Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины

Изобретение относится к газотурбинным двигателям и может найти применение в конструкциях узлов соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины. Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины содержит кольцевой переходник, установленный концентрично при помощи шлицевого соединения на валу ротора силовой турбины и сопряженный через упругую муфту с валом трансмиссии. На валу ротора силовой турбины размещены радиальные опоры, а внутри указанного вала установлена переходная втулка, контактирующая посредством наружных кольцевых буртов на ее концевых частях с его внутренней поверхностью. На внутренней поверхности переходной втулки выполнена кольцевая сферическая проточка, которая сопряжена с наружной сферической поверхностью втулки, установленной на валу трансмиссии. Кольцевая сферическая проточка расположена в плоскости, максимально приближенной в осевом направлении к плоскости расположения на валу ротора одной из его радиальных опор. На конце переходной втулки, со стороны ротора силовой турбины, закреплена заглушка, сопряженная с валом трансмиссии. Изобретение позволяет уменьшить взаимное динамическое влияния валов ротора силовой турбины и трансмиссии в процессе работы двигателя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) и может найти применение в конструкциях узлов соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины.

Известен узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины («Технологическое обеспечение проектирования и производства газотурбинных двигателей», под ред. Б.Н. Леонова и А.С. Новикова, изд.: ОАО «Рыбинский дом печати» 2000 г., стр. 30), содержащий кольцевой переходник, установленный концентрично при помощи шлицевого соединения на валу ротора силовой турбины и сопряженный через упругую муфту с валом трансмиссии, при этом на валу ротора силовой турбины размещены радиальные опоры. Отбор мощности от ротора силовой турбины (СТ) осуществляется посредством трансмиссионного вала, соединенного с валом ротора СТ упругой дисковой муфтой, при этом центрирование конца трансмиссионного вала со стороны силовой турбины ГТД относительно вала ротора силовой турбины производится в плоскости диска муфты.

Недостатком такого соединения валов является значительное влияние трансмиссионного вала на динамическое состояние ротора силовой турбины в процессе работы двигателя, вызванное значительными размерами и массой вала трансмиссии по сравнению с ротором СТ и приводящее к ухудшению эксплуатационных характеристик ГТД. При этом указанное влияние тем больше, чем дальше от ближайшей радиальной опоры ротора силовой турбины расположено место соединения вала ротора силовой турбины с валом трансмиссии.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является уменьшение взаимного динамического влияния вала трансмиссии и ротора силовой турбины в процессе работы двигателя.

Технический результат достигается тем, что в узле соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины, содержащем кольцевой переходник, установленный концентрично при помощи шлицевого соединения на валу ротора силовой турбины и сопряженный через упругую муфту с валом трансмиссии, при этом на валу ротора силовой турбины размещены радиальные опоры, в отличие от известного внутри вала ротора силовой турбины установлена переходная втулка, контактирующая посредством наружных кольцевых буртов на ее концевых частях с его внутренней поверхностью, причем на внутренней поверхности переходной втулки выполнена кольцевая сферическая проточка, которая сопряжена с наружной сферической поверхностью втулки, установленной на валу трансмиссии, при этом кольцевая сферическая проточка выполнена в плоскости, максимально приближенной в осевом направлении к плоскости расположения на валу ротора одной из его радиальных опор, а на конце переходной втулки со стороны ротора силовой турбины закреплена заглушка, с помощью которой вал трансмиссии фиксируется относительно вала ротора СТ в осевом направлении.

Заглушка имеет Т-образную форму и сопряжена с валом трансмиссии при помощи штока с резьбой, проходящего через осевое отверстие в цапфе вала трансмиссии, и гайки.

Заявляемое решение поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - продольный разрез узла соединения валов трансмиссии и ротора силовой турбины; фиг. 2 - вид А; фиг. 3 - вид Б.

Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины содержит (фиг. 1) кольцевой переходник 1, установленный концентрично при помощи шлицевого соединения на валу 2 ротора силовой турбины. К фланцу переходника 1, крепится передний фланец упругой, например, 2-дисковой металлической муфты 3, задний фланец которой крепится к фланцу вала 4 трансмиссии. На валу 2 ротора размещены радиальные опоры 5 и 6. Внутри вала 2 ротора силовой турбины установлена переходная втулка 7, которая посредством наружных кольцевых буртов 8 и 9, выполненных на ее концевых частях, контактирует с его внутренней поверхностью 10. Переходная втулка 7 крепится внутри вала 2 ротора СТ с помощью гайки 11 (фиг. 3), при этом передний по направлению потока газовоздушной смеси бурт 8 втулки 7 центрируется относительно вала 2 ротора СТ по цилиндрической посадке с натягом. Между стенками втулки 7 и вала 2 ротора СТ образуется кольцевой канал, который вместе с отверстиями, выполненными в стенке переднего бурта 8 втулки 7, предназначен для подвода воздуха на наддув переднего контактного уплотнения маслокартера. На внутренней поверхности 12 переходной втулки 7 в плоскости, максимально приближенной в осевом направлении к плоскости расположения на валу 2 ротора радиальной опоры 5, выполнена кольцевая проточка 13, при этом поверхность кольцевой проточки имеет сферическую форму и с минимально возможным зазором сопрягается с наружной сферической поверхностью втулки 14, установленной на валу 4 трансмиссии по цилиндрической посаде с минимально возможным зазором (фиг. 2). С передней стороны по направлению потока переходной втулки 7 установлена резьбовая Т-образная заглушка 15 с цилиндрическим штоком, ось которого совпадает с осью вала 2 ротора СТ. Шток заглушки 15 проходит через осевое отверстие 16 в цапфе вала 4 трансмиссии с радиальным зазором, в пределах которого обеспечивается возможность перекоса оси вала 4 трансмиссии относительно оси ротора СТ. С помощью шайбы 17, податливых, например, неметаллических шайб 18 и самоконтрящейся гайки 19, навинчиваемой на резьбовой конец штока заглушки 15, вал 4 трансмиссии фиксируется относительно вала 2 ротора СТ в осевом направлении.

Во время работы двигателя передача момента вращения (мощности) от вала ротора СТ на вал трансмиссии осуществляется с помощью упругой муфты, установленной на конце вала ротора СТ, при этом радиальное центрирование конца вала трансмиссии (со стороны СТ) относительно вала ротора СТ осуществляется в плоскости, максимально приближенной в осевом направлении к плоскости воздействия усилий на вал ротора одной из его радиальных опор.

В результате за счет центрирования конца вала трансмиссии, расположенного со стороны силовой турбины, относительно вала ротора СТ в плоскости максимально приближенной в осевом направлении к плоскости расположения на валу ротора одной из радиальных опор данное техническое решение позволяет уменьшить взаимное динамическое влияние ротора СТ и трансмиссии в процессе работы двигателя.

1. Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины, содержащий кольцевой переходник, установленный концентрично при помощи шлицевого соединения на валу ротора силовой турбины и сопряженный через упругую муфту с валом трансмиссии, при этом на валу ротора силовой турбины размещены радиальные опоры, отличающийся тем, что внутри вала ротора силовой турбины установлена переходная втулка, контактирующая посредством наружных кольцевых буртов на ее концевых частях с его внутренней поверхностью, причем на внутренней поверхности переходной втулки выполнена кольцевая сферическая проточка, которая сопряжена с наружной сферической поверхностью втулки, установленной на валу трансмиссии, при этом кольцевая сферическая проточка выполнена в плоскости, максимально приближенной в осевом направлении к плоскости расположения на валу ротора одной из его радиальных опор, а на конце переходной втулки со стороны ротора силовой турбины закреплена заглушка, сопряженная с валом трансмиссии.

2. Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины по п. 1, отличающийся тем, что заглушка имеет Т-образную форму и сопряжена с валом трансмиссии при помощи штока с резьбой, проходящего через осевое отверстие в цапфе вала трансмиссии, и гайки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к газотурбинному двигателю (100) для вертолета (200). Вертолет содержит главный редуктор, винт (204) и устройство (206) понижения частоты вращения, размещенное полностью в главном редукторе (202) вертолета и соединенное с упомянутым винтом.

Муфта составного ротора газогенератора газотурбинного двигателя содержит средства для передачи крутящего момента и осевого сцепления двух соосных вращающихся колес в виде перемещающихся элементов, размещенных в кольцевых выемках, выполненных в цапфе центробежного колеса компрессора и цапфе колеса турбины газогенератора.

Турбореактивный двигатель содержит промежуточный картер с радиальными рукавами и приводным валом коробки зубчатых передач вспомогательных механизмов. Приводной вал установлен в радиальном рукаве, причем рукав включает промежуточный подшипник для опоры приводного вала.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины. Узел соединения роторов содержит вал турбины, в который заведена цапфа ротора компрессора, контровочную трубу и промежуточный вал.

Изобретение относится к двухконтурным газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения. Двухконтурный газотурбинный двигатель включает в себя валы (5) и (12) вентилятора (2) и турбины низкого давления (11), соединенные с помощью эвольвентных шлиц (13).

Газотурбинный двигатель содержит опору центрального узла, узел зубчатой передачи и гибкую опору. Опора центрального узла образует внутреннюю кольцевую стенку для осевого контура, содержащую первое монтажное средство.

Изобретение относится к мультипликатору для газотурбинного двигателя. Его турбинное колесо представляет собой механическую передачу, состоящую из ведущего корпуса (6), на внешней окружной поверхности которого размещены турбинные лопатки (8).

Система винтов противоположного вращения для турбомашины летательного аппарата содержит свободную силовую турбину, первый и второй винты противоположного вращения и устройство механической трансмиссии.

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.

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.

Зубчатая система привода вентилятора газотурбинного двигателя, обеспечивающая понижение частоты вращения между турбиной привода вентилятора и вентилятором, содержит подвеску, обеспечивающую гибкую опору частей зубчатой системы, и смазочную систему, выполненную с возможностью подачи смазочного материала к зубчатой системе и отвода тепловой энергии, выделяющейся в зубчатой системе. Смазочная система обладает функциональной возможностью отвода тепловой энергии в количестве до 2% мощности на входе в зубчатую систему. Зубчатая система выполнена с возможностью передачи входной мощности от турбины привода вентилятора к вентилятору с КПД, превышающим 98%. Другое изобретение группы относится к газотурбинному двигателю, содержащему вентилятор, компрессорную секцию, камеру сгорания, турбину привода вентилятора и указанную выше зубчатую систему привода вентилятора. Группа изобретений позволяет снизить габариты, массу и объем смазочной системы, за счет ограничения ее производительности. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил.

Коробка приводов агрегатов газовой турбины содержит переднюю и заднюю боковые стороны, периферийный выступающий край, а также блок шестерен, состоящий из нескольких находящихся в зацеплении зубчатых колес. Каждое зубчатое колесо установлено на центральном валу, поддерживаемом подшипниками качения. Центральный вал выполнен с возможностью соединения с подающим валом для приведения в действие агрегата. Между центральным валом и подающим валом установлены средства расцепления агрегата, образованные кулачковой муфтой. Кулачковая муфта имеет осевые зубья, взаимодействующие с зубчатым краем центрального вала, и внутренние канавки, находящиеся в зацеплении с внешними канавками подающего вала. Средства расцепления управляются электрическим приводным механизмом, обеспечивающим перемещение плунжерного пальца, один конец которого взаимодействует с внешней винтовой выемкой кулачковой муфты. Изобретение позволяет снизить габариты коробки приводов агрегатов газовой турбины. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

При передаче электрической энергии в летательном аппарате, содержащем вспомогательную силовую установку, основные двигатели и оборудование - конечные потребители, обеспечивают передачу электрической энергии между компонентами летательного аппарата. Силовой вал вспомогательной силовой установки связан с группой энергетического преобразования через коробку передачи мощности. Каждая группа преобразования содержит только один трансформируемый электромеханический компонент - стартер/генератор и преобразователь механической энергии. Передачу мощности осуществляют от каждой группы преобразования, прямой связью, с одной стороны, механически с коробкой передачи и, с другой стороны, электрически с соответствующим оборудованием. Летательный аппарат содержит блок контроля, связанный с силовым электронным блоком и управляющий преобразованием стартер/генератор трансформируемого электромеханического компонента - стартер/генератора во время различных фаз: запуск вспомогательной силовой установки или основных двигателей, поглощение энергии или руление. Другое изобретение группы относится к электромеханической конструкции, обеспечивающей передачу электрической энергии, по указанному выше способу. Группа изобретений позволяет упростить систему передачи электрической энергии летательного аппарата. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и может найти применение в двигателях авиационного и наземного применения. Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит вал компрессора и вал турбины, соединенные посредством фланцевого соединения, в котором концы фланцев направлены внутрь валов. Узел дополнительно снабжен разрезным кольцом, установленным в кольцевой канавке, выполненной в месте стыка фланцев, со стороны их внутренних поверхностей. Наружная поверхность разрезного кольца и ответные поверхности кольцевой канавки выполнены клиновидной формы. Вал компрессора или вал турбины снабжен кольцевым центрирующим пояском, охватывающим участок соседнего вала по его наружному диаметру, кроме того, упомянутые валы выполнены из материалов с различными коэффициентами теплового расширения. Технический результат, достигаемый при использовании настоящего изобретения, заключается в расширении области применения узла соединения валов компрессора и турбины за счет того, что в заявленном узле возможно использование валов, выполненных из материалов с различными коэффициентами температурного расширения, с сохранением соосности валов и отсутствием повышенных вибраций на всех режимах работы двигателя. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при разработке или реконструкции многовальных газотурбинных установок (ГТУ), предназначенных для привода нагнетателей природного газа газоперекачивающих агрегатов (ГПА) и автономного электроснабжения компрессорных станций с этими ГПА. Приводная ГТУ ГПА с утилизационной турбоустановкой автономного электроснабжения содержит многовальный ГТД 1 с основным компрессором 7, приводной турбиной 8, силовой турбиной 9 и утилизационной турбоустановкой (УТУ), содержащей воздухоподогреватель 2, сообщенный на входе по греющему газу с выходом силовой турбины 9 по выхлопным газам, компрессор 3, сообщенный на входе по воздуху с атмосферой, турбогенератор 4, снабженный устройством преобразования (преобразователем) частоты генератора переменного тока (ПЧГ) 11, выполненным с возможностью питания напряжением изменяющейся частоты и амплитуды потребителей переменного тока с напряжением неизменной частоты и амплитуды и электрически связанным на выходе по напряжению через распределительное устройство 17 с потребителями переменного тока постоянной частоты 50 (60) Гц, воздушную турбину 5, сообщенную на входе по воздуху через тракт воздухоподогревателя 2 по воздуху с выходом компрессора 3 по воздуху, на выходе по воздуху – с атмосферой, установленную на одном валу с компрессором 3 и турбогенератором 4 – валу 6, кинематически связанном через муфту 10 с валом основного компрессора 7 со стороны входа основного компрессора 7 по воздуху, газоохладитель 12 и дымосос 13, сообщенный на входе по газу через тракт газоохладителя 12 по охлаждаемому газу с выходом воздухоподогревателя 2 по газу, на выходе по газу – с атмосферой. Дымосос 13 снабжен приводным электродвигателем 14 с преобразователем частоты 15, электрически связанным электрической цепью 16 с выходом турбогенератора 4 по напряжению переменной частоты либо с выходом ПЧГ 11 по напряжению постоянной частоты. Техническим результатом является обеспечение примерного равенства расходов теплоносителей в воздухоподогревателе УТУ, а также передачи избыточной по сравнению с текущим электропотреблением мощности УТУ, а в холодный период – и избыточной мощности приводной турбины ГТД на силовой вал ГТД с целью повышения КПД ГТУ и годовой эффективности ГТУ с УТУ в целом. 2 ил.

Редуктор с эпициклоидной передачей содержит планетарную шестерню, сателлитные шестерни, приводимые во вращение планетарной шестерней и вращающиеся вокруг сателлитных осей, установленных на водиле. Сателлитные шестерни катятся по неподвижной коронной шестерне, а водило расположено в осевом направлении сбоку относительно коронной шестерни. Зубчатое зацепление, образованное сателлитными шестернями и коронной шестерней, выполнено с возможностью отбрасывания в осевом направлении смазочного масла после использования. Водило содержит радиальное расширение, содержащее поверхность, расположенную напротив зубчатого зацепления и выполненную с возможностью перенаправления смазочного масла от его осевого направления в радиальном направлении для удаления на своем конце за счет центробежного действия. Радиально за пределами водила и напротив радиального расширения в осевом направлении расположен неподвижный маслосборник. Другие изобретения группы относятся к вентиляторному модулю двухконтурного турбореактивного двигателя, содержащему вентиляторный вал, приводимый во вращение указанным выше редуктором, а также к двухконтурному турбореактивному двигателю, содержащему такой вентиляторный модуль. Группа изобретений позволяет повысить надежность редуктора с эпициклоидной передачей, за счет обеспечения возможности отвода от него смазочного масла. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к судостроению, в частности к реверсивным турбинным установкам судового типа. Реверсивная турбинная установка судового типа включает установленный в корпусе силовой агрегат с противоположно вращающимися роторами, валы которых соединены с коаксиально расположенными входными валами планетарно-дифференциального механизма. Дифференциальный механизм содержит солнечное колесо, эпицикл, водило, блок сателлитов, каждый из которых выполнен в виде основной зубчатой шестерни, зубчатою передачу и тормозные устройства. Силовой агрегат выполнен в виде многоступенчатой биротативной турбины, состоящей из наружного ротора, вал которого соединен с внешним валом, и внутреннего ротора. Блок сателлитов снабжен дополнительными зубчатыми шестернями по числу основных шестерен, каждая из которых жестко соединена с соответствующей основной шестерней и введена в зацепление с эпициклом. Установка снабжена торцевым контактным уплотнением с приводом его перемещения, который установлен на корпусе силового агрегата перед наружным ротором биротативной турбины с возможностью перекрытия утечек газа через имеющийся между корпусом и наружным ротором зазор. Достигается повышение кпд установки и улучшение согласования режимов работы турбины и гребного винта. 1 ил.

Изобретение относится к авиационным двигателям, а более конкретно к одноступенчатым редукторам. Одноступенчатый понижающий редуктор для авиационного двигателя имеет коаксиальную пару кольцевых шестерен, коаксиальную пару прямозубых шестерен и несущий элемент, соединенный с входным валом редуктора. Делительные диаметры шестерен: у большой кольцевой - А, малой кольцевой - D, большой прямозубой - В, малой прямозубой - C. Большие шестерни и малые шестерни образуют две зацепляющиеся пары. Две шестерни одной из двух коаксиальных пар скреплены вместе, чтобы действовать эпициклически на несущем элементе. Одна шестерня из другой коаксиальной пары прикреплена к каркасу редуктора, а еще одна шестерня соединена с выходным валом. При этом А=K+i, В=К, С=K-j и D=K+i-j-j, где K, i и j - целые числа. Достигается снижение габаритов. 9 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 табл.

Изобретение относится к приспособлению для центровки валов, содержащему центральную ступицу и множество регулируемых рычагов. Регулируемые рычаги соединены с центральной ступицей и включают в себя ближний концевой участок и дальний концевой участок. Приспособление для центровки валов дополнительно включает в себя один или более роликовых узлов, установленных на каждом дальнем концевом участке каждого регулируемого рычага. Технический результат изобретений – упрощение монтажа и демонтажа приспособления и исключение повреждения валов во время центровки. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Газотурбинный двигатель содержит вентилятор, компрессорную секцию, камеру сгорания, сообщающуюся по текучей среде с компрессорной секцией, турбинную секцию, сообщающуюся по текучей среде с камерой сгорания, а также систему изменения скорости. Турбинная секция содержит турбину привода вентилятора и вторую турбину, при этом турбина привода вентилятора содержит множество ступеней турбины. Вентилятор содержит множество лопаток, выполненных с возможностью вращения вокруг оси, при этом соотношение между числом лопаток вентилятора и числом ступеней турбины привода вентилятора составляет от 2,5 до 8,5. Система изменения скорости приводится в действие турбиной привода вентилятора для вращения вентилятора вокруг оси. Турбина привода вентилятора содержит первый задний ротор, присоединенный к первому валу, а вторая турбина содержит второй задний ротор, присоединенный ко второму валу. Между первым валом и вторым валом образован кольцевой зазор. Первый подшипниковый узел расположен аксиально позади первого соединения между первым задним ротором и первым валом, а второй подшипниковый узел расположен в кольцевом зазоре, образованном между первым валом и вторым валом. Изобретение позволяет исключить потребность в несущих конструкциях, соединенных с неподвижной конструкцией через промежуточную силовую раму, уменьшить длину валов, обеспечить поддержку внешнего вала соосно с втулкой соединения ротора турбины высокого давления и внешнего вала, обеспечить более компактную турбинную секцию, а также снизить ее вес и потребление топлива. 19 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям и может найти применение в конструкциях узлов соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины. Узел соединения вала трансмиссии и вала ротора силовой турбины содержит кольцевой переходник, установленный концентрично при помощи шлицевого соединения на валу ротора силовой турбины и сопряженный через упругую муфту с валом трансмиссии. На валу ротора силовой турбины размещены радиальные опоры, а внутри указанного вала установлена переходная втулка, контактирующая посредством наружных кольцевых буртов на ее концевых частях с его внутренней поверхностью. На внутренней поверхности переходной втулки выполнена кольцевая сферическая проточка, которая сопряжена с наружной сферической поверхностью втулки, установленной на валу трансмиссии. Кольцевая сферическая проточка расположена в плоскости, максимально приближенной в осевом направлении к плоскости расположения на валу ротора одной из его радиальных опор. На конце переходной втулки, со стороны ротора силовой турбины, закреплена заглушка, сопряженная с валом трансмиссии. Изобретение позволяет уменьшить взаимное динамическое влияния валов ротора силовой турбины и трансмиссии в процессе работы двигателя. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх