Узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к трансмиссии, соединяющей роторы турбины и компрессора газотурбинного двигателя. Узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя, содержит промежуточный вал, передний хвостовик которого шлицами соединен с валом компрессора, а задний хвостовик соединен с валом турбины. На наружном диаметре шлицев в кольцевой проточке переднего хвостовика промежуточного вала установлено центрирующее кольцо. На передних торцах промежуточного вала и центрирующего кольца выполнены, по меньшей мере, по одной выборке, совмещенные при сборке. На внутренней поверхности центрирующего кольца выполнен, по меньшей мере, один выступ, который расположен в пазу шлица хвостовика. Высота выступа составляет 0,5-2,0 величины модуля шлицев вала компрессора. Изобретение позволяет повысить надежность работы двигателя за счет сброса масла из полости вала компрессора и исключения коксования и возгорания масла. 6 ил.

 

Изобретение относится к трансмиссии, соединяющей роторы турбины и компрессора газотурбинного двигателя.

Известен узел соединения валов газогенератора, включающий промежуточный вал, соединенный передним концом с помощью шлицевого соединения с валом компрессора, а задним концом через шлицевую муфту с валом турбины [Патент РФ №1563302, F02C 7/00, 1994 г.].

Недостатком известной конструкции является ненадежность крепления промежуточного вала компрессора и увеличенные зазоры между статором и ротором турбины и, следовательно, низкий к.п.д. газотурбинного двигателя.

Наиболее близким к заявляемому является узел соединения валов турбины и компрессора, содержащий промежуточный вал, в кольцевую проточку переднего хвостовика которого установлено центрирующее кольцо [Патент РФ №2190110, F02C 7/36, 2002 г.].

Однако известная конструкция не обеспечивает высокую надежность работы двигателя из-за затрудненного сброса масла из полости вала компрессора, которая приводит к попаданию масла в полость между дисками последних ступеней, его возгоранию или коксованию внутри вала.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности работы за счет сброса масла из полости вала компрессора и исключения коксования и возгорания масла.

Сущность изобретения заключается в том, что узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя содержит промежуточный вал, передний хвостовик которого шлицами соединен с валом компрессора, задний хвостовик соединен с валом турбины, на наружном диаметре шлицев в кольцевой проточке переднего хвостовика промежуточного вала установлено центрирующее кольцо.

Согласно изобретению на передних торцах промежуточного вала и центрирующего кольца выполнены по меньшей мере по одной выборке, совмещенные при сборке, на внутренней поверхности центрирующего кольца выполнен по меньшей мере один выступ, который расположен в пазу шлица хвостовика, при этом высота выступа составляет 0,5-2,0 величины модуля шлицев вала компрессора.

Сброс масла из полости вала компрессора обеспечен установкой центрирующего кольца в промежуточный вал таким образом, чтобы выборки на передних торцах вала и центрирующего кольца совмещались. При этом выступ центрирующего кольца должен входить во впадину шлицев, препятствуя проворачиванию центрирующего кольца.

Высота выступа h на внутренней поверхности центрирующего кольца составляет 0,5-2,0 величины модуля m шлицев вала компрессора.

При h<0,5m мал контакт выступа с боковыми поверхностями шлицев вала компрессора, а в случае h>2,0m не обеспечена сборка центрирующего кольца с валом компрессора.

Изобретение проиллюстрировано фигурами 1-6.

На фиг.1 показан общий вид заявляемой конструкции внутри газотурбинного двигателя.

На фиг.2 представлен узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.3 показан разрез А-А на фиг.2, а на фиг.4 - вид Г на фиг.2.

На фиг.5 - вид Б на фиг.3, на фиг.6 - вид В на фиг.2.

Газотурбинный двигатель 1 включает следующие узлы: статор 2, в котором установлены шарикоподшипник 3 и роликоподшипник 4, ротор компрессора 5 и консольный ротор турбины 6. Вал 7 компрессора 5 и вал 8 ротора турбины 6 соединены между собой с помощью промежуточного вала 9, соединенного с валом 7 компрессора 5 передним хвостовиком 10 с помощью шлицев 11, а задним хвостовиком 12 через шлицевую муфту 13 с валом 8 турбины 6.

Осевое усилие от ротора турбины 6 на промежуточный вал 9 передается через резьбовую втулку 14 на внутреннее и наружное сферические кольца 15 и 16, шлицевую муфту 13 и шлицевую гайку 17. Промежуточный вал 9 фиксируется в осевом направлении с помощью гайки 18, при этом вал 9 упирается кольцевым буртиком 19 в радиально-упорный шариковый подшипник 3.

В радиальном направлении передний хвостовик вала 9 фиксируется относительно вала 7 компрессора 5 с помощью центрирующего кольца 20. Центрирующее кольцо 20 установлено своим внутренним диаметром на наружный диаметр шлицев 11 вала 7, а наружным диаметром - в кольцевой проточке 21 переднего хвостовика 10 промежуточного вала 9 перед шлицами 11 и центрирующим радиальным выступом 22, выполненным за шлицами 11.

На переднем торце промежуточного кольца 20 и переднем торце промежуточного вала 9 выполнены по меньшей мере по одной выборке 24, которые совмещаются при сборке. На внутренней поверхности центрирующего кольца 20 выполнен по меньшей мере один выступ 23, который при сборке заходит в паз шлица 11 хвостовика 10 на валу 7. Высота h выступа 23 составляет 0,5-2,0 величины модуля m шлицев 25 вала 7 компрессора 5.

Устройство работает следующим образом.

Центрирующее кольцо 20 установлено при сборке в промежуточный вал 9 таким образом, что выборки 24 на торцах вала 9 и кольца 20 совмещаются, а выступ 23 входит в паз шлица 11, препятствуя проворачиванию центрирующего кольца 20.

Масло попадает во внутреннюю полость вала 9 и далее просачивается между гайкой 18 и валом 7, между шлицами 11 валов 20 и промежуточного вала 9 сбрасывается в кожух вала (не показан).

Узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя, содержащий промежуточный вал, передний хвостовик которого шлицами соединен с валом компрессора, задний хвостовик соединен с валом турбины, на наружном диаметре шлицев в кольцевой проточке переднего хвостовика промежуточного вала установлено центрирующее кольцо, отличающийся тем, что на передних торцах промежуточного вала и центрирующего кольца выполнены, по меньшей мере, по одной выборке, совмещенные при сборке, на внутренней поверхности центрирующего кольца выполнен, по меньшей мере, один выступ, который расположен в пазу шлица хвостовика, при этом высота выступа составляет 0,5-2,0 величины модуля шлицев вала компрессора.