Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата газотурбинного двигателя (гтд) и откачивающий насос маслоагрегата гтд, работающий этим способом (варианты), ведущее колесо откачивающего насоса маслоагрегата гтд, ведомое колесо откачивающего насоса маслоагрегата гтд

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Смонтированный в корпусе маслоагрегата откачивающий насос устанавливают на крышке КДА в зоне стока отработанного масла. Откачивающий насос содержит шестеренный рабочий орган, который включает установленные на параллельных валах два колеса, наделяя каждое с подпятниками. Ведущий вал сообщен по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии. На ведомом валу устанавливают ведущее колесо, передающее энергию вращения ведомому, установленному на ведущем валу. Фронтальные подпятники устанавливают в нижнем корпусе, а тыльные - в среднем корпусе маслоагрегата. Подпятники наделяют каждый входным и выходным каналами, формирующими совместно шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта насоса. Расстояние между валами принимают необходимым и достаточным для обеспечения максимального взаимного зацепления зубьев шестеренных колес. В способе работы откачивающего насоса масло через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих шестеренных колес по откачивающей магистрали масло под более высоким давлением через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата подают в маслобак двигателя на очистку и охлаждение. Вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов, определяемом половиной угла, образованного радиусами колес от заходной точки взаимного пересечения условных цилиндрических поверхностей, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов до выходной точки пересечения условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестерен, составляющем угловой сектор αв.о.н.. Угловой сектор последующего разряжения βр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в повышении КПД, ресурса и надежности работы откачивающего насоса маслоагрегата. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения, а именно к конструкциям и способам работы откачивающих насосов в составе маслоагрегата системы смазки нагруженных узлов газотурбинных двигателей авиационного типа, используемых в нефтегазовой и энергетической промышленности.

Из существующего уровня техники известен способ работы шестеренного насоса, содержащего несколько совместно установленных в едином корпусе маслоагрегата параллельно работающих секций, состоящих из пары находящихся в зацеплении шестерен, установленных на двух общих валах, один из которых ведущий (М.М. Бич, Е.В. Вейнберг, Д.Н. Сурнов. Смазка авиационных газотурбинных двигателей. Москва, Машиностроение, 1979 г., с. 97, рис. 4.51).

Известен способ работы шестеренного насоса, включающий блок подпятников, прижатых к торцевых поверхностям шестерен. Подпятники выполнены каждый в виде в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами (М.Т. Башта. Объемные насосы и гидравлические двигатели гидросистем. Москва, Машиностроение, 1974 г., рис. 128).

Известен способ работы шестеренного насоса содержащий корпус, размещенные в нем шестерни, одна из которых соединена с соосным ей приводным валом, индивидуальные каналы подвода рабочей жидкости к шестерням и магистрали для соединения этих каналов с межзубовыми впадинами шестерен. Магистрали для соединения каналов подвода рабочей жидкости с межзубовыми впадинами шестерен выполнены внутри подпятников, установленных по обеим сторонам шестерен. Одна из пар подпятников подпружинена в сторону шестерен (RU 2456476 С1, опубл. 20.07.2012).

К недостаткам известных решений относятся недостаточная проработанность шестеренного насоса маслоагрегата системы смазки маслом нагруженных узлов двигателя, повышенные сложность конструкции, материалоемкость, относительно невысокая эффективность, надежность и долговечность работы маслоагрегата и обусловленные конструктивными решениями невысокие гидродинамические характеристики, что приводит к повышенному износу трущихся деталей рабочих узлов и снижению надежности работы и КПД насоса в процессе эксплуатации двигателя.

Задача, решаемая группой изобретений, заключается в улучшении гидродинамических и энергетических характеристик откачивающего насоса маслоагрегата стационарного газотурбинного двигателя авиационного типа в составе газоперекачивающих агрегатов для транспортировки газа или газотурбинной электростанции, повышении КПД, надежности и долговечности работы насоса при снижении материала- и трудоемкости изготовления и энергозатрат на работу маслоагрегата, связанную в откачкой отработанного масла из коробки приводов агрегатов (КПА) и доставкой очищенного и охлажденного масла в узлы смазки нагруженных шестерен КПА.

Поставленная задача решается тем, что в способе работы откачивающего насоса маслоагрегата (МА) двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя (ГТД) газотурбинной установки (ГТУ) газоперекачивающего агрегата (ГПА), имеющего валы ротора высокого давления (РВД) и ротора низкого давления (РНД) с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА), установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос (ОН), связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, согласно изобретению, откачивающий насос монтируют в корпусе маслоагрегата в нижней части крышки КПА в зоне стока отработанного масла, которое подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса, содержащий два шестеренных рабочих колеса, которые устанавливают на двух параллельных валах, наделяя каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, и после прохождения через рабочий орган ОН по откачивающей магистрали под более высоким давлением подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя, при этом один из валов выполнен ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя, а второй вал выполнен ведомым, на котором устанавливают ведущее шестеренное колесо, передающее энергию вращения ведомому, установленному на ведущем валу, причем каждое из шестеренных колес выполнено имеющим зубчатый венец и диск с ободом, полотном и ступицей, а фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес выполняют в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами, и устанавливают в нижнем корпусе маслоагрегата, при этом ступицу ведущего шестеренного колеса наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса, а расстояние между валами принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,45÷0,61) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н.; кроме того входной канал фронтального подпятника ведущего колеса ОН выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп, определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,37÷3,04) [рад], а входной канал фронтального подпятника ведомого колеса выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп, определенном в диапазоне значений β2вх.фп=(2,18÷2,79) [рад], и в зоне примыкания к ответному подпятнику другого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес.

При этом шестеренные колеса могут выполнять в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на оба шестеренных колеса ведущее и ведомое, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес, а пара колес работает как шестеренный рабочий орган насоса, снабжаемый откачиваемой средой, поступающей через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата в маслобак.

Осевую ширину зубьев зубчатых венцов могут принимать одинаковой для каждого венца шестеренных колес, составляющей не менее ширины обода шестеренных колес, а зона экспонирования и взаимодействия зубьев ведущего и ведомого колес выполнена ограниченной в угловом секторе ψ, определенном в диапазоне значений ψ.=(0,91÷1,33) [рад].

Выходной канал фронтального подпятника ведущего колеса могут выполнять симметричным относительно выходного канала подпятника ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β3вых.фп, определенном в диапазоне значений β3вых.фп=(0,77÷1,1) [рад].

Фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес ОН могут фиксировать от проворота не менее чем одним общим штифтом.

Тыльные подпятники ведущего и ведомого колес могут выполнять в виде дисков, наделенных каждый дуговым маслоудерживающим входным и выходным каналами, и устанавливают в среднем корпусе маслоагрегата, при этом выходной канал тыльного подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала ведомого колеса и в зоне примыкания к ответному выходному подпятнику ведомого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес, при этом фиксируют подпятники от проворота не менее чем одним общим штифтом, кроме того каждый тыльный подпятник ведущего и ведомого колес подпружинен от осевых смещений не менее чем тремя пружинами.

Поставленная задача в части откачивающего насоса маслоагрегата решается тем, что откачивающий насос маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и КПА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, согласно изобретению, выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак описанным выше способом.

Поставленная задача в части способа работы откачивающего насоса маслоагрегата по второму варианту решается тем, что в способе работы откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами, КПА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, согласно изобретению, откачивающий насос монтируют в корпусе маслоагрегата в нижней части крышки КПА в зоне стока отработанного масла, которое подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса, содержащий два шестеренных рабочих колеса, которые устанавливают на двух параллельных валах, наделяя каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, и после прохождения через рабочий орган ОН по откачивающей магистрали под более высоким давлением подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя, при этом один из валов выполнен ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя, а второй вал выполнен ведомым, на котором устанавливают ведущее шестеренное колесо, передающее энергию вращения ведомому, установленному на ведущем валу, причем каждое из шестеренных колес выполнено имеющим зубчатый венец и диск с ободом, полотном и ступицей, а фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес выполняют в виде дисков, наделенных каждый входным и выходным каналами, и устанавливают в нижнем корпусе маслоагрегата, при этом ступицу ведущего шестеренного колеса наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса, а расстояние между валами ОН принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,45÷0,61) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н.; при этом тыльные подпятники каждого колеса выполняют в виде дисков, наделенных каждый входным и выходным каналами, и устанавливают в среднем корпусе маслоагрегата, причем входной канал тыльного подпятника каждого колеса ОН выполняют в виде дугового несквозного проема, имеющего внутреннюю стенку и маслоудерживающую донную площадку, закрученного в направлении вращения соответствующего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к вектору ввода перекачиваемого масла в насос, и ограниченного в угловом секторе β4вх.тп определенном в диапазоне значений β4вх.тп=(2,43÷3,21) [рад]; выходной канал тыльного подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β5вых.тп, определенном в диапазоне значений β5вых.тп=(0,77÷1,1) [рад] и в зоне примыкания к ответному выходному подпятнику ведомого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес, при этом зафиксированы подпятники от проворота не менее чем одним общим штифтом.

При этом шестеренные колеса могут выполнять в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на оба шестеренных колеса ведущее и ведомое, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес, а пара колес работает как шестеренный рабочий орган насоса, снабжаемый откачиваемой средой, поступающей через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата в маслобак.

Осевую ширину зубьев зубчатых венцов могут принимать одинаковой для каждого венца шестеренных колес, составляющей не менее ширины обода шестеренных колес, а зона экспонирования и взаимодействия зубьев ведущего и ведомого колес выполнена ограниченной в угловом секторе ψ, определенном в диапазоне значений ψ.=(0,91÷1,33) [рад].

Входной канал фронтального подпятника ведущего колеса ОН могут выполнять в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп, определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,37÷3,04) [рад], а входной канал фронтального подпятника ведомого колеса выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп, определенном в диапазоне значений β2вх.фп=(2,18÷2,79) [рад], и в зоне примыкания к ответному подпятнику другого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес, а выходной канал фронтального подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала подпятника ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β3вых.фп, определенном в диапазоне значений β3вых.фп=(0,77÷1,1) [рад], причем фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом.

Поставленная задача в части откачивающего насоса маслоагрегата по второму варианту решается тем, что откачивающий насос маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и ЮТА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, согласно изобретению, выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак описанным выше способом.

Поставленная задача в части ведущего шестеренного колеса откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА решается тем что, согласно изобретению, ведущее колесо выполняет в насосе функцию шестеренного звена рабочего органа откачивающего насоса и содержит зубчатый венец с диском, имеющем обод, полотно и ступицу, совмещенную с полотном диска, при этом зубчатый венец выполнен с прямыми зубьями с эвольвентной конфигурацией стенок и размещенными на ободе диска колеса с угловой частотой γз, определенной в диапазоне γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем осевая ширина зубьев принята практически совпадающей с осевой шириной обода диска, а полотно диска выполнено с осевой шириной, минимально меньшей ширины обода на величину, достаточную для исключения фрикционного взаимодействия полотна и ступицы с поверхностью, по меньшей мере, фронтального подпятника колеса, при этом ступицу ведущего колеса наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами с угловой частотой γшл., определенной в диапазоне значений γшл.=(1,59÷2,39) [ед/рад], обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса, и выполняют односторонне развитой в осевом направлении с выходом за ширину полотна диска, в том числе на длину, необходимую и достаточную для конгруэнтной посадки другой части осевой длины ступицы, свободной от шлицов, на посадочное место ведомого вала маслоагрегата в зоне расположения Шестеренного рабочего органа откачивающего насоса в среднем корпусе маслоагрегата, а также с возможностью устойчивого рабочего вращения с фиксацией подпятниками от осевых смещений.

При этом центральное отверстие ступицы диска ведущего колеса на осевой длине ступицы, свободной от шлицов, могут выполнять с диаметром, превышающем диаметр шлицевого участка в свету на величину, достаточную для образования посадочного места для конгруэнтной посадки на ведомый вал ОН.

Объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце ведущего колеса смежными стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца шестерни, может составлять ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца ведущего колеса Ψ=ΔVвп.он/ΣΔVон=(7,14÷12,5)10-2 [ед].

Поставленная задача в части ведомого шестеренного колеса откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА решается тем что, согласно изобретению, ведомое колесо выполняет в насосе функцию шестеренного звена рабочего органа и содержит зубчатый венец с диском, имеющем обод, полотно и ступицу, при этом зубчатый венец наделен прямыми зубьями с эвольвентной конфигурацией стенок и размещенными на ободе диска колеса с угловой частотой γз, определенной в диапазоне γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], при этом осевая ширина зубьев принята практически совпадающей с осевой шириной обода, а полотно диска выполнено с осевой шириной, совпадающей с шириной ступицы и двусторонней минимально меньшей ширины обода на величину, достаточную для исключения фрикционного взаимодействия полотна и ступицы с поверхностью фронтального и тыльного съемных подпятников колеса, причем ступица диска выполнена с центральным осевым отверстием, диаметр которого выполнен необходимым и достаточным для конгруэнтной посадки с возможностью минимального углового проскальзывания на ведущий вал маслоагрегата в зоне расположения рабочего органа ОН в среднем корпусе маслоагрегата, а также с возможностью рабочего вращения фиксацией подпятниками от осевых смещений.

При этом объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце ведомого колеса смежными стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, может составлять (0,62±7%) от суммарного объема повторяющейся элементарной объемной части зубчатого венца, образованной суммой объемов зуба и впадины указанного венца.

Технический результат, достигаемый группой изобретений, объединенных единым творческим замыслом, состоит в разработке способа работы откачивающего насоса маслоагрегата на всех режимах работы двигателя с улучшенными конструктивными и эксплуатационными характеристиками шестеренных рабочих колес, перекрытых с торцов фронтальными и тыльными подпятниками для ограждения зубчатых венцов колес, наделенных входным и выходным каналами, и формирующих совместно с соответствующим шестеренным колесом последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, обеспечивая тем самым повышение КПД, ресурса и надежности работы откачивающего насоса и маслоагрегата двигателя в целом в составе газоперекачивающих агрегатов для транспортировки газа или газотурбинной электростанции.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 изображен маслоагрегат, продольный разрез;

на фиг. 2 - нижний корпус маслоагрегата с посадочным местом под подпятники шестеренных колес входного узла откачивающего насоса, вид по А-А на фиг. 1;

на фиг. 3 - фронтальные подпятники взаимодействующих ведущего и ведомого шестеренных колес откачивающего насоса, вид сверху;

на фиг. 4 - вид по Б-Б на фиг. 1, поперечный разрез.

на фиг. 5 - тыльные подпятники взаимодействующих ведущего и ведомого шестеренных колес откачивающего насоса, вид сверху;

на фиг. 6 - ведущее шестеренное колесо откачивающего насоса, поперечный разрез;

на фиг. 7 - ведомое шестеренное колесо откачивающего насоса, поперечный разрез;

Газотурбинный двигатель ГТУ ГПА выполнен двухвальным двухконтурным. ГТД включает валы РВД и РНД с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА) и маслоагрегат 1. Маслоагрегат (фиг. 1) установлен на крышке КПА, включает откачивающий насос ОН-2, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя. Откачивающий насос смонтирован в корпусе 3 маслоагрегата в нижней части крышки КПА в зоне стока отработанного масла.

В способе работы откачивающего насоса маслоагрегата отработанное масло подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган ОН-2. После прохождения через рабочий орган насоса по откачивающей магистрали под более высоким давлением масло подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя.

Рабочий орган ОН-2 содержит два шестеренных колеса 4 и 5, которые устанавливают на двух параллельных валах 6 и 7 соответственно. Вал 6 выполнен ведущим и сообщен по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя. Вал 7 выполнен ведомым. На валу 7 устанавливают ведущее шестеренное колесо 4, передающее энергию вращения ведомому шестеренному колесу 5, которое установлено на ведущем валу 6.

Шестеренные колеса 4 и 5 наделяют каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН. Ведущее шестеренное колесо 4 включает диск 8 с ободом, полотном и ступицей и зубчатый венец 9. Ведущее колесо 4 наделяют с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками 10 и 11 соответственно. Ведомое шестеренное колесо 5 включает диск 12 с ободом, полотном и ступицей и зубчатый венец 13. Ведомое колесо 4 также наделяют с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками 14 и 15 соответственно. Ступицу 16 ведущего колеса 4 наделяют центральным осевым посадочным отверстием 17, который на части осевой длины снабжен внутренними шлицами 18, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от ведомого вала 7 насоса. Шлицы 18 выполнены с угловой частотой γшл., определенной в диапазоне значений γшл.=(1,59÷2,39) [ед/рад].

Расстояние между валами 6 и 7 ОН-2 принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов 9 и 13 ведущего и ведомого колес 4 и 5. Зубчатые венцы 9 и 13 колес выполнены с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад]. Осевую ширину зубьев зубчатых венцов 9, 13 шестеренных колес 4, 5 принимают одинаковой для каждого венца, составляющей не менее ширины обода соответствующего диска 5, 12 колес. Зона экспонирования и взаимодействия зубьев ведущего и ведомого колес выполнена ограниченной в угловом секторе ψ, определенном в диапазоне значений ψ.=(0,91÷1,33) [рад]. Вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес 4, 5 производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов 9, 13 колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,45÷0,61) [рад]. Угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н..

В способе работы откачивающего насоса маслоагрегата по первому варианту фронтальные подпятники 10 и 14 ведущего и ведомого колес 4 и 5 (фиг. 3) выполняют в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами. Подпятники 10 и 14 устанавливают в нижнем корпусе 19 маслоагрегата (фиг. 2). Входной канал 20 фронтального подпятника 10 ведущего колеса 4 выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп, определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,37÷3,04) [рад]. Входной канал 21 фронтального подпятника 14 ведомого колеса 5 выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп, определенном в диапазоне значений β2вх.фп=(2,18÷2,79) [рад]. Оба фронтальных подпятника 10 и 14 в зоне примыкания друг к другу наделяют ответными лысками 22 в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов 9, 13 шестеренных колес 4, 5. Выходной канал 23 фронтального подпятника 10 ведущего колеса 4 выполняют симметричным относительно выходного канала 24 подпятника 14 ведомого колеса 5. Выходные каналы 23, 24 каждого подпятника 10, 14 выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β3вых.фп, определенном в диапазоне значений β3вых.фп=(0,77÷1,1) [рад]. При этом фронтальные подпятники 10, 14 ведущего и ведомого колес 4 и 5 фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом 25.

В способе работы откачивающего насоса маслоагрегата по второму варианту тыльные подпятники 11 и 15 ведущего и ведомого колес 4 и 5 (фиг. 4) выполняют в виде дисков, которые наделяют каждый входным и выходным каналами 26 и 27. Тыльные подпятники 11 и 15 устанавливают в среднем корпусе 28 маслоагрегата. Входной канал 26 тыльных подпятников 11, 15 шестеренных колес выполняют в виде дугового несквозного проема, имеющего внутреннюю стенку и маслоудерживающую донную площадку, закрученного в направлении вращения соответствующего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к вектору ввода перекачиваемого масла в насос, и ограниченного в угловом секторе β4вх.тп, определенном в диапазоне значений β4вх.тп=(2,43÷3,21) [рад]. Выходной канал 27 тыльного подпятника 11 ведущего колеса 4 выполняют симметричным относительно выходного канала подпятника 15 ведомого колеса 5. Выходные каналы 27 каждого подпятника 11, 15 выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β5вых.тп, определенном в диапазоне значений β5вых.тп=(0,77÷1,1) [рад]. Оба подпятника 11, 15 в зоне примыкания друг к другу наделяют ответными лысками 29 в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов 9, 13 шестеренных колес 4, 5. Фиксируют подпятники 11, 15 от проворота не менее чем одним общим штифтом 30. Каждый тыльный подпятник 11, 15 ведущего и ведомого колес подпружинен от осевых смещений не менее чем тремя пружинами 31.

Шестеренные колеса выполняют в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на оба шестеренных колеса 4 и 5 ведущее и ведомое, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов 9, 13 ведущего и ведомого колес 4 и 5. Пара колес работает как шестеренный рабочий орган насоса, снабжаемый откачиваемой средой, поступающей через входное отверстие 32 в нижнем корпусе 19 маслоагрегата (фиг. 2) и далее по внутреннему каналу 33 с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов 9, 13 шестеренных колес 4, 5 через выходной канал 34 в среднем корпусе 28 маслоагрегата в маслобак (фиг. 4).

Откачивающий насос маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и КПА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос ОН-2, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак описанными выше способами.

Ведущее шестеренное колесо 4 (фиг. 6) откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА включает диск 8 с ободом 35, полотном 36 и ступицей 16, совмещенной с полотном 36 диска, а также зубчатый венец 9. Зубчатый венец 9 колеса 4 выполнен с прямыми зубьями с эвольвентной конфигурацией стенок и размещенными на ободе 35 диска 8 колеса с угловой частотой γз, определенной в диапазоне γз=(1,27÷2,23) [ед/рад]. Осевая ширина зубьев принята практически совпадающей с осевой шириной обода 35 диска 8. Полотно 36 диска 8 выполнено с осевой шириной, минимально меньшей ширины обода 35 на величину, достаточную для исключения фрикционного взаимодействия полотна 36 диска и ступицы 16 с поверхностью, по меньшей мере, фронтального подпятника 10 колеса. Ступицу 16 ведущего колеса 4 наделяют центральным осевым посадочным отверстием 17, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами 18, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от ведомого вала 7 насоса. Шлицы 18 выполнены с угловой частотой γшл., определенной в диапазоне значений γшл.=(1,59÷2,39) [ед/рад]. Кроме того ступицу 16 выполняют односторонне развитой в осевом направлении с выходом за ширину полотна 36 диска 8, в том числе на длину, необходимую и достаточную для конгруэнтной посадки другой части осевой длины ступицы 16, свободной от шлицов 18, на посадочное место ведомого вала 7 маслоагрегата в зоне расположения рабочего органа ОН-2 в среднем корпусе 28 маслоагрегата, а также с возможностью устойчивого рабочего вращения с фиксацией подпятниками 10, 11 от осевых смещений.

При этом объем ΔVв.он он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце 9 ведущего колеса 4 смежными стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца шестерни, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца ведущего колеса

Ψ=ΔVвп.он/ΣΔVон=(7,14÷12,5)⋅10-2 [ед].

Ведомое шестеренное колесо 5 (фиг. 6) откачивающего насоса маслоагрегата ГТД включает диск 12 с ободом 37, полотном 38 и ступицей 39 и зубчатый венец 13. Зубчатый венец 13 наделен прямыми зубьями с эвольвентной конфигурацией стенок и размещенными на ободе диска колеса с угловой частотой γз, определенной в диапазоне γз=(1,27÷2,23) [ед/рад]. Осевая ширина зубьев зубчатого венца 13 принята практически совпадающей с осевой шириной обода 37 диска. Полотно 38 диска выполнено с осевой шириной, совпадающей с шириной ступицы 39 и двусторонней минимально меньшей ширины обода 37 на величину, достаточную для исключения фрикционного взаимодействия полотна и ступицы с поверхностью подпятников 14, 15 колеса. Ступица 39 диска 12 выполнена с центральным осевым отверстием 40, диаметр которого выполнен необходимым и достаточным для конгруэнтной посадки с возможностью минимального углового проскальзывания на ведущий вал 6 маслоагрегата в зоне расположения рабочего органа ОН в среднем корпусе 28 маслоагрегата, а также с возможностью рабочего вращения фиксацией подпятниками 14, 15 от осевых смещений.

При этом объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце 13 ведомого колеса 5 смежными стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, составляет (0,62±7%) от суммарного объема повторяющейся элементарной объемной части зубчатого венца, образованной суммой объемов зуба и впадины указанного венца.

Работает откачивающий насос следующим образом.

Откачивающий насос ОН-2 выполняет возврат отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак. Процесс откачки масла из КПА осуществляют, подавая на ведущее и ведомое шестеренные колеса 4 и 5 соответственно рабочего органа насоса крутящий момент от источника энергии - стартера или РВД через ведущий вал 6 маслоагрегата. Шестеренные колеса 4 и 5 снабжены с торцов фронтальными и тыльными подпятниками, обеспечивающими торцевое ограждение зубчатых венцов 9 и 13 колес рабочего органа. Откачиваемое масло подают из КПА в рабочий орган ОН через входное отверстие 32 в полость 41 нижнего корпуса 19 маслоагрегата под минимально необходимым избыточным давлением. По внутреннему каналу 33 через входные каналы 20, 21 фронтальных подпятников 10, 14 масло поступает в межзубные впадины зубчатых венцов 9, 13 колес 4 и 5. При прохождении вращающимися колесами 4, 5 рабочего органа насоса зоны всасывания масла, через входные каналы 20, 21 фронтальных подпятников 10, 14 происходит наполнение маслом межзубных впадин зубчатых венцов колес и последующее удержание откачиваемого масла в межзубных впадинах, перекрытых с торцов стенками подпятников, и в процессе переноса масла в зону выдавливания на выход насоса. Производят объемное вытеснение масла из каждой межзубной впадины взаимодействующих зубчатых венцов 9, 13 колес 4, 5, осуществляемое в угловом секторе поворота зубчатых венцов 9 и 13, составляющем αв.о.н.=0,52 [рад]. А освобождаемые межзубные впадины зубчатых венцов при продолжении поворота колес попадают в зону последующего разряжения в угловом секторе αр.о.н., который в освобожденной от перекачиваемой среды в межзубной впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н., и повторяется процесс заполнения межзубных впадин новыми порциями откачиваемого масла. Откачанное масло, получившее при вытеснении из межзубных впадин зубчатых венцов 9, 13 колес более высокое давление, через выходные каналы 23, 24 и 27 подпятников и выходной канал 34 в среднем корпусе 28 маслоагрегата по откачивающей магистрали подают на очистку и охлаждение в маслобак масляной системы двигателя, а затем на рециркуляцию.

Предлагаемая в изобретении частота и конфигурация зубьев и впадин в зубчатых венцах рабочих колес, перекрытых с торцов фронтальным и тыльным подпятниками, наделенными входным и выходным каналами, формирующими совместно с соответствующим шестеренным колесом последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, и взаимное удаление осей ведущего и ведомого колес 4, 5 в шестеренном рабочем органе насоса обеспечивает оптимальное вытеснение перекачиваемой среды из каждой межзубной впадины каждого из взаимодействующих шестеренных колес в ОН-2 и повышает плавность работы и увеличение ресурса насоса при одновременном снижении материалоемкости и габаритов узлов маслоагрегата в целом. Указанный технический результат достигается также при выполнении входных и выходных каналов подпятников и каналов экспонирования взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес, как в режиме выдавливания перекачиваемой среды, так и в режиме последующего разрежения в межзубных впадинах при последующем выходе из них зубьев оппозитных зубчатых венцов с заявленными угловыми параметрами αвон, αрон, входных и выходных каналов подпятников βвх, βвых, принимаемых в пределах найденных в изобретении диапазонов значений. Выход принимаемых значений параметров элементов рабочего органа насоса за пределы найденных в группе изобретений в ту или иную сторону приводит к резкому ухудшению одной или группы составляющих совокупный технический результат, включая резкое снижение КПД, ресурса, энергоемкости на единицу откачиваемой среды, материало- и трудоемкости изготовления откачивающего насоса и маслоагрегата в целом. Так уменьшение значения угла βвх ниже нижнего предела найденного в группе изобретений диапазона приведет при прочих равных условиях к уменьшению объема наполнения межзубных впадин и как следствие к снижению производительности и КПД при сопоставимых с требуемыми в изобретении скоростями вращения рабочих колес и необходимых для этого энергозатрат, либо потребует повышенных затрат энергии, износа рабочих органов и приведет к снижению ресурса ОН и маслоагрегата. Увеличение принимаемого угла βвх свыше верхнего предела найденного в группе изобретений оптимального диапазона значений заведомо приведет к снижению производительности по количеству нагнетаемой среды к нагруженным узлам двигателя, к неоправданному увеличению эксплуатационной энергоемкости и снижению ресурса насоса и маслоагрегата в целом. Аналогично выход за границы найденных диапазонов значений других упомянутых в связанной единым творческим замыслом группе изобретений угловых и частотных параметров узлов, элементов и деталей нагнетающего насоса приведет к резкой разбалансировке конструктивного решения и работы, найденной взаимно согласованной конструктивной композиции.

1. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата (МА) двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя (ГТД) газотурбинной установки (ГТУ) газоперекачивающего агрегата (ГПА), имеющего валы ротора высокого давления (РВД) и ротора низкого давления (РНД) с опорами, коробку приводов агрегатов (КПА), установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос (ОН), связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, характеризующийся тем, что откачивающий насос монтируют в корпусе маслоагрегата в нижней части крышки КПА в зоне стока отработанного масла, которое подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса, содержащий два шестеренных рабочих колеса, которые устанавливают на двух параллельных валах, наделяя каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, и после прохождения через рабочий орган ОН по откачивающей магистрали под более высоким давлением подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя, при этом один из валов выполнен ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии - стартером и/или валом РВД двигателя, а второй вал выполнен ведомым, на котором устанавливают ведущее шестеренное колесо, передающее энергию вращения ведомому, установленному на ведущем валу, причем каждое из шестеренных колес выполнено имеющим зубчатый венец и диск с ободом, полотном и ступицей, а фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес выполняют в виде дисков, наделенных входными и выходными каналами, и устанавливают в нижнем корпусе маслоагрегата, при этом ступицу ведущего шестеренного колеса наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса, а расстояние между валами принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,45÷0,61) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н.; кроме того, входной канал фронтального подпятника ведущего колеса ОН выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп, определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,37÷3,04) [рад], а входной канал фронтального подпятника ведомого колеса выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп, определенном в диапазоне значений β2вх.фп=(2,18÷2,79) [рад], и в зоне примыкания к ответному подпятнику другого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес.

2. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 1, отличающийся тем, что шестеренные колеса выполняют в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на оба шестеренных колеса, ведущее и ведомое, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес, а пара колес работает как шестеренный рабочий орган насоса, снабжаемый откачиваемой средой, поступающей через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата в маслобак.

3. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 1, отличающийся тем, что осевую ширину зубьев зубчатых венцов принимают одинаковой для каждого венца шестеренных колес, составляющей не менее ширины обода шестеренных колес, а зона экспонирования и взаимодействия зубьев ведущего и ведомого колес выполнена ограниченной в угловом секторе ψ, определенном в диапазоне значений ψ.=(0,91÷1,33) [рад].

4. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 1, отличающийся тем, что выходной канал фронтального подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала подпятника ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β3вых.фп, определенном в диапазоне значений β3вых.фп=(0,77÷1,1) [рад].

5. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 1, отличающийся тем, что фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес ОН фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом.

6. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 1, отличающийся тем, что тыльные подпятники ведущего и ведомого колес выполняют в виде дисков, наделенных каждый дуговым маслоудерживающим входным и выходным каналами, и устанавливают в среднем корпусе маслоагрегата, при этом выходной канал тыльного подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала ведомого колеса и в зоне примыкания к ответному выходному подпятнику ведомого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес, при этом фиксируют подпятники от проворота не менее чем одним общим штифтом, кроме того, каждый тыльный подпятник ведущего и ведомого колес подпружинен от осевых смещений не менее чем тремя пружинами.

7. Откачивающий насос маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и КПА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак способом по любому из пп. 1-6.

8. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами, КПА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, характеризующийся тем, что откачивающий насос монтируют в корпусе маслоагрегата в нижней части крышки КПА в зоне стока отработанного масла, которое подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса, содержащий два шестеренных рабочих колеса, которые устанавливают на двух параллельных валах, наделяя каждое с торцов фронтальным и тыльным съемными подпятниками, формирующих совместно с соответствующими шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта рабочего органа ОН, и после прохождения через рабочий орган ОН по откачивающей магистрали под более высоким давлением подают на очистку, охлаждение и рециркуляцию в маслобак масляной системы двигателя, при этом один из валов выполнен ведущим, сообщенным по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии -стартером и/или валом РВД двигателя, а второй вал выполнен ведомым, на котором устанавливают ведущее шестеренное колесо, передающее энергию вращения ведомому, установленному на ведущем валу, причем каждое из шестеренных колес выполнено имеющим зубчатый венец и диск с ободом, полотном и ступицей, а фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес выполняют в виде дисков, наделенных каждый входным и выходным каналами, и устанавливают в нижнем корпусе маслоагрегата, при этом ступицу ведущего шестеренного колеса наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами, обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса, а расстояние между валами ОН принимают необходимым и достаточным для обеспечения возможности максимального взаимного зацепления зубьев зубчатых венцов ведущего и ведомого шестеренных колес, выполненных с угловой частотой зубьев γз, определенной в диапазоне значений γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих шестеренных колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов колес, определяемом половиной центрального угла, образованного точками пересечения условных цилиндрических поверхностей, соосных с осями соответствующих колес, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов от заходной до выходной точки пересечения указанных условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестеренных колес, составляющего αв.о.н., определенный в диапазоне значений αв.о.н.=(0,45÷0,61) [рад], а угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения αр.о.н.в.о.н.; при этом тыльные подпятники каждого колеса выполняют в виде дисков, наделенных каждый входным и выходным каналами, и устанавливают в среднем корпусе маслоагрегата, причем входной канал тыльного подпятника каждого колеса ОН выполняют в виде дугового несквозного проема, имеющего внутреннюю стенку и маслоудерживающую донную площадку, закрученного в направлении вращения соответствующего колеса в проекции на условную плоскость, нормальную к вектору ввода перекачиваемого масла в насос, и ограниченного в угловом секторе β4вх.тп, определенном в диапазоне значений β4вх.тп=(2,43÷3,21) [рад]; выходной канал тыльного подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β5вых.тп, определенном в диапазоне значений β5вых.тп =(0,77÷1,1) [рад] и в зоне примыкания к ответному выходному подпятнику ведомого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес, при этом фиксируют подпятники от проворота не менее чем одним общим штифтом.

9. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 8, отличающийся тем, что шестеренные колеса выполняют в насосе две функции: функцию передачи от источника энергии - стартера или РВД крутящего момента на оба шестеренных колеса, ведущее и ведомое, и функцию шестеренного звена объемного вытеснения перекачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов ведущего и ведомого колес, а пара колес работает как шестеренный рабочий орган насоса, снабжаемый откачиваемой средой, поступающей через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих зубчатых венцов шестеренных колес через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата в маслобак.

10. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 8, отличающийся тем, что осевую ширину зубьев зубчатых венцов принимают одинаковой для каждого венца шестеренных колес, составляющей не менее ширины обода шестеренных колес, а зона экспонирования и взаимодействия зубьев ведущего и ведомого колес выполнена ограниченной в угловом секторе ψ, определенном в диапазоне значений ψ.=(0,91÷1,33) [рад].

11. Способ работы откачивающего насоса маслоагрегата по п. 8, отличающийся тем, что входной канал фронтального подпятника ведущего колеса ОН выполняют в виде сквозного радиально-дугового проема, ограниченного в угловом секторе β1вх.фп определенном в диапазоне значений β1вх.фп=(2,37÷3,04) [рад], а входной канал фронтального подпятника ведомого колеса выполняют с частично несквозным радиально-дуговым проемом, ограниченным в угловом секторе β2вх.фп, определенном в диапазоне значений β2вх.фп =(2,18÷2,79) [рад], и в зоне примыкания к ответному подпятнику другого колеса оба подпятника наделяют ответными лысками в виде сегментного среза с радиальной высотой на половину высоты взаимодействующих зубьев зубчатых венцов шестеренных колес, а выходной канал фронтального подпятника ведущего колеса выполняют симметричным относительно выходного канала подпятника ведомого колеса, при этом выходные каналы каждого подпятника выполняют в виде несквозного в осевом направлении проема, ограниченного в угловом секторе β3вых.фп, определенном в диапазоне значений β3вых.фп=(0,77÷1,1) [рад], причем фронтальные подпятники ведущего и ведомого колес фиксируют от проворота не менее чем одним общим штифтом.

12. Откачивающий насос маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, имеющего валы РВД и РНД с опорами и КПА, установленный на крышке КПА маслоагрегат, включающий откачивающий насос, связанный магистралями подачи и отвода масла с маслобаком и фильтром тонкой очистки маслосистемы двигателя, характеризующийся тем, что выполнен с возможностью откачивания отработанного масла из масляной полости КПА в маслобак способом по любому из пп. 8-11.

13. Ведущее шестеренное колесо откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, характеризующееся тем, что выполняет в насосе функцию шестеренного звена рабочего органа откачивающего насоса и содержит зубчатый венец с диском, имеющим обод, полотно и ступицу, совмещенную с полотном диска, при этом зубчатый венец выполнен с прямыми зубьями с эвольвентной конфигурацией стенок и размещенными на ободе диска колеса с угловой частотой γз, определенной в диапазоне γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], причем осевая ширина зубьев принята практически совпадающей с осевой шириной обода диска, а полотно диска выполнено с осевой шириной, минимально меньшей ширины обода на величину, достаточную для исключения фрикционного взаимодействия полотна и ступицы с поверхностью, по меньшей мере, фронтального подпятника колеса, при этом ступицу ведущего колеса наделяют центральным осевым посадочным отверстием, снабженным на части осевой длины внутренними шлицами с угловой частотой γшл., определенной в диапазоне значений γшл.=(1,59÷2,39) [ед/рад], обеспечивающими шлицевую передачу крутящего момента от соответствующего вала насоса, и выполняют односторонне развитой в осевом направлении с выходом за ширину полотна диска, в том числе на длину, необходимую и достаточную для конгруэнтной посадки другой части осевой длины ступицы, свободной от шлицов, на посадочное место ведомого вала маслоагрегата в зоне расположения шестеренного рабочего органа откачивающего насоса в среднем корпусе маслоагрегата, а также с возможностью устойчивого рабочего вращения с фиксацией подпятниками от осевых смещений.

14. Ведущее шестеренное колесо откачивающего насоса маслоагрегата по п. 13, отличающееся тем, что центральное отверстие ступицы диска ведущего колеса на осевой длине ступицы, свободной от шлицов, выполняют с диаметром, превышающим диаметр шлицевого участка в свету на величину, достаточную для образования посадочного места для конгруэнтной посадки на ведомый вал ОН.

15. Ведущее шестеренное колесо откачивающего насоса маслоагрегата по п. 13, отличающееся тем, что объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце ведущего колеса смежными боковыми стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца шестерни, составляет ψ-тую часть от суммарного объема полного количества межзубных впадин зубчатого венца ведущего колеса Ψ=ΔVвп.он/ΣΔVон=(7,14÷12,5)⋅10-2 [ед].

16. Ведомое шестеренное рабочее колесо откачивающего насоса маслоагрегата двухвального двухконтурного газотурбинного двигателя ГТУ ГПА, характеризующееся тем, что выполняет в насосе функцию шестеренного звена рабочего органа и содержит зубчатый венец с диском, имеющим обод, полотно и ступицу, при этом зубчатый венец наделен прямыми зубьями с эвольвентной конфигурвацией стенок и размещенными на ободе диска колеса с угловой частотой γз, определенной в диапазоне γз=(1,27÷2,23) [ед/рад], при этом осевая ширина зубьев принята практически совпадающей с осевой шириной обода, а полотно диска выполнено с осевой шириной, совпадающей с шириной ступицы и двусторонней минимально меньшей ширины обода на величину, достаточную для исключения фрикционного взаимодействия полотна и ступицы с поверхностью фронтального и тыльного съемных подпятников колеса, причем ступица диска выполнена с центральным осевым отверстием, диаметр которого выполнен необходимым и достаточным для конгруэнтной посадки с возможностью минимального углового проскальзывания на ведущий вал маслоагрегата в зоне расположения рабочего органа ОН в среднем корпусе маслоагрегата, а также с возможностью рабочего вращения фиксацией подпятниками от осевых смещений.

17. Ведомое шестеренное колесо откачивающего насоса маслоагрегата по п. 16, отличающееся тем, что объем ΔVвп.он вытеснения перекачиваемой среды из межзубной впадины, ограниченной в зубчатом венце ведомого колеса смежными стенками смежных зубьев, дном межзубной впадины и с внешней стороны условной цилиндрической поверхностью, описанной по вершинам зубьев венца колеса, составляет (0,62±7%) от суммарного объема повторяющейся элементарной объемной части зубчатого венца, образованной суммой объемов зуба и впадины указанного венца.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Первый блок подпятников откачивающего насоса маслоагрегата включает два фронтальных подпятника, которые установлены в нижнем корпусе маслоагрегата.

Изобретение относится к спиральному компрессору переменной производительности. Компрессор включает в себя неподвижную спираль 60.

Группа изобретений относится к способу откачивания в системе вакуумных насосов и системе вакуумных насосов. Способ откачивания в системе вакуумных насосов содержит главный смазываемый пластинчато-роторный вакуумный насос (3) с впускным патрубком (2) для газов, соединенным с вакуумной камерой (1), и выпускным патрубком (4) для газов, ведущим в трубу (5) перед поступлением газа на выпуск (8) для газов системы вакуумных насосов, обратный клапан (6), расположенный в трубе (5) между патрубком (4) и выпуском (8), и вспомогательный смазываемый пластинчато-роторный вакуумный насос (7), подсоединенный параллельно клапану (6).

Группа изобретений относится к способу откачки в системе вакуумных насосов и системе ваккумных насосов. Система вакуумных насосов содержит первичный сухой винтовой вакуумный насос (3), имеющий отверстие (2) входа газов, соединенное с вакуумной камерой (1), и отверстие (4) выхода газов, сообщающееся с каналом (5) перед выходом (8) газов системы, обратный клапан (6), установленный в канале (5) между отверстием (4) и выходом (8), и эжектор (7), установленный параллельно с клапаном (6), компрессор, приводимый во вращение по меньшей мере одним из валов насоса (3).

Группа изобретений относится к винтовым забойным двигателям и винтовым насосам и может быть использована в нефтегазодобывающей, горной и других отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к системе для транспортировки жидких сред из скважины и способу монтажа в скважине одновинтового насоса. Система содержит нагнетательный трубопровод, который простирается в продольном направлении скважины, размещенное в трубопроводе насосное устройство со статором, ротором и с соединенной с ротором силовой передачей для эксцентрического перемещения ротора, а также адаптерный узел (5), который соединен со статором и посредством зажимного контакта с трубопроводом неподвижно удерживает статор в трубопроводе.

Группа изобретений относится к винтовому компрессору и способу, осуществляемому с его использованием. Винтовой компрессор с впрыском жидкости снабжен впускным клапаном (6) и выпускным клапаном (19), контуром (20) циркуляции жидкости с инжектором (22), устройством (35) управления для перехода компрессора от ненагруженного состояния к нагруженному.

Группа изобретений относится к области бурения скважин забойными двигателями. Забойный двигатель содержит непрерывно выполненный корпус статора силовой секции, имеющий первый конец, второй конец и внутреннюю полость, содержащую ряд зубьев статора и участок корпуса, проходящий через нее, при этом указанные зубья статора проходят от первого конца корпуса статора силовой секции до первого конца переходного участка, при этом указанный участок корпуса проходит от второго конца переходного участка до второго конца корпуса статора силовой секции, причем указанный переходной участок образует единую комбинацию с зубьями статора; и роторный узел, содержащий ротор силовой секции, имеющий зубья ротора, которые должны быть полностью расположены во внутренней полости, при этом указанные зубья ротора должны взаимодействовать с одним или более зубьями статора для вращения роторного узла, когда буровой раствор под давлением проходит через внутреннюю полость.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважине. Статор содержит трубчатый корпус с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида с внутренними винтовыми зубьями, на каждом краю трубчатого корпуса выполнена внутренняя резьба, а также содержит закрепленную в трубчатом корпусе обкладку из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности трубчатого корпуса, обкладка из эластомера выполнена с внутренними винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями в трубчатом корпусе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь.

Изобретение относится к гидравлическим приводам для вращательного бурения, размещаемым в скважинах. Статор содержит трубчатый корпус с внутренней поверхностью, выполненной в форме геликоида с внутренними винтовыми зубьями, на каждом краю трубчатого корпуса выполнена внутренняя резьба, а также содержит закрепленную в трубчатом корпусе обкладку из эластомера, прилегающую к внутренней поверхности трубчатого корпуса, обкладка из эластомера выполнена с внутренними винтовыми зубьями и совпадает по форме с внутренними винтовыми зубьями в трубчатом корпусе, а толщина обкладки является максимальной на зубьях, радиально направленных внутрь.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Первый блок подпятников откачивающего насоса маслоагрегата включает два фронтальных подпятника, которые установлены в нижнем корпусе маслоагрегата.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к элементам маслосистемы авиационного газотурбинного двигателя. Коробка приводных агрегатов содержит зубчатое колесо, патрубок, подшипники, центробежную крыльчатку с лопатками.

Группа изобретений относится к коробке приводов агрегатов турбомашины. Содержит корпус (30) и две зубчатые передачи (40a, 40b), скомпонованные в форме буквы V.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности, авиационного применения, а именно к устройствам для смазки подшипников роторной машины, работающих на консистентной смазке.

Изобретение относится к системам турбонагнетателя для моторных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. Система турбонагнетателя содержит гибкий трубопровод, имеющий удлиненный эластомерный корпус, продолжающийся продольно между первым и вторым концами, выполненными с возможностью крепления к соответствующим устройствам турбонагнетателя, и множество стягивающих колец, разнесенных продольно между концами, причем каждое стягивающее кольцо прикладывает радиальное сжимающее усилие вокруг соответствующей окружности трубопровода, и каждое кольцо выполнено из формованного термопласта, удерживаемого в концентрической форме фиксатором, причем каждое стягивающее кольцо содержит первую и вторую захватные части, соединенные гибким шарниром.

Данное изобретение относится к устройству для охлаждения масла в газотурбинном двигателе, таком как турбореактивный или турбовинтовой авиационный двигатель. Oно содержит трубопровод для циркуляции охлаждающего воздуха, средство для впрыскивания масла в указанный трубопровод и средство для извлечения масла, смешанного с потоком холодного воздуха, расположенное в трубопроводе ниже по потоку от средства для впрыскивания.

Изобретение относится к устройству маслопередачи между двумя системами координат, вращающимися относительно друг друга и, в частности, но не исключительно, между статическим картером и устройством понижения скоростей или редуктором газотурбинного двигателя со сдвоенными тяговыми винтами противоположного вращения.

Изобретение относится к области турбинных двигателей и, конкретнее, к двигателю, содержащему по меньшей мере: компрессор; камеру сгорания; первую турбину, соединенную с компрессором с помощью первого вращающегося вала; приводное устройство для приведения в действие указанного первого вращающегося вала для того, чтобы удерживать первую турбину и компрессор во вращении при погашенной камере сгорания; и контур смазки для смазки двигателя.

Изобретение относится к области двигателестроения, в частности авиационного применения, а именно к устройствам для смазки подшипников роторной машины, работающих на консистентной смазке.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к конструкции упругодемпферных опор роторов турбомашин. Упругодемпферная опора ротора турбомашины содержит вал, опирающийся на радиальный подшипник, статорный элемент с выполненными в нем отверстиями для подачи масла и кольцевой проточкой.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Маслоагрегат включает откачивающий и нагнетающий насосы с общими валами. На валах устанавливают две пары шестеренных колес насосов и наделяют каждое с торцов подпятниками, снабженными входными и выходными каналами. Подпятники выполнены конструктивно и гидродинамически адаптированными под рабочие параметры зубьев и межзубных впадин зубчатых венцов шестеренных колес. Подпятники совместно с соответствующими шестеренными колесами ОН и НН формируют последовательные участки двух независимых масляных трактов МА. Один из валов выполняют ведущим, сообщенным по крутящему моменту с источником энергии, и наделяют ведомым колесом ОН и ведущим колесом НН, который передает энергию вращения на ведомое колесо НН, установленное на втором ведомом валу. Ведомый вал НН на участке ОН наделяют функцией ведущего, передавая крутящий момент от ведущего вала НН через шестеренную передачу рабочих колес НН на ведущее колесо ОН и далее на ведомое колесо ОН, свободно установленное на ведущем валу НН. В способе работы маслоагрегата в ОН масло через входное отверстие и далее по внутреннему каналу подают под необходимым избыточным давлением в ОН, масло с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих шестеренных колес по откачивающей магистрали под более высоким давлением через выходной канал подают в маслобак. НН соединяют с маслобаком подводящей магистралью, по которой под минимальным давлением подают масло в НН. Масло с повышением давления до требуемого уровня пропускают через НН, откуда под рабочим давлением по подающей магистрали направляют к нагруженным узлам двигателя. Вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих колес ОН и НН производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов, определяемом половиной угла, образованного радиусами колес от заходной точки взаимного пересечения условных цилиндрических поверхностей, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов, до выходной точки пересечения условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестерен, составляющем угловой сектор αв.o.н.. Угловой сектор последующего разряжения αр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в повышении КПД, ресурса и надежности работы маслоагрегата. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Группа изобретений относится к области авиадвигателестроения. Смонтированный в корпусе маслоагрегата откачивающий насос устанавливают на крышке КДА в зоне стока отработанного масла. Откачивающий насос содержит шестеренный рабочий орган, который включает установленные на параллельных валах два колеса, наделяя каждое с подпятниками. Ведущий вал сообщен по крутящему моменту через рессору редуктора привода с источником энергии. На ведомом валу устанавливают ведущее колесо, передающее энергию вращения ведомому, установленному на ведущем валу. Фронтальные подпятники устанавливают в нижнем корпусе, а тыльные - в среднем корпусе маслоагрегата. Подпятники наделяют каждый входным и выходным каналами, формирующими совместно шестеренными колесами последовательные участки масляного тракта насоса. Расстояние между валами принимают необходимым и достаточным для обеспечения максимального взаимного зацепления зубьев шестеренных колес. В способе работы откачивающего насоса масло через входное отверстие в нижнем корпусе маслоагрегата и далее по внутреннему каналу подают под минимально необходимым избыточным давлением в рабочий орган насоса с последующим объемным вытеснением откачиваемой среды из межзубных впадин взаимодействующих шестеренных колес по откачивающей магистрали масло под более высоким давлением через выходной канал в среднем корпусе маслоагрегата подают в маслобак двигателя на очистку и охлаждение. Вытеснение перекачиваемой среды из межзубной впадины каждой из взаимодействующих колес производят в угловом секторе поворота зубчатых венцов, определяемом половиной угла, образованного радиусами колес от заходной точки взаимного пересечения условных цилиндрических поверхностей, описывающих вершины зубьев зубчатых венцов до выходной точки пересечения условных цилиндрических поверхностей по ходу поворота шестерен, составляющем угловой сектор αв.о.н.. Угловой сектор последующего разряжения βр.о.н. в освобождаемой от перекачиваемой среды впадине равен углу вытеснения. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в повышении КПД, ресурса и надежности работы откачивающего насоса маслоагрегата. 6 н. и 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх