20 Опоры роторов

В опорах современных ГТД применяют подшипники качения, нередко ограничивающие надежность и ресурс работы. Подшип­ники роторов работают при значительных нагрузках, больших угловых скоростях и повышенных температурных режимах.

Подшипники, применяемые в ГТД. В ГТД применяют, несмотря на некоторые недостатки (боль­шие радиальные размеры и большая масса), исключительно подшипники качения, обладающие по сравнению с подшипни­ками скольжения рядом преимуществ: способностью работать при больших частотах вращения, малыми размерами по длине, значи­тельно меньшими коэффициентами трения. Меньшее трение в под­шипнике требует и меньшего количества смазочного масла для его охлаждения. Для роторов авиационных двигателей используют шариковые и роликовые подшипники средних, легких и сверх­легких серий, классов точности 4 и 5. В опорах компрессоров и турбин применяются преимущественно шариковые и роликовые подшипники с точеными неразъемными сепараторами, разделяю­щими шарики и ролики по окружности1, что исключает трение непосредственно между ними.

Под действием осевой силы в подшипнике образуется угол контакта α, которым определяется допустимая величина вос­принимаемой подшипником осевой силы.

Р ис. 4.49. Типы применяемых однорядных шариковых и роликовых подшипни­ков (подвод и отвод масла): а — шариковый двухточечный подшипник с буртиком; б — трехточечный подшипник с пазами на наружном кольце; в — четырехточечный подшипник с отверстиями для под­вода масла; г — подшипник с технологическим буртиком под съемник; д, е — ролико­вые подшипники с центрированием сепаратора по наружному кольцу, ж — с центри­рованием сепаратора по внутреннему кольцу; э — подшипник с крепежным фланцем; и — график работоспособности подшипников при различных способах отвода масла

Подшипники, приведенные на рис. 4.49, б, в, имеют разъемные кольца – наружное либо внутреннее. Разъем позволяет увели­чить число шариков, углубить беговые дорожки и использовать неразъемный более прочный сепаратор. Увеличение числа ша­риков уменьшает контактные напряжения в точках контакта, большая глубина канавок в кольцах дает возможность иметь увеличенный угол контакта α, а следовательно, и возможность воспринимать большую осевую силу по сравнению с подшипни­ками двухточечного контакта при прочих равных условиях.

Роликовые подшипники, используемые в ГТД (рис. 4.49, д, е, ж, з), различаются тем, что буртики, удерживающие ролики от осевого перемещения внутри подшипника, выполнены на на­ружном или внутреннем кольце. Такая конструкция подшипни­ков дает возможность перемещения одного кольца по отношению к другому при различном удлинении ротора и корпуса двигателя при изменении их теплового режима работы. В подшипниках с фиксацией роликов во внутреннем кольце имеет место меньшее гидравлическое сопротивление выходу масла из подшипника, благодаря чему рабочая температура подшипника обеспечи­вается при меньшем количестве подаваемого на охлаждение масла.

Для уменьшения диаметральных размеров и массы подшип­ника иногда внутреннее кольцо подшипника отсутствует. В этом случае ролики катятся по цементированным или азотированным поверхностям вала, выполняемым с высокой точностью.

Внутреннее кольцо роликового подшипника на валу РВД уста­новлено через промежуточную втулку , под которой выполнена магистраль подвода масла к подшипнику. Часть масла, по­даваемая из форсунки и прошедшая через подшипник, раз­брызгивается импеллером на поверхности, образующие полость за опорой, в том числе и корпуса , тем самым еще раз участвуя в поддержании необходимого теплового режима подшипника.

Система масляных и воздушных уплотнений обеспечивает герметизацию масляных полостей.