Газотурбинный двигатель



Газотурбинный двигатель
Газотурбинный двигатель

 


Владельцы патента RU 2553889:

Открытое акционерное общество "АВИАДВИГАТЕЛЬ" (RU)

Газотурбинный двигатель (1) включает в себя диск (13) вентилятора (2) и конусный вал (8) компрессора низкого давления (3), закрепленные радиальными фланцами (9) и (16) на радиальном фланце (11) общего вала (12) вентилятора призонными болтами (19). Конусный вал (8) компрессора низкого давления установлен фланцем (9) на наружной поверхности (10) фланца (11) вала (12) вентилятора. Диск (13) вентилятора размещен фланцем (16) на внутренней поверхности (17) фланца (11) вала (12) вентилятора. Отношение толщины h радиального фланца диска вентилятора в месте размещения призонных болтов к толщине Н радиального фланца вала вентилятора находится в пределах 0,8…1,2. Отношение толщины h1 радиального фланца конусного вала компрессора низкого давления в месте размещения призонных болтов к толщине Н радиального фланца вала вентилятора находится в пределах 0,4…0,8. Путем исключения смятия призонных болтов, а также исключения появления дисбаланса роторов вентилятора и компрессора низкого давления при работе газотурбинного двигателя повышается его надежность. 2 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям высокой степени двухконтурности.

Известен газотурбинный двигатель с рабочим колесом вентилятора, закрепленный на валу с помощью призонных болтов (С.А. Вьюнов, «Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей», Москва, «Машиностроение», 1981 г., стр.92, рис. 3.30).

Недостатком известной конструкции является отсутствие компрессора низкого давления, что снижает степень сжатия и экономичность двигателя в целом.

Наиболее близким к заявляемому является газотурбинный двигатель высокой степени двухконтурности, в котором ротор компрессора низкого давления совместно с рабочим колесом вентилятора устанавливается на валу с помощью призонных болтов (патент RU №2331783, МПК 3/072).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является низкая надежность из-за дисбаланса роторов вентилятора и компрессора низкого давления при работе газотурбинного двигателя, а также из-за повышенных напряжений в призонных болтах.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении надежности газотурбинного двигателя путем исключения смятия призонных болтов, а также в исключении появления дисбаланса роторов вентилятора и компрессора низкого давления при работе газотурбинного двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в газотурбинном двигателе, включающем диск вентилятора и конусный вал компрессора низкого давления, закрепленные радиальными фланцами на радиальном фланце вала вентилятора призонными болтами, согласно изобретению конусный вал компрессора низкого давления установлен фланцем на наружной поверхности фланца вала вентилятора, а диск вентилятора размещен фланцем на внутренней поверхности фланца вала вентилятора, при этом h/H=0,8…1,2, a h1/H=0,4…0,8,

где Н - толщина радиального фланца вала вентилятора в месте размещения призонных болтов,

h - толщина радиального фланца диска вентилятора в месте размещения призонных болтов,

h1 - толщина радиального фланца конусного вала компрессора низкого давления в месте размещения призонных болтов.

Установка конусного вала компрессора низкого давления фланцем на наружной поверхности фланца вала вентилятора исключает появление дисбаланса роторов вентилятора и компрессора низкого давления при работе газотурбинного двигателя.

Размещение диска вентилятора фланцем на внутренней поверхности фланца вала вентилятора обеспечивает упругую радиальную вытяжку диска вентилятора, увеличивая натяг между радиальными фланцами диска и вала и снижая нагрузку на призонные болты, так как передача крутящего момента на диск вентилятора происходит частично за счет сил трения, что исключает смятие болтов, повышая надежность газотурбинного двигателя.

При h/Н<0,8 возможна поломка призонных болтов из-за увеличения напряжений смятия цилиндрической части болтов.

При h/Н>1,2 возрастает вес вентилятора и газотурбинного двигателя.

При h1/Н<0,4 возможна поломка призонных болтов из-за увеличения напряжений смятия, а также из-за уменьшения их длины.

При h1/Н>0,8 излишне возрастает вес компрессора низкого давления.

На фиг.1 изображен продольный разрез газотурбинного двигателя.

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

Газотурбинный двигатель 1 состоит из вентилятора 2 и компрессора низкого давления 3, диски 4 и 5 которого с рабочими лопатками 6 и 7 установлены на конусном валу 8 компрессора низкого давления, который в свою очередь радиальным фланцем 9 установлен на наружной поверхности 10 радиального фланца 11 вала 12 вентилятора 2.

Диск 13 вентилятора 2 с рабочими лопатками 14 осевым кольцевым выступом 15 радиального фланца 16 установлен на внутренней поверхности 17 осевого кольцевого выступа 18 радиального фланца 11 вала 12. Пакет из фланцев 9, 11 и 16 затянут между собой призонными болтами 19 с гайками 20.

Работает устройство следующим образом.

При работе газотурбинного двигателя 1, особенно на повышенных режимах, под действием центробежных сил лопаток диск вентилятора испытывает значительные радиальные деформации, что приводит к увеличению натяга по поверхности 17 между радиальными фланцами 16 и 11 диска и вала, передаче части крутящего момента за счет сил трения по поверхности 17 и разгрузке призонных болтов 19. Натяг по поверхности 17 и сила трения по этой поверхности увеличивается с увеличением оборотов вентилятора, т.е. с повышением режима работы двигателя. Уменьшению напряжений смятия на болтах также способствует увеличенная толщина фланцев 16 и 9 диска 13 вентилятора и конусного вала 8 компрессора низкого давления. Низкий уровень вибраций газотурбинного двигателя на всех его режимах работы также обеспечивается за счет сохранения натяга между фланцами диска вентилятора и вала из-за упругой радиальной вытяжки диска вентилятора.

При ремонте двигателя 1 возможен съем диска 13 вентилятора 2 без съема компрессора низкого давления 3, что повышает эксплуатационную технологичность двигателя 1.

Газотурбинный двигатель, включающий диск вентилятора и конусный вал компрессора низкого давления, закрепленные радиальными фланцами на радиальном фланце общего вала вентилятора призонными болтами, отличающийся тем, что конусный вал компрессора низкого давления установлен фланцем на наружной поверхности фланца вала вентилятора, а диск вентилятора размещен фланцем на внутренней поверхности фланца вала вентилятора, при этом h/H=0,8…1,2, h1/H=0,4…0,8,
где H - толщина радиального фланца вала вентилятора в месте размещения призонных болтов,
h - толщина радиального фланца диска вентилятора в месте размещения призонных болтов,
h1 - толщина радиального фланца конусного фланца компрессора низкого давления в месте размещения призонных болтов.



 

Похожие патенты:

Газотурбинный двигатель (1) включает в себя корпус приводов (2) с расположенным за ним ниже по потоку воздуха (3) компрессором (4) с передними по потоку спрямляющими (8) и рабочими (9) титановыми лопатками.

Предлагаемое изобретение относится к втулке воздушного винта с лопастями с изменяемым углом установки для газотурбинного двигателя, в частности для газотурбинного двигателя с вентилятором, не закрытым обтекателем.

Изобретение относится к компрессорной рабочей лопатке (10) для компрессоров с осевым потоком предпочтительно стационарных газовых турбин. Предусмотрено, что для уменьшения потерь в радиальном зазоре средняя линия (32) расположенных на стороне вершины лопатки профилей (30) пера (12) компрессорной рабочей лопатки (10) имеет по меньшей мере две точки (36, 38) перегиба.

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.

Направляющая лопатка компрессора или рабочая лопатка осевого компрессора с осевым направлением, радиальным направлением (R), ступицей компрессора и корпусом компрессора.

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

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

Соединительная муфта для присоединения ротора к установке для тестирования балансировки включает основную часть корпуса, множество соединительных элементов и кольцо.

Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит расположенные в промежуточном валу цапфу компрессора, вал турбины, стяжное устройство, контровочную трубу, а также регулировочную втулку и упорную гайку.

Газотурбинный двигатель (1) включает в себя корпус приводов (2) с расположенным за ним ниже по потоку воздуха (3) компрессором (4) с передними по потоку спрямляющими (8) и рабочими (9) титановыми лопатками.

Турбинная установка содержит роторную машину (12, 14, 24) и балансировочный груз (78). Роторная машина содержит вращающийся компонент (62) с канавкой (76), имеющей основание (84) и пару наклонных сторон (86), сходящихся друг к другу в первом направлении (66) от основания (84) с образованием проема (92).

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбомашины включает диск турбины, соединенный с валом компрессора болтовым соединением, и втулку, расположенную с внутренней стороны ступицы диска.

Изобретение относится к турбинам турбореактивных двигателей повышенной степени двухконтурности. Турбина турбореактивного двигателя включает статор, роторы высокого и низкого давлений с размещенным между ними межвальным уплотнением, содержащим установленный на валу ротора высокого давления фланец и ответный ему лабиринт на валу ротора низкого давления.

Изобретение относится к области металлургии, а именно, к изготовлению сектора газотурбинного двигателя. Способ изготовления сектора колеса газотурбинного двигателя (11), содержащего лопатки (9), установленные в полках (7, 8) лопаток включает изготовление лопаток (9) отдельно от полок (7, 8) лопаток; приготовление смеси металлического порошка с термопластическим связующим материалом; впрыскивание смеси в литейную форму для получения заготовок полок (7, 8) лопаток; удаление связующего материала из заготовок полок (7, 8) лопаток; соединение лопаток (9) с заготовками полок (7, 8) лопаток путем установки лопаток (9) между внутренней (8) и внешней (7) полками лопаток.

Ротор турбины высокого давления включает диск, установленный фланцем, расположенным со стороны выходной кромки рабочей лопатки, на размещенной на валу втулке. На противоположной от диска стороне втулки выступами радиального ребра установлен лабиринт с уплотнительными гребешками.

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.

Изобретение относится к роторам турбомашин газотурбинных двигателей авиационного и наземного применения. Ротор турбомашины включает диск турбины, установленный на валу задним фланцем.

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов барабанно-дискового типа осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит лопатки, закрепленные на диске ротора с помощью кольцевых замков «ласточкин хвост», уплотнительные кольца, а также уплотнительную пластину и имеет компенсационное отверстие в ободе диска. Уплотнительная пластина расположена на внутренней поверхности полки лопатки, повторяет ее форму и выполнена с возможностью перекрытия зазоров между лопатками. Компенсационное отверстие, выполненное в ободе диска, соединяет полость замка с внутренней полостью ротора, имеющей давление, пониженное по сравнению с давлением в проточной части. Изобретение позволяет снизить массу и габариты элементов ротора. 3 ил.
Наверх