Выбор рациональных параметров конструкции опор газотурбинных двигателей с межроторными подшипниками

• Автор: Амелькин, Андрей Сергеевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 135 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обоснование своевременности исследования и объект исследования

1.1. Современное состояние вопроса об исследовании условий работы межроторных подшипников ГТД

1.2. Объект исследования

1.3.Выводы по главе

Глава 2. Статистика дефекта разрушения МРП

2.1. Анализ отказов двигателей по причине разрушения межроторного подшипника

2.2. Дефекты межроторного подшипника

2.2.1. Стадия нормальной эксплуатации

2.2.2. Стадия первоначального повреждения
2.2.3. Стадия «залечивания»
2.2.4. Стадия окончательного повреждения
2.3.Анализ дефектов
2.4.Версии быстрого разрушения МРП
2.5.Выводы по главе
Глава 3. Исследование причины быстрого разрушения МРП
3.1.Расчет сил действующих на межроторный подшипник
3.2.Экспериментальное исследование по проверке отдельных факторов на работоспособность подшипника
3.3.Исследование конструктивных недостатков опор с МРП
3.3.1. Влияние шлицевого соединения на геометрические параметры расположенного над ним подшипника
3.3.2. Силовые деформации корпуса подшипника при нестационарных тепловых потоках
3.4.Физическая модель работы узла МРП на нерасчетных режимах
3.4.1. Физическая модель первоначального повреждения межроторных подшипников

3.4.2. Физическая модель быстрого разрушения МРП
3.4.3. Физическая модель процесса «залечивания» МРП
3.5.Выводы к главе
Г лава 4. Методика конструирования узлов МРП
4.1.Конструктивные факторы, способствующие разрушению МРП
4.2.Конструктивные факторы, способствующие «залечиванию» МРП
4.3.Апробация конструктивных факторов, способствующих повышению надежной работы узла МРП
4.4.Патентные исследования
4.5.Анализ существующих и перспективных компоновок опор турбин
4.6.Рекомендации по конструированию опор с МРП
4.7.Компоновка узла МРП
4.8.Выводы по главе
ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ
В конструкции современных авиационных газотурбинных двигателей (ГТД) применяются силовые схемы с опиранием ротора высокого давления (РВД) на ротор низкого давления (РНД) через межроторный подшипник (МРП).
Указанная компоновка задних опор двухвальных и трехвальных двигателей (в части установки межроторного подшипника) в практике авиационного двигателестроения применяется давно и не является чем-то исключительным.
Размещение подшипника ротора высокого давления непосредственно на валу ротора низкого давления обусловлено стремлением к сокращению размеров обоих роторов двигателя в осевом направлении, что благоприятствует снижению массы элементов двигателя в целом, и повышению изгибной жесткости роторов, а значит и их вибрационных характеристик.
Однако, часто подшипники, применяемые в таких опорах, оказываются критическим элементом, существенно ограничивающим ресурс всего ГТД и снижающим его надёжность.
При этом дефект МРП проявляется спонтанно, практически не кореллируется ни с наработкой ГТД, ни с условиями его эксплуатации. Разрушение МРП происходит за время в несколько десятков секунд, а наступление его критического состояния не обнаруживается современными средствами диагностики.
Поиски причин и способов борьбы с этими явлениями инженерными методами к желаемому результату не приводят. Существующие методики оценки долговечности подшипников дают хорошие прогнозы их надёжности,’ но опыт эксплуатации не подтверждает эти прогнозы.
Следовательно, современные методы расчёта надёжности и долговечности подшипников не полностью учитывают особенности

- ролики
Деформация, закатка, заклинка роликов в сепараторе с наволакиванием материала сепаратора и образованием лысок в секторе 120... 140° (рис. 2.22 - 2.24).
Рис. 2.22. Окончательное повреждение роликов МРП.
Рис. 2.23. Деформация, закатка, заклинка роликов в сепараторе.