной полости 1 и приводится во вращение от ротора 4 низкого давления, а откачивающий насос 3 расположен снаружи полости и приводится во вращение от ротора 5 высокого давления через рессору 6. Под масляной полостью 1 установлена компенсационная емкость 7, сообщенная через сливные магистрали 8 и 9 с масляными полостями 1 и 10, а через всасывающую магистраль 11 - с входом в откачивающий насос 3. Масляная полость 10 расположена в зоне стыковки качающего узла насоса 3 и приводной рессоры 6. Верхняя полость компенсационной емкости 7 подключена к суфлирующей магистрали 12, в которой установлен нормально открытый запорный клапан 13, полость управления 14 которым сообщена с магистралью 15 подачи масла, идущей от нагнетающего насоса 16, вход в который подсоединен к маслобаку 17. Магистрали откачки масла 18 и 19 откачивающих насосов 2 и 3 объединены и выведены в маслобак 17.

При запуске двигателя первым включается в работу нагнетающий насос 16, приводимый во вращение от ротора 5 высокого давления, раскручиваемого стартером. Масло из маслобака 17 поступает на вход нагнетающего насоса 16, который переправляет его через магистраль 15 подачи масла к форсункам масляной полости 1 опоры турбины. При этом масло от нагнетающего насоса 16 попадает также и в полость управления 14 запорного клапана 13, который отсекает магистраль суфлирования 12 от атмосферы. Отработанное масло из масляной полости 1 через магистраль слива 8 эвакуируется в компенсационную емкость 7 и далее через магистраль всасывания 11 попадает на вход откачивающего насоса 3. Часть отработанной смазки из масляной полости 1 поступает на вход откачивающего насоса 2, который включается в работу позднее насоса 3 из-за наличия относительного скольжения роторов 4 и 5 на переходных режимах работы двигателя. От откачивающих насосов 2 и 3 масло по магистралям откачки 18 и 19 возвращается в маслобак 17. Масляная полость 10 в зоне стыковки качающего узла откачивающего насоса 3 с рессорой 6 дренажируется через сливную магистраль 9 в компенсационную емкость 7. Перекрытие запорным клапаном 13 магистрали суфлирования 12 обеспечивает надежность работы откачивающего насоса 3, так как устраняется подсос воздуха на вход насоса из атмосферы. При останове двигателя первым останавливается ротор 3 высокого давления, имеющий большую загрузку, чем ротор 4 низкого давления.

Давление масла за нагнетающим насосом 16 и в магистрали 15 подачи масла начинает снижаться, что приводит к падению давления масла в полости управления 14 запорного клапана 13, который сообщает магистраль суфлирования 12 с атмосферой. Воздушная пробка из компенсационной емкости 7 удаляется, освобождая в ней место для приема масла из масляных полостей 1 и 10 по сливным магистралям 8 и 9.

При останове ротора 3 высокого давления ротор 4 низкого давления вследствие инерции и меньшей загрузки продолжит вращение, а откачивающий насос 2 - откачку масла из масляной полости 1, что компенсирует прекращение откачки масла насосом 3, имеющим привод от ротора 5 высокого давления.

Осуществление изобретения позволяет повысить надежность устройства для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины и турбомашины в целом.

1. Устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины, содержащее масляную полость опорного подшипника с магистралями подачи, слива, всасывания и откачки масла, подключенную к откачивающему насосу с приводом от ротора высокого давления через рессору, отличающееся тем, что масляная полость сообщена магистралью слива с компенсационной емкостью, подсоединенной к всасывающей магистрали откачивающего насоса и сообщенной через сливную магистраль с масляной полостью в зоне стыковки качающего узла насоса с приводной рессорой.

2. Устройство для смазки опорного подшипника ротора двухроторной турбомашины по п. 1, отличающееся тем, что компенсационная емкость снабжена магистралью суфлирования, в которой установлен управляемый нормально открытый запорный клапан, полость управления которым подключена к магистрали подачи масла.