Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

ротор турбомашины

Классы МПК:F01D5/02 элементы, несущие лопатки, например роторы
F02C7/36 передача мощности между различными валами газотурбинной установки или между газотурбинной установкой и потребителем мощности
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-04-28
публикация патента:

Ротор турбомашины относится к авиадвигателестроению, в частности к узлам крепления дисков на валу двигателя. Ротор турбомашины содержит диск с цапфой и вал, фланцы которых соединены стяжными болтами и сцентрированы друг относительно друга по цилиндрической посадочной поверхности на фланцах. Охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности фланец снабжен цилиндрическим выступом с радиальными прорезями в нем, для увеличения натяга по посадочной цилиндрической поверхности при вращении ротора. Увеличение натяга производится путем центробежной подгрузки охватываемого фланца в районе посадочной цилиндрической поверхности. Изобретение позволяет обеспечивать плотную посадку цапфы диска относительно вала на всех режимах работы ротора турбомашины путем подбора геометрии выступа. 3 ил. ротор турбомашины, патент № 2375587

Рисунки к патенту РФ 2375587

ротор турбомашины, патент № 2375587 ротор турбомашины, патент № 2375587 ротор турбомашины, патент № 2375587

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к узлам крепления дисков турбины на валу двигателя. Известен узел соединения диска с валом ротора газотурбинного двигателя, содержащий вал с торцевым фланцем и центрирующей поверхностью и диск с ответным фланцем и с посадочной цилиндрической поверхностью, стянутыми между собой болтами. (Г.С.Скубачевский, Авиационные газотурбинные двигатели, М.: Машиностроение, 1969 г., стр.120, рис. 5,03).

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ротор турбомашины, содержащий диск с цапфой и вал, фланцы которых соединены стяжными болтами и сцентрированы друг относительно друга по цилиндрической поверхности на фланцах (см. патент РФ № 2279571, МПК F04D 29/26, опубл. 10.07.2006 г.).

Недостатком такого соединения является то, что при эксплуатации за счет разных температурных расширений соединяемых деталей в рассмотренном выше соединении, а также за счет разных радиальных деформаций деталей в поле центробежных сил происходит расслабление радиальной посадки между валом и цапфой диска по посадочной цилиндрической поверхности до зазора, что может привести к появлению дисбаланса ротора и существенным вибрациям, что недопустимо.

Задачей изобретения является увеличение натяга по посадочной цилиндрической поверхности при вращении ротора путем центробежной подгрузки охватываемого фланца в районе посадочной цилиндрической поверхности для обеспечения плотной посадки по посадочной цилиндрической поверхности на фланцах цапфы диска и вала на всех режимах работы двигателя, а не только при сборке.

Указанная задача достигается тем, что в роторе турбомашины, содержащем диск с цапфой и вал, фланцы которых соединены стяжными болтами и сцентрированы друг относительно друга по цилиндрической посадочной поверхности на фланцах, охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности фланец снабжен цилиндрическим выступом с радиальными прорезями для увеличения натяга по посадочной цилиндрической поверхности при вращении ротора путем центробежной подгрузки охватываемого фланца в районе посадочной цилиндрической поверхности.

Новым в изобретении является то, что охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности фланец снабжен цилиндрическим выступом с радиальными прорезями для увеличения натяга по посадочной цилиндрической поверхности при вращении ротора путем центробежной подгрузки охватываемого фланца в районе посадочной цилиндрической поверхности.

Выполнение на охватываемом относительно цилиндрической посадочной поверхности фланце цилиндрического выступа с радиальными прорезями для увеличения натяга по посадочной цилиндрической поверхности при вращении ротора путем центробежной подгрузки охватываемого фланца в районе посадочной цилиндрической поверхности позволяет иметь плотную центрирующую посадку по посадочной цилиндрической поверхности на фланцах цапфы диска и вала на всех режимах работы двигателя, а не только при сборке. При этом на этапе проектирования можно подобрать геометрию цилиндрического выступа с радиальными прорезями в нем (высоту и ширину) так, что исходная посадка по посадочной цилиндрической поверхности не будет меняться до зазора и будет обеспечивать гарантированный натяг на всех эксплуатационных режимах работы ротора турбомашины.

На фиг.1 представлен продольный разрез ротора турбомашины, у которого охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности фланец цапфы диска снабжен цилиндрическим выступом с радиальными прорезями.

На фиг.2 представлен продольный разрез ротора турбомашины, у которого охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности фланец вала снабжен цилиндрическим выступом с радиальными прорезями в нем.

На фиг.3 представлен поперечный разрез фланца вала с цилиндрическим выступом и радиальными прорезями.

Ротор турбомашины содержит диск 1 с цапфой 2 и вал 3, фланцы 4 и 5 которых соединены стяжными болтами 6 с гайками 7 и сцентрированы друг относительно друга по цилиндрической посадочной поверхности 8 на фланцах 4 и 5. Охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности 8 фланец 5 (фланец 5 цапфы 2 диска 1 на фиг.1) или фланец 4 (фланец 4 вала 3 на фиг.2) снабжен цилиндрическим выступом 9 с радиальными прорезями 10. Поскольку посадочной поверхностью цапфы 2 диска 1 на валу 3 является цилиндрическая посадочная поверхность 8 на фланцах 4 и 5, стяжные болты 6 установлены в ответных отверстиях во фланцах 4 и 5 с зазором.

В процессе работы при вращении ротора на элементы разрезанного выступа 9 фланца 5 цапфы 2 диска 1 (фиг.1) или разрезанного выступа 9 фланца 4 вала 3 (фиг.2) действуют равномерно распределенные по окружности радиальные силы, которые приводят к дополнительному радиальному перемещению фланца цапфы диска (или фланца вала) по радиусу, что, в свою очередь, приводит к увеличению радиуса охватываемой поверхности цапфы диска (или вала). Такое перемещение охватываемой поверхности изменяет посадку в сторону увеличения натяга между валом и цапфой диска по посадочной цилиндрической поверхности, что обеспечивает жесткое крепления диска к валу на всех режимах работы двигателя.

Изобретение позволяет обеспечить плотную посадку по цилиндрической поверхности на фланцах цапфы диска и вала, а значит, и надежную взаимную радиальную центровку диска и вала на всех режимах работы двигателя, а не только при сборке. Это избавляет двигатель от появления дисбаланса ротора турбомашины во время его эксплуатации и дополнительных вибраций двигателя.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ротор турбомашины, содержащий диск с цапфой и вал, фланцы которых соединены стяжными болтами и сцентрированы относительно друг друга по цилиндрической посадочной поверхности на фланцах, отличающийся тем, что охватываемый по цилиндрической посадочной поверхности фланец снабжен цилиндрическим выступом с радиальными прорезями в нем для увеличения натяга по посадочной цилиндрической поверхности при вращении ротора путем центробежной подгрузки охватываемого фланца в районе посадочной цилиндрической поверхности.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2375587

patent-2375587.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс F01D5/02 элементы, несущие лопатки, например роторы

Класс F02C7/36 передача мощности между различными валами газотурбинной установки или между газотурбинной установкой и потребителем мощности

Патенты РФ в классе F02C7/36:
планетарно-дифференциальный редуктор -  патент 2528236 (10.09.2014)
газотурбинный двигатель и способ разборки передней части конструкции газотурбинного двигателя -  патент 2522344 (10.07.2014)
узел отсоединения валов в роторе низкого давления газотурбинного двигателя -  патент 2522233 (10.07.2014)
механизм привода пары воздушных винтов противоположного вращения посредством планетарной зубчатой передачи -  патент 2519531 (10.06.2014)
турбоблок -  патент 2518919 (10.06.2014)
газогенератор гтд -  патент 2487258 (10.07.2013)
газотурбинный двигатель со средствами приведения в движение зубчатых передач блока вспомогательного оборудования и способ монтажа такого двигателя -  патент 2476701 (27.02.2013)
устройство соединения двух вращающихся валов, в частности, в газотурбинном двигателе, и газотурбинный двигатель -  патент 2474709 (10.02.2013)
устройство содействия для переходных фаз разгона и торможения -  патент 2462607 (27.09.2012)
газотурбинная система, в которой в качестве топлива используют газ сталеплавильного завода -  патент 2446295 (27.03.2012)

Наверх