Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного и наземного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. Узел соединения роторов компрессора и турбины ГТД содержит цапфу ротора компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении - через регулировочный элемент и стяжную втулку, а в окружном направлении через шлицевое соединение. Узел снабжен промежуточным валом, на внутренней поверхности которого выполнены шлицы, контактирующие со шлицами на поверхностях цапфы ротора компрессора и вала турбины, а регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, установленной в резьбовом отверстии промежуточного вала напротив торца цапфы ротора компрессора и зафиксированной в нем от выворачивания. Предложенное устройство упрощает сборку узла роторов компрессора и турбины ГТД и сокращает время доводки двигателя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного и наземного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины.

Известен ГТД с узлом соединения роторов компрессора и турбины, содержащий ротор компрессора подпорных ступеней, на валу которого выполнены шлицы для соединения с одной стороны с валом турбины, с другой - с валом редуктора. На конце вала компрессора в месте шлицевого соединения с валом редуктора установлен шарикоподшипник, воспринимающий разницу осевых сил трехступенчатого подпорного компрессора и турбины. Соединение валов компрессора и турбины выполнено с помощью шлицев, буртика на валу турбины и резьбового стяжного элемента [ЕР № 0203771, кл. F 02 K 3/06, опубл. 1988 г.].

К недостаткам такого соединения валов компрессора и турбины следует отнести значительную сложность сборки и отсутствие регулировочного элемента для осевого выставления ротора турбины.

Известен ГТД, где взаимная осевая установка валов турбины и компрессора осуществляется при сборке двигателя с помощью регулировочных колец, которые выполняются различной осевой ширины [Патент РФ № 2211345, кл. F 02 C 7/06, опубл. 2003 г.].

Недостатком такого осевого соединения валов турбины и компрессора является необходимость иметь в наличии регулировочные кольца различной осевой ширины, что усложняет сборку двигателя.

Наиболее близким техническим решением к заявленному является узел соединения роторов компрессора и турбины ГТД, содержащий цапфу ротора компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении через регулировочный элемент и стяжную втулку, а в окружном направлении - через шлицевое соединение [Н.А.Шерлыгин, В.Г.Шахведов. Конструкция и эксплуатация авиационных газотурбинных двигателей. М.: "Машиностроение", 1969, стр.98, рис.4.39].

Недостатком такого осевого соединения валов роторов компрессора и турбины является наличие только одного регулировочного элемента, с помощью которого устанавливается взаимное осевое положение роторов. Наличие одного регулировочного элемента позволяет установить ротора лишь для определенного исполнения. Если это положение в процессе сборки нужно изменить, то требуется изготовление нового регулировочного элемента с другими осевыми размерами и последующей сборкой. Это усложняет и удорожает сборку двигателя.

Задача изобретения - обеспечить сборку двигателя с необходимой осевой увязкой роторов компрессора и турбины.

Указанная задача решается тем, что в известном узле соединения роторов компрессора и турбины ГТД, содержащем цапфу ротора компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении через регулировочный элемент и стяжную втулку, а в окружном направлении - через шлицевое соединение, согласно изобретению он снабжен промежуточным валом, на внутренней поверхности которого выполнены шлицы, контактирующие со шлицами на поверхностях цапфы ротора компрессора и вала турбины, а регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, установленной в резьбовом отверстии промежуточного вала напротив торца цапфы ротора компрессора и зафиксированной в нем от выворачивания.

На торце резьбовой втулки могут быть выполнены пазы, а на торце цапфы ротора компрессора - ответный выступ, заведенный в один из пазов резьбовой втулки. Ответный выступ может быть выполнен на торце вала турбины.

Выполнение регулировочного элемента в виде резьбовой втулки, расположенной внутри промежуточного вала компрессора, позволяет устанавливать ее в положение, необходимое для осевого расположения вала ротора турбины. Стяжная втулка обеспечивает гарантированный зазор между торцами цапфы компрессора и резьбовой втулки.

На фиг.1 показан продольный разрез узла соединения роторов компрессора и турбины ГТД;

на фиг.2 - увеличенный фрагмент А фиг.1;

на фиг.3 - вариант выполнения изобретения.

Узел соединения роторов компрессора 1 и турбины 2 ГТД содержит цапфу 3 ротора компрессора 1 и вал 4 турбины 2, на наружных поверхностях которых выполнены шлицы. Узел снабжен промежуточным валом 5, охватывающим цапфу 3 ротора компрессора 1 и вал 4 турбины 2. На внутренней поверхности промежуточного вала 5 выполнены шлицы, контактирующие со шлицами на поверхностях цапфы 3 и вала 4 и образующие с ними шлицевые соединения 6 и 7. На внутренней поверхности промежуточного вала 5 выполнено резьбовое отверстие 8. Цапфа 3 ротора компрессора 1 и вал 4 турбины 3 соединены между собой в осевом направлении через регулировочный элемент, выполненный в виде резьбовой втулки 9, установленной в резьбовом отверстии 8 промежуточного вала 5 напротив торца 10 цапфы 3 ротора компрессора 1, и стяжной втулки 11, а в окружном направлении - через шлицевые соединения 6 и 7. На торце 12 резьбовой втулки 9 выполнены пазы 13, а на торце 10 цапфы 3 ротора компрессора 1 - ответный выступ 14, заведенный в паз 13 резьбовой втулки 9. Таким образом, осуществляется фиксация последней от выворачивания.

Фиксация может также осуществляться выполнением пазов 13 на противоположном торце 15 резьбовой втулки 9, а ответного выступа 14 - на торце 16 вала 4 турбины 2 (фиг.3).

Сборка узла соединения роторов осуществляется следующим образом. В промежуточный вал 5 завинчивается резьбовая втулка 9. После этого устанавливается вал 4 ротора турбины 2 до упора в торец 15 резьбовой втулки 9. Вращением резьбовой втулки 9 регулируется осевое положение турбины. Затем заводится цапфа 3 ротора компрессора 1, при этом обеспечивается попадание выступа 14 в ответные пазы 13 резьбовой втулки 9. Совпадение обеспечивается незначительным изменением окружного положения резьбовой втулки 9. Осевая фиксация роторов компрессора 1 и турбины 2 обеспечивается стяжной втулкой 11. Стяжная втулка 11 контрится шлицевой втулкой 17 и кольцом 18.

Во время работы двигателя передача крутящего момента от вала 4 турбины 2 к ротору компрессора 1 и промежуточному валу 5 осуществляется через шлицевые соединения 6 и 7, а уравновешивание осевых сил - через резьбовую втулку 9 и стяжную втулку 11.

Предложенное устройство упрощает сборку узла роторов компрессора и турбины ГТД. Это сокращает время доводки двигателя, так как не требует изготовления целого ряда регулировочных элементов с разными осевыми размерами, которые могут быть установлены лишь путем разборки и сборки двигателя.

Предложенное устройство позволяет установить взаимное положение роторов компрессора и турбины без переборок двигателя вращением регулировочного элемента в виде резьбовой втулки.

1. Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя, содержащий цапфу ротора компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении через регулировочный элемент и стяжную втулку, а в окружном направлении - через шлицевое соединение, отличающийся тем, что он снабжен промежуточным валом, на внутренней поверхности которого выполнены шлицы, контактирующие со шлицами на поверхностях цапфы ротора компрессора и вала турбины, а регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, установленной в резьбовом отверстии промежуточного вала напротив торца цапфы ротора компрессора и зафиксированной в нем от выворачивания.

2. Узел соединения роторов компрессора и турбины по п.1, отличающийся тем, что на торце резьбовой втулки выполнены пазы, а на торце цапфы ротора компрессора - ответный выступ, заведенный в один из пазов резьбовой втулки.

3. Узел соединения роторов компрессора и турбины по п.1, отличающийся тем, что на торце резьбовой втулки выполнены пазы, а на торце вала турбины - ответный выступ, заведенный в один из пазов резьбовой втулки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к конструктивным узлам вертикальных лопастных насосов и может быть преимущественно использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерной энергетической установки.

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей турбомашин преимущественно наземного применения. .

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при сборке центробежных нагнетателей газоперекачивающих агрегатов и обеспечивает при своем использовании повышение надежности центробежного нагнетателя и снижение трудоемкости процесса его сборки.

Изобретение относится к конструктивным узлам вертикальных лопастных насосов и может быть преимущественно использовано на АЭС в главных циркуляционных насосных агрегатах первого контура теплоносителя ядерных энергетических установок.

Изобретение относится к обогреваемым поворотным направляющим аппаратам компрессоров газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к компрессорам газоутрбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к области машиностроения, может быть использовано при изготовлении газоперекачивающих агрегатов, в частности при операциях их сборки, а также при ремонте и реконструкциях на компрессорных станциях.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к погружным электронасосным агрегатам, используемым для добычи нефти и откачки воды из наклонно-искривленных и искривленных скважин.

Изобретение относится к машиностроению и может использоваться при соединении частей, узлов агрегатов, содержащих вращающиеся части, например газоперекачивающих агрегатов (ГПА)

Изобретение относится к фланцу для соединения осевого компрессора с узлом диска ротора в газовой турбине, причем фланец имеет корпус в форме усеченного конуса, который соединяется с валом осевого компрессора при помощи ступицы, которая имеет цилиндрическую конфигурацию и которая большим основанием усеченного конуса корпуса соединена с узлом при помощи выступа ступицы в форме круглого кольца, при этом в поверхности выступа выполнена кольцевая выемка, которая обращена к узлу диска ротора, соединенная посредством взаимодействия с соответствующим ей выступом, выполненным на узле диска ротора; корпус имеет внешнюю образующую, которая наклонена относительно направления, ориентированного под прямыми углами к оси (X), под углом 1, составляющим от 25° до 35°, и внутреннюю образующую, которая наклонена под углом 2, составляющим от 12° до 18°, что позволяет уменьшить концентрации напряжения, тем самым увеличить скорость вращения и степень сжатия в турбинах для увеличения температуры текучей среды или для определения надлежащей комбинации этих двух аспектов

Изобретение относится к устройству для восприятия радиальной нагрузки от вала (2) и повторного центрирования вала (2) после его отсоединения

Изобретение относится к высоконапорным компрессорам газотурбинных двигателей, в том числе для авиационного применения

Изобретение относится к общему машиностроению, может быть использовано в компрессорной технике при проектировании компрессорных агрегатов и компрессорных установок и обеспечивает соосность ротора корпуса сжатия с приводным валом двигателя или мультипликатора

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при технологических операциях сборки газоперекачивающих агрегатов, а также при их ремонте и реконструкции на компрессорных станциях

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано при изготовлении осевых вентиляторов, в том числе с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса

Изобретение относится к корпусу насоса, имеющего элементы крепления насоса на установочной поверхности

Изобретение относится к системе соединения сдвоенного двигателя в погружной скважинной насосной системе
Наверх