Газотурбинный двигатель с двухрядным винтовентилятором



Газотурбинный двигатель с двухрядным винтовентилятором
Газотурбинный двигатель с двухрядным винтовентилятором
Газотурбинный двигатель с двухрядным винтовентилятором

 


Владельцы патента RU 2428577:

Открытое акционерное общество "АВИАДВИГАТЕЛЬ" (RU)

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с двухрядным винтовентилятором авиационного применения. Газотурбинный двигатель включает двухрядный винтовентилятор, газогенератор и дифференциальный редуктор, содержащий ведущее колесо, водило и шестерню внутреннего зацепления. Дифференциальный редуктор и двухрядный винтовентилятор расположены последовательно за газогенератором, причем переднее и заднее колеса винтовентилятора выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения. Переднее колесо винтовентилятора установлено на валу шестерни внутреннего зацепления, а заднее колесо - на валу водила. Водило и шестерня внутреннего зацепления имеют одинаковые радиально-упорные подшипники, установленные соответственно перед водилом и за шестерней внутреннего зацепления на выносных цилиндрических выступах. Вал заднего колеса винтовентилятора установлен в валу водила с возможностью фиксации через внутреннюю полость вала-рессоры ведущего колеса. Изобретение позволяет повысить надежность газотурбинного двигателя. 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям с двухрядным винтовентилятором авиационного применения.

Известен газотурбинный двигатель, в котором на входе в газогенератор расположен двухрядный винтовентилятор (патент SU №1827985).

Недостатком известной конструкции является низкая экономичность газотурбинного двигателя из-за повышенных гидравлических потерь, создаваемых корневыми сечениями лопастей винтовентилятора на входе в компрессор газогенератора.

Наиболее близким к заявляемому является газотурбинный двигатель, в котором на выходе из силовой свободной турбины газогенератора расположен двухрядный винтовентилятор и дифференциальный редуктор с ведущим колесом, с водилом с сателлитами и с шестерней внутреннего зацепления (патент GB №2186918).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за повышенной податливости консольной опоры, на которой зафиксирован размещенный между передним и задним колесами винтовентилятора дифференциальный редуктор, а также из-за повышенных нагрузок на подшипник редуктора.

Сущность технического решения заключается в том, что в газотурбинном двигателе с двухрядным винтовентилятором, газогенератором и дифференциальным редуктором, содержащим ведущее колесо, водило и шестерню внутреннего зацепления, согласно изобретению дифференциальный редуктор и двухрядный винтовентилятор расположены последовательно за газогенератором, причем переднее и заднее колеса винтовентилятора выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения, при этом переднее колесо установлено на валу шестерни внутреннего зацепления, а заднее колесо - на валу водила, причем водило и шестерня внутреннего зацепления имеют одинаковые радиально-упорные подшипники, которые установлены соответственно перед водилом и за шестерней внутреннего зацепления на выносных цилиндрических выступах, а вал заднего колеса винтовентилятора установлен в валу водила с возможностью фиксации через внутреннюю полость вала-рессоры ведущего колеса.

Размещение последовательно за газогенератором дифференциального редуктора и двухрядного винтовентилятора позволяет разместить редуктор во внутренней полости консольной опоры, которая за счет увеличенного диаметра выполнена повышенной жесткости, что повышает надежность установленного на консольной опоре двухрядного винтовентилятора.

Выполнение переднего и заднего колес винтовентилятора с возможностью взаимного осевого перемещения и установка переднего колеса винтовентилятора на валу шестерни внутреннего зацепления и заднего колеса - на валу водила, позволяет передавать осевое усилие от переднего колеса винтовентилятора на радиально-упорный подшипник шестерни внутреннего зацепления, а осевое усилие от заднего колеса винтовентилятора - на радиально-упорный подшипник водила, что повышает надежность газотурбинного двигателя за счет снижения осевой нагрузки на каждый из радиально-упорных подшипников, которая равна примерно половине общей тяги двухрядного винтовентилятора.

Выполнение радиально-упорных подшипников водила и шестерни внутреннего зацепления одинаковыми позволяет снизить затраты на доводку этих подшипников по ресурсу и повысить их надежность.

Установка радиально-упорных подшипников перед водилом и за шестерней внутреннего зацепления на выносных цилиндрических выступах позволяет обеспечить надежную фиксацию подшипников в корпусе опоры и исключает раскрутку ротора силовой свободной турбины привода вентилятора в случае поломки подшипника, так как в случае поломки подшипника разрушается выносной цилиндрический выступ, а кинематическая связь между силовой турбиной, редуктором и двухрядным винтовентилятором остается неповрежденной. Одновременно улучшается смазка радиально-упорных подшипников, которая осуществляется со стороны внутреннего кольца подшипника.

Возможность фиксации вала заднего колеса винтовентилятора через внутреннюю полость вала-рессоры ведущего колеса редуктора позволяет обеспечить надежную сборку винтовентилятора с редуктором и с силовой свободной турбиной, т.е. собрать три механически связанных между собой в единый модуль узла, что повышает надежность газотурбинного двигателя с двухрядным винтовентилятором.

На фиг.1 изображен продольный разрез газотурбинного двигателя с двухрядным винтовентилятором.

На фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде.

На фиг.3 - элемент II на фиг.2 в увеличенном виде.

Газотурбинный двигатель с двухрядным винтовентилятором 1 состоит из газогенератора 2 с силовой турбиной 3, на выходе из которой последовательно установлены дифференциальный редуктор 4 и двухрядный винтовентилятор 5 с передним 6 и с задним 7 рабочими колесами. Дифференциальный редуктор 4 включает в себя ведущее колесо 8 с валом-рессорой 9, водило 10 с сателлитами 11 и шестерню внутреннего зацепления 12. Водило 10 установлено на радиально-упорном шариковом подшипнике 13, размещенном перед водилом 10, а также на межвальном роликовом подшипнике 14, а шестерня внутреннего зацепления 12 установлена на радиально-упорном шариковом подшипнике 15, размещенном за шестерней 12 по течению газа 16 и на роликовом подшипнике 17. Подшипники 13 и 15 воспринимают осевые усилия от заднего рабочего колеса 7 и переднего рабочего колеса 6 соответственно винтовентилятора 5 и ввиду примерного равенства воздействующих на них нагрузок выполнены одинаковыми и установлены на выносных цилиндрических выступах 18 и 19 соответственно, что облегчает подвод смазки на подшипники 13 и 15 со стороны их внутренних колец 20 и 21 и позволяет сохранить кинематическую и силовую связь между ротором 22 силовой свободной турбины 3 и рабочими колесами 6 и 7 винтовентилятора 5 в случае поломки подшипников 13 и 15, предотвращая тем самым самопроизвольную раскрутку ротора 22 турбины 3. Переднее рабочее колесо 6 винтовентилятора 5 валом 23 установлено в валу 24 шестерни внутреннего зацепления 12, а заднее рабочее колесо 7 валом 25 установлено в валу 26 водила 10 и зафиксировано с помощью резьбового хвостовика 27 маслораспределительной втулки 28 и гайки 29, которая затягивается и фиксируется в окружном направлении шлицевой муфтой 30 через внутреннюю полость 31 вала-рессоры 9 ведущего колеса 8. Для равномерной передачи осевых усилий на подшипники 13 и 15 передний 6 и задний 7 рабочие колеса винтовентилятора 5 выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения, для чего межроторный подшипник 32 винтовентилятора 5 выполнен радиальным.

Работает устройство следующим образом.

При работе газотурбинного двигателя на режиме прямой тяги двухрядный винтовентилятор 5, расположенный на выходе из газогенератора 2, толкает двигатель 1 вперед, и только на режимах реверсирования тяги тянет двигатель назад. Т.е. на основных режимах работы двигателя вал 25 заднего рабочего колеса 7 работает на устойчивость, и надежная фиксация вала 25 в валу 26 водила 10 гайкой 29 с помощью резьбового хвостовика 27 маслораспределительной втулки 28 повышает надежность газотурбинного двигателя.

Газотурбинный двигатель с двухрядным винтовентилятором, газогенератором и дифференциальным редуктором, содержащим ведущее колесо, водило и шестерню внутреннего зацепления, отличающийся тем, что дифференциальный редуктор и двухрядный винтовентилятор расположены последовательно за газогенератором, причем переднее и заднее колеса винтовентилятора выполнены с возможностью взаимного осевого перемещения, при этом переднее колесо установлено на валу шестерни внутреннего зацепления, а заднее колесо - на валу водила, причем водило и шестерня внутреннего зацепления имеют одинаковые радиально-упорные подшипники, которые установлены соответственно перед водилом и за шестерней внутреннего зацепления на выносных цилиндрических выступах, а вал заднего колеса винтовентилятора установлен в валу водила с возможностью фиксации через внутреннюю полость вала-рессоры ведущего колеса.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу сцепления приводного вала машины для превращения кинетической энергии в механическую с валом отбора мощности. .

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

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя (ГТД). .

Изобретение относится к двухзальным газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. .

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано при создании газоперекачивающих агрегатов с газотурбинным приводом. .

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к узлам крепления дисков турбины на валу двигателя. .

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к узлам привода авиационных газотурбинных двигателей и газотурбинных установок. .

Изобретение относится к редукторам авиационных турбореактивных двигателей. .

Изобретение относится к редукторам газотурбинных двигателей, в том числе авиационных турбореактивных двигателей сверхвысокой степени двухконтурности. .

Изобретение относится к общей области газотурбинных двигателей, турбина низкого давления которых содержит вал турбины, соединенный с цапфой вала компрессора

Изобретение относится к газотурбинным силовым установкам легких и беспилотных летательных аппаратов, а именно к конструкции газогенераторов газотурбинных двигателей (ГТД)

Турбоблок // 2518919
Турбоблок газоперекачивающего агрегата (ГПА) или газотурбинной электростанции (ГТЭС) содержит газотурбинный двигатель (ГТД), кожух газотурбинного двигателя, компрессор (нагнетатель) с лабиринтными уплотнениями вала, трансмиссию, кожух трансмиссии с фланцами, расположенный между кожухом газотурбинного двигателя и компрессором. Кожух трансмиссии снабжен внутренней стенкой, образующей совместно с его наружной стенкой воздуховод, соединяющий полость кожуха газотурбинного двигателя с зоной перед лабиринтными уплотнениями компрессора через отверстия, выполненные во фланце кожуха трансмиссии, и отверстия, выполненные во внутренней стенке кожуха трансмиссии, соединенные с ним через радиальный канал, образованный скрепленными с внутренней стенкой кожуха перегородками. Использование предлагаемого изобретения позволяет повысить давление в зоне разрежения перед уплотнениями компрессора, что, в свою очередь, будет препятствовать проникновению масла и его паров из компрессора в полость кожуха ГТД и предотвратит возникновение аварийных ситуаций. 5 ил.

Механизм содержит пару воздушных винтов противоположного вращения, турбину привода, соединенный с ней вал, неподвижный кожух, служащий опорой турбине посредством вала и двух подшипников, а также трансмиссию и втулку. Трансмиссия содержит планетарную зубчатую передачу, включающую центральное планетарное зубчатое колесо, приводимое в движение турбиной, планетарное водило, оснащенное зубчатыми колесами-сателлитами, входящими в зацепление с планетарным зубчатым колесом, и внешний венец, входящий в зацепление с зубчатыми колесами-сателлитами. Планетарное водило приводит в движение один из воздушных винтов, а внешний венец - другой воздушный винт. Втулка соединена с турбиной и с планетарным зубчатым колесом для его привода и окружена валом, причем между втулкой и валом имеется зазор. Втулка выполнена более гибкой при изгибе, чем вал, так что она изгибается, когда к планетарному зубчатому колесу в радиальном направлении прикладываются неуравновешенные силы. Расстояние между одним из подшипников и планетарным зубчатым колесом меньше, чем расстояние между двумя подшипниками. Изобретение позволяет снизить механические напряжения в зубчатой передаче, а также повысить ее надежность. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх