Турбокомпрессор газотурбинного двигателя



Турбокомпрессор газотурбинного двигателя
Турбокомпрессор газотурбинного двигателя
Турбокомпрессор газотурбинного двигателя

 


Владельцы патента RU 2414628:

Открытое акционерное общество "АВИАДВИГАТЕЛЬ" (RU)

Изобретение относится к турбокомпрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения и позволяет при его использовании повысить ресурс и надежность двигателя путем обеспечения центровки и устранения вибраций ротора за счет перераспределения толщин по ширине ступиц дисков. Указанный технический результат достигается в турбокомпрессоре газотурбинного двигателя, ротор которого выполнен с дисками со ступицами, имеющими шлицы, вынесенные из под полотна на выносных элементах, причем ступицы расположены относительно оси полотна диска таким образом, что соотношение площадей F1/F2=1,0…1,9, где F1 - площадь сечения передней части ступицы в месте расположения выносного элемента со шлицами, F2 - площадь сечения задней части ступицы. 3 ил.

 

Изобретение относится к турбокомпрессорам газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен турбокомпрессор газотурбинного двигателя, ротор которого выполнен с дисками с выносными элементами, на которых расположены шлицы, при этом ступицы дисков симметричны (патент RU №2106538).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является недостаточное центрирование шлиц по валу из-за значительной вытяжки ступиц дисков.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении ресурса и надежности двигателя путем обеспечения центровки и устранения вибраций ротора за счет перераспределения толщин по ширине ступиц дисков.

Сущность технического решения заключается в том, что в турбокомпрессоре газотурбинного двигателя, ротор которого выполнен с дисками со ступицами, имеющими шлицы, вынесенные из под полотна на выносных элементах, согласно изобретению, ступицы расположены относительно оси полотна диска таким образом, что соотношение площадей F1/F2=1,2…1,9, где

F1 - площадь сечения передней части ступицы в месте расположения выносного элемента со шлицами, F2 - площадь сечения задней части ступицы.

Выполнение ступиц на дисках расположенными относительно оси полотна диска с соотношением площадей F1/F2=1,2…1,9 способствует снижению напряжений в шлицах ступицы диска за счет перераспределения толщин по ширине ступиц диска, что обеспечивает гарантированную центровку по шлицам вала, повышая циклическую долговечность шлиц и ресурс диска.

Для создания такого расположения ступиц дисков часть ступицы, примыкающая к выносному элементу, утолщается, а другая часть уменьшается, что уменьшает вытяжку части ступицы диска, примыкающей к выносному элементу. Таким образом происходит угловой поворот сечения ступицы диска.

Указанное воздействие представлено схематично на фиг.1.

При соотношении площадей F1/F2>1,9 появляется значительная недопустимая величина напряжений в точке Р. При этом разница в вытяжках L1 и L2 приводит к уменьшению вытяжки L3 в шлицевом соединении, что позволяет уменьшить величину напряжений в шлицах (в концентраторах напряжений), обеспечить гарантированную центровку по шлицам вала. При значительной разности F1 по сравнению с F2 можно достичь напряжений сжатия в шлицах, но при этом перегружается ступица в точке Р. При F1/F2<1,2 перераспределение напряжений в ступице диска незначительно, но при этом усложняется изготовление.

На фиг.1 представлена схема взаимодействия толщин ступицы диска.

На фиг.2 изображен продольный разрез турбокомпрессора газотурбинного двигателя.

На фиг.3 элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

Турбокомпрессор газотурбинного двигателя состоит из компрессора 1 и установленного в нем ротора 2 с рабочими колесами 3, диски 4 которых имеют ступицы 5 с шлицами 6 в соединении с валом 7. Ступица 5 состоит из передней части 8 и задней части 9 относительно оси 10 полотна диска. Шлицы 6 вынесены из под полотна на выносных элементах 11.

Работает устройство следующим образом.

При работе двигателя крутящий момент от турбины передается от вала 7 через шлицы 6 к рабочим колесам 3. Под действием центробежных сил задняя часть 9 ступицы 5 перемещается на больший радиус, чем передняя часть 8, при этом вытяжка в районе шлиц минимальна, что способствует повышению циклической долговечности шлиц и ресурса диска.

Предлагаемую конструкцию можно использовать в компрессоре и в турбине, имеющих диски со шлицами, вынесенными из под полотна.

Турбокомпрессор газотурбинного двигателя, ротор которого выполнен с дисками со ступицами, имеющими шлицы, вынесенные из под полотна на выносных элементах, отличающийся тем, что ступицы расположены относительно оси полотна диска таким образом, что соотношение площадей F1/F2=1,0…1,9, где F1 - площадь сечения передней части ступицы в месте расположения выносного элемента со шлицами, F2 - площадь сечения задней части ступицы.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к турбомашиностроению, в частности, при изготовлении преимущественно высокоскоростных и высоконагруженных рабочих колес вентиляторов из композиционных материалов, и обеспечивает при своем использовании повышение жесткости и прочности конструкции рабочего колеса вентилятора.

Изобретение относится к авиационным газотурбинным двигателям, а именно к роторам, и позволяет при его использовании повысить надежность и ресурс двигателя путем эффективного отбора воздуха от компрессора на охлаждение турбины двигателя.

Изобретение относится к осевым насосам или компрессорам, используемым в турбореактивных двигателях. .

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к вентиляторам и компрессорам авиационных газотурбинных двигателей и позволяет повысить КПД и увеличить запас газодинамической устойчивости высокооборотного осевого вентилятора или компрессора при отсутствии изгибно-крутильного флаттера лопаток рабочего колеса.

Изобретение относится к осевому вентилятору, может быть использовано в системе охлаждения двигателя транспортного средства, в частности сельскохозяйственного транспортного средства, и обеспечивает при своей работе надежность, препятствуя образованию шлама, воды и песка.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а именно к соединению без сварки дисков в роторе компрессора, и позволяет посредством стяжки только по ободам обеспечить однозначную гарантированную затяжку ротора (без появления зазоров по стыкам).

Изобретение относится к компрессорам авиационных газотурбинных двигателей с высоконагруженными широкохордными лопатками и позволяет снизить амплитуды колебаний давления за рабочим колесом и, как следствие, уменьшить вибронапряженность конструкции.

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано в составе систем терморегулирования изделий космической техники

Изобретение относится к устройствам рабочих колес вентиляторов, в частности для гидравлического регулирования лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, и обеспечивает регулирование лопаток таким образом, чтобы даже в случае исчезновения напряжения можно было удержать лопатки в их последнем перед этим положении до того момента, когда после переключения питания сети другой управляющий блок возьмет на себя функцию регулирования положения лопаток

Изобретение относится к компрессорам необъемного вытеснения и может быть использовано в конструкции осевых вентиляторов и вентиляторных контурах двухконтурных турбовентиляторных двигателей (ДТРД)

Изобретение относится к компрессору, в частности вентилятору турбореактивного двигателя, содержащему ступицу (36) и множество лопаток, каждая из которых жестко закреплена своим основанием (16) на ступице

Изобретение относится к вентиляторостроению, а именно к осевым турбомашинам, и может быть использовано в осевых вентиляторах для проветривания шахт, рудников и метрополитенов

Направляющая лопатка компрессора или рабочая лопатка осевого компрессора с осевым направлением, радиальным направлением (R), ступицей компрессора и корпусом компрессора. Направляющая лопатка или рабочая лопатка содержит аэродинамическую поверхность (1) с профильными сечениями (3, 5, 15А-15Е), имеющую размах, линию изгиба и переднюю кромку (7), на которой линия изгиба заключает с осевым направлением компрессора угол передней кромки лопатки. На задней кромке линия изгиба заключает с осевым направлением (A) компрессора угол задней кромки. Профильные сечения (3, 5, 15A-15E) аэродинамической поверхности лопатки расположены одно поверх другого на передней кромке (7) по прямой линии, проходящей в радиальном направлении (R) компрессора от ступицы компрессора к корпусу компрессора. Углы передней кромки профильных сечений аэродинамической поверхности изменяются вдоль размаха и больше для профильных сечений аэродинамической поверхности вблизи ступицы и вблизи стенки, чем для профильных сечений аэродинамической поверхности в середине размаха. Достигается снижение пространственных потерь и повышение запаса устойчивости при адекватном запасе прочности. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к области очистки и сжатия воздуха, а именно к циркуляционному форсированному и вентиляционному воздушному компрессору. Циркуляционный форсированный и вентиляционный воздушный компрессор, включающий корпус компрессора и ротор, отличается тем, что ротор состоит из лопаточного колеса и ведущего вала; лопаточное колесо состоит из ступицы вала, диска лопаточного колеса и рабочих лопаток; лопаточное колесо соединено с диском лопаточного колеса с помощью хвостовиков рабочих лопаток и сформировано сложением множества ярусов перьев рабочих лопаток; воздушный канал выполнен между двумя смежными перьями рабочих лопаток и имеет вход воздушного канала и выход воздушного канала. Изобретение направлено на обеспечение циркуляционного форсированного и вентиляционного воздушного компрессора, имеющего более простую конструкцию, низкую материалоемкость, небольшой вес и низкие потери на трение, в результате чего циркуляционный форсированный и вентиляционный воздушный компрессор имеет больший КПД и меньшее энергопотребление, а также более широкую область применения, удобен при транспортировке, установке и обслуживании. 8 з.п. ф-лы, 16 ил.
Наверх