ES2320325T3 - Soporte de rotor con un punto teorico de rotura para motores de turbopropulsion. - Google Patents
Soporte de rotor con un punto teorico de rotura para motores de turbopropulsion. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2320325T3 ES2320325T3 ES02024038T ES02024038T ES2320325T3 ES 2320325 T3 ES2320325 T3 ES 2320325T3 ES 02024038 T ES02024038 T ES 02024038T ES 02024038 T ES02024038 T ES 02024038T ES 2320325 T3 ES2320325 T3 ES 2320325T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- guide
- bearing
- separation
- support
- rotor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 9
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D9/00—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member
- F16D9/04—Couplings with safety member for disconnecting, e.g. breaking or melting member by tensile breaking
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
- F01D21/045—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/16—Arrangement of bearings; Supporting or mounting bearings in casings
- F01D25/162—Bearing supports
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C19/00—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement
- F16C19/52—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions
- F16C19/522—Bearings with rolling contact, for exclusively rotary movement with devices affected by abnormal or undesired conditions related to load on the bearing, e.g. bearings with load sensors or means to protect the bearing against overload
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C35/00—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers
- F16C35/04—Rigid support of bearing units; Housings, e.g. caps, covers in the case of ball or roller bearings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/30—Retaining components in desired mutual position
- F05B2260/301—Retaining bolts or nuts
- F05B2260/3011—Retaining bolts or nuts of the frangible or shear type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C2360/00—Engines or pumps
- F16C2360/23—Gas turbine engines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Support Of The Bearing (AREA)
- Mounting Of Bearings Or Others (AREA)
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Soporte de rotor (10) con un punto teórico de rotura (14), en especial para el rotor (16) de una turbina, el cual comprende un cojinete de giro (12), que está dispuesto entre un soporte de cojinete estacionario (26) y un soporte de cojinete rotatorio (24); en este caso, para constituir el punto teórico de rotura (14) está dividido el soporte de cojinete estacionario (26) en las dos partes (26a, 26b), y el mismo comprende dos superficies de separación (28a, 28b), que están dispuestas de forma vertical con respecto al eje de rotación (22) del cojinete de giro (12); en este caso, por la circunferencia del soporte de cojinete están distribuidos, de una manera uniforme, varios tornillos tensores (32) en una alineación axial y con una previamente determinada resistencia a la tracción; soporte de rotor éste que está caracterizado porque dentro de varias superficies de guía (34a, 34b) -que están uniformemente distribuidas por la circunferencia del soporte de cojinete (26), y las mismas están situadas dentro de las dos superficies de separación (28a, 28b) de forma opuesta entre si, por parejas y en el sentido axial- se encuentran unos cuerpos de guía (36), insertados en estas superficies, y las dos superficies de separación (28a, 28b), con los cuerpos de guía (36) insertados en las superficies de guía (34a, 34b), están siendo mantenidas a tope entre si -con exención de holguras- por medio de unos tornillos tensores (32), que están orientados en el sentido axial, de tal manera que cada una de las superficies de guía (34a) dentro de una superficie de separación (28a) se componga de una superficie de base cilíndrica y de orientación axial así como de una punta cónica que, como el vértice, está dispuesta a continuación de la superficie cilíndrica; y esto de tal modo que cada una de las superficies de guía (34a) dentro de la otra superficie de separación (28b) esté realizada como una punta de forma cónica y de orientación axial; o de tal modo que cada una de las superficies de guía (34a) dentro de una superficie de separación (28 a) se componga de una superficie de base cilíndrica y de orientación axial así como de una semiesfera cóncava como el vértice; en este caso, el diámetro de la superficie de base cilíndrica y el diámetro de la semiesfera cónica corresponden al diámetro del conducido cuerpo de guía (36); caracterizado porque cada una de las superficies de guía (34a) está realizada -dentro de la otra superficie de separación (28b)- en forma de una esfera parcial cóncava y de orientación axial, cuyo radio corresponde al radio del cuerpo de guía (36) o es mayor que el mismo; así como caracterizado porque los cuerpos de guía (36) están realizados en forma de bolas, por lo cual las fuerzas de alojamiento radiales (44), que atacan en el soporte de cojinete (26), pueden ser convertidas -a través de los cuerpos de guía (36), que actúan en conjunto con las superficies de guía (34a, 34b)- en unas fuerzas de tracción axiales (48), que atacan en los tornillos tensores (32) y las mismas conducen a la rotura de los tornillos tensores (32) al ser sobrepasado un máximo esfuerzo por tracción previamente determinado.
Description
Soporte de rotor con un punto teórico de rotura
para motores de turbopropulsión.
La presente invención se refiere a un soporte de
rotor con un punto teórico de rotura, en especial para el rotor de
una turbina y conforme a lo indicado en el preámbulo de la
reivindicación de patente.
Como es sabido, el rotor de una turbina -como,
por ejemplo, el rotor de un turbopropulsor para un avión- comprende
como soporte de rotor, por regla general, por lo menos un cojinete
fijo así como un cojinete libre. Estos cojinetes sirven de apoyo
para el rotor en relación con la parte estacionaria -como, por
ejemplo, la carcasa- tanto en el sentido radial como axial, y los
cojinetes desvían, de este modo, la fuerzas del alojamiento, las que
actúan sobre el soporte del rotor, hacia la carcasa a través de
unos llamados soportes de cojinete.
Esto tiene, sin embargo, el inconveniente de que
sobre la carcasa también pueden ser aplicados -a través de estos
soportes de cojinete- unos elevados esfuerzos de alojamiento
imprevisibles, que actúan sobre el soporte del rotor, lo cual puede
conducir, en el peor de los casos, a una destrucción de la carcasa.
De este modo, en los turbopropulsores de un avión, por ejemplo, los
choques con pájaros o la resonancia de las paletas pueden originar
en el rotor la conocida rotura de paletas. El desplazamiento de la
parte fraccionada de una paleta por las paletas siguientes del rotor
y el comportamiento dinámico del rotor, el cual queda modificado a
causa de ello, tienen por efecto un drástico incremento en las
fuerzas del alojamiento, las que llegan a entrar -a través de los
soportes de cojinete- en la carcasa así como en la suspensión del
turbopropulsor, lo cual puede conducir a la destrucción de la
carcasa, de la suspensión del turbopropulsor o incluso de la célula
del avión.
La Patente Británica Núm.
GB-A-2 281 105 se refiere a un
soporte de rotor con un punto teórico de rotura; en este caso, un
soporte de cojinete estacionario está dividido para estar unido
mediante unos pernos de cizallamiento axiales. Al ser sobrepasada
una definida fuerza de alojamiento radial, los pernos de
cizallamiento se rompen y dejan el cojinete con el eje -por lo menos
parcialmente- libre en el sentido radial.
La Patente Británica Núm.
GB-A-2 130 340 se refiere a la
fijación de un conocido ventilador al final del eje de una turbina
de gas. Al ser sobrepasada una definida fuerza de desequilibrio
radial, el ventilador queda parcialmente libre en el sentido
radial, de tal manera que el mismo pueda girar ahora por su nuevo
centro de gravedad, originado por el defecto. Un acoplamiento
especial para el movimiento radial se ocupa de que también en este,
estado defectuoso pueda el momento de giro ser transmitido todavía
desde el eje sobre el ventilador excéntrico.
La Patente Alemana Núm. DE 74 40 064 U
reivindica un dispositivo para incrementar una fuerza mecánica
mediante un cono interior, mediante una punta cónica, que puede ser
desplazada axialmente en relación con el cono, así como mediante un
aro de presión. La transmisión de la fuerza entre estos elementos
es efectuada por medio de bolas. Este dispositivo transforma una
fuerza axial en una fuerza axial incrementada.
La presente invención tiene el objeto de poner
aquí remedio a través de una novedosa concepción de un soporte de
rotor, provisto de un punto teórico de rotura, con el fin de
impedir, en la más amplia medida posible, un deterioro o un daño de
la carcasa al presentarse unas imprevisibles y elevadas fuerzas del
alojamiento.
De acuerdo con la presente invención, este
objeto se consigue por medio de las características distintivas de
la reivindicación de patente 1). Otras características de la
invención pueden ser apreciadas en las reivindicaciones
secundarias.
De una manera ya conocida, en este soporte de
rotor es así que el soporte de cojinete estacionario, que sirve de
apoyo para el cojinete de giro, está dividido y el mismo tiene, por
consiguiente, dos superficies de separación, cada una de las cuales
está dispuesta de forma vertical al eje de rotación del cojinete de
giro. Según la presente invención, resulta que entre estas dos
superficies de separación están previstas varias cavidades, que
están distribuidas de una manera uniforme por la circunferencia del
estacionario soporte de cojinete y las que -estando dispuestas de
forma opuesta entre si por parejas- actúan dentro de las dos
superficies de separación como unas superficies de guía. Gracias a
unos tornillos tensores, que están dispuestos de forma coaxial en
relación con el eje de rotación, se encuentran las dos superficies
de separación -así como los cuerpos de guía, colocados dentro de
las superficies de guía- puestos a tope entre si, sin ninguna
holgura. A través de las superficies de guía en forma de
superficies cónicas o esféricas y mediante las superficies
cilíndricas -que actúan entre si- así como a través de los cuerpos
de guía es así, que las fuerzas de alojamiento radiales, que atacan
en el soporte estacionario del cojinete, son transformadas ahora en
unas fuerzas de tracción axiales, que son absorbidas por los
tornillos tensores. A este efecto, los tornillos tensores están
dimensionados de tal manera, que los mismos se puedan romper al ser
sobrepasado un definido esfuerzo máximo de tracción.
De este modo, queda proporcionado un punto
teórico de rotura que permite que, a unos esfuerzos de alojamiento
imprevisiblemente elevados, los tornillos tensores se rompan y
dejen libre el estacionario soporte de cojinete. Como consecuencia,
es interrumpido el arrastre de fuerza entre el estacionario soporte
de cojinete y la carcasa portante, lo cual conduce, desde luego, a
una destrucción parcial del soporte del rotor, pero esto impide, por
el otro lado, que unos esfuerzos de alojamiento tan extremados
puedan ser aplicados sobre la carcasa portante. De este modo,
quedan impedidos la destrucción o unos deterioros de envergadura de
la carcasa portante.
En este caso, el previsto punto teórico de
rotura puede estar dispuesto, de forma preferente, en un cojinete
de giro, que está realizado como cojinete libre, pero también en un
cojinete de giro que está diseñado como un cojinete fijo.
De una manera conveniente, los tornillos
tensores están realizados de forma entallada. Gracias a ello, la
sección transversal de tensión de los tornillos puede ser definida
más claramente y, por consiguiente, puede ser determinada de forma
óptima la máxima fuerza de rotura admisible para los tornillos
tensores.
A continuación, la presente invención está
descrita por medio de un ejemplo de realización que, de una manera
más o menos esquematizada, está representado en los planos
adjuntos, en los cuales:
La Figura 1 muestra la vista de sección de un
soporte de rotor -que comprende un cojinete de giro- para la
primera fase de un turbopropulsor, que aquí no está indicado con
más detalles; soporte éste que está provisto del punto teórico de
rotura según la presente invención;
La Figura 2 indica una vista a escala de aumento
del soporte de rotor, con el punto teórico de rotura de la Figura
1;
La Figura 3 muestra otra vista a escala de
aumento del soporte de rotor con el punto teórico de rotura de la
Figura 1 y con dos aros, que sirven como elementos portantes de las
superficies de guía; concretamente con un aro izquierdo y con un
aro derecho así como con los cuerpos de guía, conducidos dentro de
los aros;
La Figura 4a indica una más detallada vista a
escala de aumento de un ejemplo de realización de los aros, con las
previstas superficies de guía según la Figura 3;
La Figura 4b muestra otra más detallada vista a
escala de aumento de otro ejemplo para la realización de los aros y
con las previstas superficies de guía según la Figura 3;
La Figura 5 indica una vista esquematizada de la
conversión de un vector de fuerza radial en un vector de fuerza,
con una componente tanto radial como axial, conversión ésta que se
produce a causa de la acción de conjunto de las superficies de guía
y los cuerpos de guía; mientras que
La Figura 6 muestra otra más detallada vista a
escala de aumento del soporte de rotor, con el punto teórico de
rotura de la Figura 1 y después de la rotura de los tornillos
tensores.
Un soporte de rotor para la primera fase de un
turbopropulsor -que aquí no está representado de forma detallada-
está indicado, en su conjunto, en la Figura 1 con la referencia 10,
y este soporte comprende un cojinete de giro 12, con un punto
teórico de rotura 14.
El turbopropulsor, que aquí no se indica con más
detalles, comprende un rotor 16 con las paletas de rodete 18, que
están dispuestas dentro de una correspondiente carcasa de grupo
motopropulsor 20, denominada en lo sucesivo carcasa portante. Con
el rotor 16, que gira por el eje de rotación 22, está unido de
manera desmontable un soporte de cojinete 24.
Entre este soporte de cojinete 24 -que es
rotatorio por arrastre- y un soporte de cojinete estacionario 26
está dispuesto el cojinete de giro 12; según el presente ejemplo de
realización, este cojinete es un rodamiento del tipo de
construcción de rodillos.
En este caso, el cojinete de giro 12 es un
cojinete libre, que solamente puede absorber unas fuerzas de
alojamiento radiales. Un correspondiente cojinete fijo, que absorbe
las fuerzas de alojamiento axiales, no ha sido indicado aquí en
aras de una mayor claridad del dibujo.
Tal como lo indica la Figura 2, el soporte de
cojinete estacionario o no rotatorio 26 está realizado de forma
dividida, y el mismo comprende una parte de soporte izquierda 26a
con una superficie de separación en forma de brida 28a así como una
parte de soporte derecha 26b con la superficie de separación en
forma de brida 28b. La parte de soporte izquierda 26a y la parte de
soporte 26b constituyen, con sus dos superficies de separación, 28a
y 28b, un plano de contacto común 30, que está dispuesto de forma
vertical en relación con el eje de rotación 22 del rotor 16.
Según el presente ejemplo de realización,
resulta que entre las dos superficies de separación, 28a y 28b, no
existe ninguna rendija, es decir, las dos superficies de
separación, 28a y 28b, se encuentran directamente puestas a tope
entre si. No obstante, para unas formas de construcción especiales
también puede estar prevista una rendija.
La parte izquierda 26a del soporte de cojinete
estacionario y la parte derecha 26b del soporte de cojinete
estacionario están unidas entre si en arrastre de fuerza,
concretamente por medio de varios tornillos tensores 32, que de una
manera uniforme están distribuidos por la circunferencia del
soporte de cojinete no rotatorio 26, y los mismos están alineados en
el sentido axial, es decir, de forma coaxial en relación con el eje
de simetría 22. Tal como esto será explicado más abajo, estos
tornillos tensores 32 realizan la función del punto teórico de
rotura 14.
Según lo indicado en la Figura 3, las
superficies de separación, 28a y 28b, de las dos partes de cojinete
estacionarias, 26a y 26b, comprenden varias superficies de guía,
34a y 34b, que de una manera uniforme están distribuidas por la
circunferencia del soporte de cojinete 26, y las mismas se
encuentran -dentro de las dos superficies de separación, 28a y 28b-
dispuestas por parejas, que están situadas de forma opuesta entre
si en el sentido axial, y en estas superficies de guía están
dispuestos los cuerpos de guía 36. Según el presente ejemplo de
realización, como cuerpos de guía 36 se han previsto en las
superficies de guía, 34a y 34b, -y, por consiguiente, dentro del
plano de contacto 30 entre las dos partes, 26a y 26b, del soporte
de cojinete- unas bolas, concretamente bolas de rodamientos.
Como elementos portantes para las superficies de
guía, 34a y 34b, están previstos aquí dos aros, que están
dispuestos por ambos lados del plano de contacto 30, concretamente
un aro izquierdo 38 así como un aro derecho 40. Tanto el aro
izquierdo 38 como el aro derecho 40 están integrados,
respectivamente, de forma centrada en la parte izquierda 26a del
estacionario soporte de cojinete y en la parte derecha 26b del
estacionario soporte de cojinete. Gracias a las insertadas bolas 35
quedan centrados el aro izquierdo 38 y el aro derecho 40, con lo
cual son centradas, a su vez, las dos partes, 26a y 26b, del
soporte de cojinete. Por medio de los anteriormente descritos
tornillos tensores 32 -que se encuentran axialmente alineados en la
dirección circunferencia) y los que, de forma preferente, son
entallados- es llevada a efecto una unión axial entre las dos partes
no rotatorias 26a y 26b del soporte de cojinete, la cual está
exenta de holguras.
Tal como indicadas en las Figuras 4a y 4b, las
superficies de guía, 34a y 34b, que están previstas en los dos
aros, 38 y 40, pueden estar realizadas de distintas maneras. Según
lo indicado en la Figura 4a, resulta que la superficie de guía
izquierda 34a se compone de una superficie de base cilíndrica y de
una punta cónica que -como vértice- está situado a continuación de
la superficie anterior; en este caso, el diámetro de la superficie
de base cilíndrica corresponde al diámetro de los conducidos
cuerpos de guía 36. La superficie de guía derecha 34b se compone
exclusivamente de una punta de forma cónica.
En la Figura 4b está indicada otra posibilidad
para la realización de las superficies de guía, 34a y 34b. En este
caso, la superficie de guía izquierda 34a está constituida por una
superficie de base cilíndrica y por una semiesfera cóncava como el
vértice. El diámetro de la superficie de base cilíndrica y el
diámetro de la semiesfera cóncava corresponden al diámetro del
cuerpo de guía 36. La superficie de guía derecha 34b corresponde a
una esfera parcial cóncava, es decir, a un casquete esférico, cuyo
radio corresponde al radio del cuerpo de guía 36 o puede ser
incluso mayor que este radio.
El anteriormente descrito soporte de rotor, con
el representado punto teórico de rotura, tienen el siguiente modo
de funcionamiento:
La fuerzas -que son generadas en base a los
esfuerzos dinámicos y estáticos del trabajo del rotor 10- son
transmitidas sobre el soporte de rotor 10, que comprende el soporte
rotatorio de cojinete 24 y el soporte estacionario de cojinete 26.
A través del soporte no rotatorio de cojinete 26 tiene lugar -a lo
largo de una línea de efecto ideal 42- la aplicación de una
resultante fuerza de alojamiento radial F_{r} 44 sobre la carcasa
portante, véase la Figura 2.
Gracias a los aros, 38 y 40, colocados en la dos
partes, 26a y 26b, del soporte de cojinete no rotatorio, así como
debido a las superficies de guía, 34a y 34b, que en los aros, 38 y
40, están previstas por ambos lados del plano de contacto 30,
quedan sujetados los cuerpos de guía 36, que están realizados en
forma de bolas. Las superficies de guía, 34a y 34b, y los insertados
cuerpos de guía 36 desvían la fuerza radial de alojamiento F_{r}
44 de tal manera, que dentro del plano de contacto 30 se pueda
presentar -entre las dos partes de soporte de cojinete, 26a y 26b-
un nuevo vector de fuerza F 46, con una componente de fuerza axial
F_{a} 48 y con la componente de fuerza radial F_{r} 44; Véase
la Figura 3 en relación con la Figura 5.
En este caso, la desviación de la fuerza radial
F_{r} 44 hacia el nuevo vector de fuerza F 46, con la componente
de fuerza axial F_{a} 48 y con la componente de fuerza radial
F_{r} 44, tiene lugar de forma independiente de la posición de
ángulo circunferencial de la fuerza radial F_{r} 44 en la bola
36.
Tal como puede ser apreciado, además, en la
Figura 5 es así que la punta de la superficie de guía 34b -la que,
según el presente ejemplo de realización, está prevista con medio
ángulo de apertura de cono 50 de, por ejemplo, 60 grados- y la
resultante desviación de la fuerza radial F_{r} 44, conducen a
una fuerza axial F_{a} 48 que, conforme a la ecuación de F_{a} =
F_{r}x tan 60º, es mayor que el esfuerzo de alojamiento radial
F_{r} 44, que primitivamente actuaba sobre la línea de efecto
ideal 42.
La componente de fuerza axial F_{a} 48 conduce
al anteriormente mencionado esfuerzo por tracción dentro de los
tornillos tensores 32 que, tal como ya indicado, unen las dos
partes, 26a y 26b, del soporte de cojinete estacionario entre si,
en arrastre de fuerza y por todo el plano de contacto 30.
En el momento en el que la carga radial F_{r}
44 esté claramente por encima de todas las cargas admisibles de
maniobras -como, por ejemplo, a causa de un drástico incremento del
esfuerzo del cojinete, como consecuencia de la rotura de una
paleta- resulta que la componente de fuerza axial F_{a} 48, que
es introducida en los tornillos tensores 32, tiene por efecto la
rotura de éstos últimos.
Por consiguiente, los tornillos tensores 32
actúan como el punto teórico de rotura para el caso de que la fuerza
axial F_{a} 48, que es aplicada sobre los tornillos tensores 32,
esté por encima de la definida máxima fuerza de rotura admisible de
los tornillos tensores 32; véase también la Figura 6. Como
consecuencia, se rompen, como ya mencionado, los tornillos tensores
32 y queda interrumpido el arrastre de fuerza entre las dos partes,
26a y 26b del soporte del cojinete. Esto, si bien conduce a una
destrucción parcial del soporte del rotor, pero de una manera
segura queda impedida la aplicación de las incrementadas fuerzas de
alojamiento sobre la carcasa portante. De esta manera son excluidos
la destrucción de la carcasa y de la suspensión del turbopropulsor
así como unos daños en la célula del avión.
Las guías esféricas, representadas en las
Figuras, son asimétricas; en este caso, en el respectivo aro
izquierdo 38 están previstas unas más profundas superficies de guía
34a, dentro de las cuales se encuentran alojados, en su mayor
parte, los cuerpos de guía esféricos 36 para permitir, al ser
activados, solamente un movimiento giratorio de los cuerpos de guía
36 por los centros de los mismos. En el aro derecho 40 están
previstas unas superficies de guía más planas 34b sobre las cuales
los cuerpos de guía 36 pueden rodar o por lo menos deslizar para
generar, de este modo, la deseada fuerza axial. Mediante esta forma
de construcción puede ser conseguido un centraje especialmente
bueno de los aros, 38 y 40.
No obstante, en relación con la forma de
realización de las Figuras 4a y 5, existe también la posibilidad,
de elegir, por ejemplo, para la parte cilíndrica de la superficie
de guía 34a un mayor diámetro que para el cuerpo de guía 36, de tal
manera que también dentro del aro 38 pueda tener lugar un limitado
movimiento de rodadura. Esto tendría por consecuencia, de una
manera conveniente, un menor rozamiento dentro de las guías; en este
caso, sin embargo, el centraje de los aros, 38 y 40, probablemente
no sería tan preciso como según la forma de realización aquí
representada. También sería posible realizar las superficies de
guía, 34a y 34b, de forma simétrica al plano de contacto 30. A este
efecto, y a título de ejemplo, cada superficie de guía, 34a y 34b,
podría estar compuesta, de una manera apropiada, por una superficie
cónica y por una superficie cilíndrica o bien por una superficie
esférica parcial (casquete esférico) y por una superficie
troncocónica. Para la configuración de las superficies de guía se
ha de tener en consideración el hecho de que, en primer lugar,
puedan ser conseguidos la desviación y el incremento deseados para
la fuerza.
- 10
- Soporte de rotor
- 12
- Cojinete de giro
- 14
- Punto teórico de rotura
- 16
- Rotor
- 18
- Paletas del rodete
- 20
- Eje de rotación
- 22
- Carcasa de turbina
- 24
- Soporte de cojinete rotatorio
- 26
- Soporte de cojinete estacionario
- 26a
- Parte izquierda del soporte de cojinete estacionario
- 26b
- Parte derecha del soporte de cojinete estacionario
- 28a
- Superficie de separación de la parte izquierda del soporte de cojinete estacionario
- 28b
- Superficie de separación de la parte derecha del soporte de cojinete estacionario
- 30
- Plano de contacto
- 32
- Tornillos tensores
- 34a
- Superficies de guía izquierdas
- 34b
- Superficies de guía derechas
- 36
- Cuerpo de guía
- 38
- Aro izquierdo
- 40
- Aro derecho
- 42
- Línea de efecto
- 44
- Fuerza de alojamiento radial F_{r} / componente de fuerza radial F_{r}
- 46
- Vector de fuerza desviada F
- 48
- Componente de fuerza axial F_{a}
- 50
- Medio ángulo de apertura de cono
Claims (8)
1. Soporte de rotor (10) con un punto teórico de
rotura (14), en especial para el rotor (16) de una turbina, el cual
comprende un cojinete de giro (12), que está dispuesto entre un
soporte de cojinete estacionario (26) y un soporte de cojinete
rotatorio (24); en este caso, para constituir el punto teórico de
rotura (14) está dividido el soporte de cojinete estacionario (26)
en las dos partes (26a, 26b), y el mismo comprende dos superficies
de separación (28a, 28b), que están dispuestas de forma vertical
con respecto al eje de rotación (22) del cojinete de giro (12); en
este caso, por la circunferencia del soporte de cojinete están
distribuidos, de una manera uniforme, varios tornillos tensores
(32) en una alineación axial y con una previamente determinada
resistencia a la tracción; soporte de rotor éste que está
caracterizado porque dentro de varias superficies de guía
(34a, 34b) -que están uniformemente distribuidas por la
circunferencia del soporte de cojinete (26), y las mismas están
situadas dentro de las dos superficies de separación (28a, 28b) de
forma opuesta entre si, por parejas y en el sentido axial- se
encuentran unos cuerpos de guía (36), insertados en estas
superficies, y las dos superficies de separación (28a, 28b), con
los cuerpos de guía (36) insertados en las superficies de guía (34a,
34b), están siendo mantenidas a tope entre si -con exención de
holguras- por medio de unos tornillos tensores (32), que están
orientados en el sentido axial, de tal manera que cada una de las
superficies de guía (34a) dentro de una superficie de separación
(28a) se componga de una superficie de base cilíndrica y de
orientación axial así como de una punta cónica que, como el
vértice, está dispuesta a continuación de la superficie cilíndrica;
y esto de tal modo que cada una de las superficies de guía (34a)
dentro de la otra superficie de separación (28b) esté realizada
como una punta de forma cónica y de orientación axial; o de tal
modo que cada una de las superficies de guía (34a) dentro de una
superficie de separación (28 a) se componga de una superficie de
base cilíndrica y de orientación axial así como de una semiesfera
cóncava como el vértice; en este caso, el diámetro de la superficie
de base cilíndrica y el diámetro de la semiesfera cónica
corresponden al diámetro del conducido cuerpo de guía (36);
caracterizado porque cada una de las superficies de guía
(34a) está realizada -dentro de la otra superficie de separación
(28b)- en forma de una esfera parcial cóncava y de orientación
axial, cuyo radio corresponde al radio del cuerpo de guía (36) o es
mayor que el mismo; así como caracterizado porque los
cuerpos de guía (36) están realizados en forma de bolas, por lo
cual las fuerzas de alojamiento radiales (44), que atacan en el
soporte de cojinete (26), pueden ser convertidas -a través de los
cuerpos de guía (36), que actúan en conjunto con las superficies de
guía (34a, 34b)- en unas fuerzas de tracción axiales (48), que
atacan en los tornillos tensores (32) y las mismas conducen a ta
rotura de los tornillos tensores (32) al ser sobrepasado un máximo
esfuerzo por tracción previamente determinado.
2. Soporte de rotor conforme a la reivindicación
1) y caracterizado porque como soporte de las superficies de
guía (34a, 34b) son empleados dos aros, concretamente un aro
izquierdo (38) y un aro derecho (40) que, a su vez, están fijados
de forma centrada en una de las dos superficies de separación (28a
y 28b), respectivamente).
3. Soporte de rotor conforme a las
reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque los
tornillos tensores (32) están realizados de forma entallada.
4. Soporte de rotor conforme a una de las
reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado
porque entre las dos superficies de separación (28a, 28b) existe
una rendija.
5. Soporte de rotor conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque las dos
superficies de separación (28a, 28b) se encuentran directamente
puestas a tope entre si.
6. Soporte de rotor conforme a una de las
reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado
porque medio ángulo de apertura de cono \alpha (50), mayor de 45
grados, surte el efecto de un incremento de la fuerza de tracción
axial F_{a} (48) en los tornillos tensores (32) en relación con la
fuerza de alojamiento radial F_{r} (44), según la fórmula F_{a}
= F_{r} por tan \alpha.
7. Soporte de rotor conforme a una de las
reivindicaciones anteriormente mencionadas y caracterizado
porque el cojinete de giro (12) está realizado en forma de un
cojinete libre, sobre todo como un rodamiento radial.
8. Soporte de rotor conforme a una de las
reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque el
cojinete de giro (12) está realizado en forma de un cojinete
fijo.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10157576 | 2001-11-23 | ||
| DE10157576A DE10157576C2 (de) | 2001-11-23 | 2001-11-23 | Drehlagerung mit einer Sollbruchstelle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2320325T3 true ES2320325T3 (es) | 2009-05-21 |
Family
ID=7706766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02024038T Expired - Lifetime ES2320325T3 (es) | 2001-11-23 | 2002-10-28 | Soporte de rotor con un punto teorico de rotura para motores de turbopropulsion. |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1314858B1 (es) |
| DE (2) | DE10157576C2 (es) |
| ES (1) | ES2320325T3 (es) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0216312D0 (en) | 2002-07-12 | 2002-08-21 | Rolls Royce Plc | Frangible coupling |
| DE10344869B3 (de) * | 2003-09-26 | 2005-06-30 | Man B&W Diesel A/S | Sicherheitskupplung |
| DE102010012228B4 (de) * | 2010-03-19 | 2021-01-14 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Strahltriebwerk mit einer Sollbruchstellenvorrichtung für den Überlastfall |
| US8573922B2 (en) * | 2010-06-15 | 2013-11-05 | Rolls-Royce Corporation | Bearing support |
| DE102011087720A1 (de) * | 2011-12-05 | 2013-06-06 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Sicherheitselement |
| FR3005097B1 (fr) * | 2013-04-30 | 2017-07-28 | Snecma | Support de palier d'une turbomachine comportant une bride decalee |
| FR3006713B1 (fr) * | 2013-06-11 | 2016-10-14 | Snecma | Dispositif de decouplage pour turbomachine comportant une piece intermediaire |
| DE102013216598B4 (de) | 2013-08-21 | 2016-12-22 | MTU Aero Engines AG | Sicherungseinrichtung für eine Lageranordnung eines Rotors einer Turbomaschine |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE7440064U (de) * | 1975-04-24 | Herion Werke Kg | Vorrichtung zur Verstärkung einer mechanischen Kraft | |
| DE212834C (es) * | ||||
| DE866580C (de) * | 1943-02-07 | 1953-02-12 | Wagner & Co Werkzeugmaschinenf | Sicherheitskupplung mit auf Zug beanspruchten Bruchbolzen |
| AT356204B (de) * | 1974-03-12 | 1980-04-10 | Siemens Ag Oesterreich | Einrichtung zum betaetigen eines an einem schalter, insbesondere an einem alarmschalter axial verschiebbaren schaltstueckes |
| US3927537A (en) * | 1974-08-01 | 1975-12-23 | Zurn Ind Inc | Overload coupling |
| GB2043833B (en) * | 1979-03-17 | 1982-11-10 | Rolls Royce | Rotor assembly |
| GB2130340A (en) * | 1981-03-28 | 1984-05-31 | Rolls Royce | Gas turbine rotor assembly |
| GB9317530D0 (en) * | 1993-08-21 | 1993-10-06 | Westland Helicopters | Fusible support devices for rotating shafts |
| DE19605971C2 (de) * | 1996-02-17 | 1998-09-17 | Mtu Muenchen Gmbh | Lageranordnung für Drehkörper |
| GB2322914B (en) * | 1997-03-05 | 2000-05-24 | Rolls Royce Plc | Ducted fan gas turbine engine |
-
2001
- 2001-11-23 DE DE10157576A patent/DE10157576C2/de not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-10-28 EP EP02024038A patent/EP1314858B1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-28 DE DE50213253T patent/DE50213253D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-10-28 ES ES02024038T patent/ES2320325T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1314858A3 (de) | 2007-08-29 |
| EP1314858B1 (de) | 2009-01-28 |
| DE50213253D1 (de) | 2009-03-19 |
| DE10157576A1 (de) | 2003-06-12 |
| DE10157576C2 (de) | 2003-11-06 |
| EP1314858A2 (de) | 2003-05-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2305223T5 (es) | Instalación de energía eólica con un árbol hueco para el cubo del rotor y el generador | |
| ES2320325T3 (es) | Soporte de rotor con un punto teorico de rotura para motores de turbopropulsion. | |
| ES2846974T3 (es) | Elemento de cojinete | |
| ES2769904T3 (es) | Cojinete con tres filas y más de cuerpos rodantes | |
| ES2550182T3 (es) | Unidad de rodamiento de medición de carga | |
| ES2668446T3 (es) | Ajuste de acimut de una turbina eólica | |
| ES2437752T3 (es) | Dispositivo tensor para fijar un árbol hueco o buje sobre un árbol | |
| ES2644862T3 (es) | Plataforma estabilizada | |
| ES2353528T3 (es) | Unidad de transmisión por engranajes con porta satélites. | |
| ES2393953T3 (es) | Dispositivo de cojinete, mecanismo de retención y procedimiento para retener al menos un patín de cojinete | |
| ES2337106T3 (es) | Disposicion de cojinete radial. | |
| ES2965167T3 (es) | Torre arriostrada, grupo electrógeno eólico y dispositivo de conexión | |
| ES2252272T3 (es) | Cojinete de rodillos de precesion sin caja de bolas. | |
| ES2944127T3 (es) | Rodamiento dividido de rodillos cónicos | |
| ES2552878T3 (es) | Turbina eólica con soporte de cojinete | |
| BRPI0500246B1 (pt) | turborreator | |
| ES2973375T3 (es) | Disposición de cojinete y procedimiento para montar la misma | |
| ES2898789T3 (es) | Método para sustituir un cojinete usado, especialmente para sustituir un cojinete grande, como el cojinete principal de una turbina eólica, así como disposición de cojinete | |
| ES2404579T3 (es) | Rotor para una turbomáquina de flujo axial | |
| ES2671694T3 (es) | Cojinete de tren de transmisión de un aerogenerador y aerogenerador | |
| ES2582707T3 (es) | Mecanismo de cojinetes de emergencia | |
| BR112018003145B1 (pt) | Conjunto excêntrico para uso em britadeira ou britador de cone e britadeira ou britador de cone | |
| ES2426099T3 (es) | Turbina de gas e instalación de turbina de gas o de vapor correspondiente | |
| CN103140699B (zh) | 质量平衡单元 | |
| ES2637991T3 (es) | Medio amortiguador para amortiguar un movimiento de álabe de una turbomáquina |