×
29.04.2019
219.017.44de

УСТРОЙСТВО БАЛАНСИРОВКИ РОТОРА ТУРБИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002407897
Дата охранного документа
27.12.2010
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Устройство балансировки ротора предназначено для турбины. Оно содержит по меньшей мере один грузик, устанавливаемый на ротор. Грузик содержит две поверхности радиального опорного положения, ориентированные по двум радиально противоположным направлениям, при этом упомянутые поверхности взаимодействуют с двумя поверхностями радиального опорного положения, выполненными на роторе, при этом грузик удерживается на роторе при помощи средства осевого стопорения. В частности, средством осевого стопорения является болт с гайкой, при этом болт удерживает грузик на соединительном фланце, выполненном за одно с ротором, содержащем поверхность осевого опорного положения и упомянутые поверхности радиального опорного положения. Технический результат - обеспечение надежности. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относится к области турбин и, в частности, к области газотурбинных двигателей. Оно касается устройства балансировки вращающих частей турбины.

После изготовления любую вращающуюся часть турбины необходимо сбалансировать для обеспечения ее работы без вибраций. Чаще всего такую балансировку осуществляют путем установки грузиков, массу которых определяют в зависимости от перекоса и от расстояния до оси вращения турбины. Если есть возможность, то для этого используют болтовые крепления фланцев между двумя вращающимися частями для установки нужных грузиков. Так, грузик можно насаживать на крепежный болт между фланцем и зажимной гайкой. Пример такого монтажа приведен в патенте US 5285700. Согласно другому варианту ротор содержит специальный радиальный фланец для установки грузиков. В патенте US 4803893 описано устройство балансировки ротора турбины, в котором радиальный паз, обращенный в сторону оси вращения, служит для установки в нем грузиков и выполнен на ободе диска турбины.

В основу изобретения поставлена задача разработки средства установки грузика, которое было бы независимым от любого соединительного фланца между двумя деталями вращающейся части или двумя вращающимися частями. Действительно, в рамках модульной сборки турбин каждый вращающийся модуль должен поставляться уже идеально сбалансированным и не должен требовать дополнительной балансировки при сборке модуля с другим модулем. Таким образом, можно избежать установки грузика при помощи переходных фланцев.

Устройство балансировки должно быть также максимально легким, оставаясь при этом надежным и простым в монтаже.

Эти задачи решаются при помощи настоящего изобретения, объектом которого является устройство балансировки ротора турбины, содержащее, по меньшей мере, один грузик, устанавливаемый на роторе, отличающееся тем, что грузик содержит две поверхности радиального опорного положения, ориентированные в двух радиально противоположных направлениях, при этом упомянутые поверхности взаимодействуют с двумя поверхностями радиального опорного положения, выполненными на роторе, а грузик удерживается на роторе при помощи средства осевого стопорения.

В отличие от известных заявителю устройств такого типа стопорение грузика выполняют за счет радиальных опорных положений одновременно по двум противоположным направлениям: радиальному направлению в сторону внутреннего пространства и радиальному направлению в сторону наружного пространства. При этом облегчается его установка и снижается возможность ошибок со стороны сборщика.

В частности, средством осевого стопорения является болт с гайкой, при этом болт прижимает грузик к соединительному фланцу, выполненному за одно с ротором, а грузик содержит поверхность осевого опорного положения и две упомянутые поверхности радиального опорного положения.

Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения поверхность осевого опорного положения находится между двумя поверхностями радиального опорного положения. В частности, соединительный фланец содержит осевой цилиндрический участок и радиальный участок, в котором выполняют вырезы для прохождения болта крепления грузиков. Такая конструкция является предпочтительной, поскольку за счет выполнения вырезов снижают массу соединительного фланца, и после установки на место грузик обеспечивает удержание болта во время завинчивания гайки.

Настоящее изобретение применяется, в частности, для ротора, содержащего диск, при этом соединительный фланец выполняют за одно с боковой стороной диска.

Техническое решение согласно настоящему изобретению позволяет обеспечивать надежную установку грузика. В случае необходимости, средство осевого стопорения грузика выполняют из двух крепежных болтов.

Объектом настоящего изобретения являются также балансировочные грузики. Они имеют U-образную форму с одной центральной ветвью и двумя противоположными ветвями, при этом последние образуют поверхности радиального опорного положения. В частности, они содержат участок, образующий доводочную массу, то есть механически обрабатываемый для получения необходимой балансировочной массы.

Чтобы избежать любой возможности ошибки при монтаже, согласно варианту грузик выполняют симметричным относительно плоскости его центральной ветви.

Ниже приведено описание не ограничительных вариантов осуществления настоящего изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи, в числе которых:

Фиг.1 представляет вид в осевом разрезе модуля ротора турбины высокого давления.

Фиг.2 - вид в разрезе части модуля, показанного на фиг.1, содержащей устройство в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - вид в изометрии грузика в соответствии с настоящим изобретением, установленного на соединительный фланец диска.

Фиг.4 - схему установки грузика, показанного на фиг.3.

Фиг.5 - вид в осевом разрезе варианта выполнения грузика, установленного на соединительный фланец.

Фиг.6 - частичный вид в изометрии варианта выполнения с двумя болтами.

Фиг.7 - вид в осевом разрезе варианта выполнения грузика, показанного на фиг.6.

На фиг.1 показан пример модуля ротора турбины БД в разрезе по оси вращения XX. В данном случае модуль 1 состоит из диска 3 турбины с лопатками 4, установленными на его периферическом ободе. На входе относительно направления газового потока во время работы диск 3 неподвижно соединен с диском 5', на котором установлены элементы 7 лабиринтного уплотнения. Диск 5' установлен при помощи болтового соединения на крепежном фланце 2, выполненном путем механической обработки на диске 3. На выходе диск 3 неподвижно соединен с диском 6, на котором установлены элементы 7' лабиринтного уплотнения и который продолжен цапфой 8 опорного подшипника турбины. На задней балансировочной плоскости ротор содержит весовые балансиры 9, взаимодействующие с болтами монтажа диска 6 на диске 3. Этот монтаж не входит в настоящее изобретение. Он относится к предшествующему уровню техники.

На передней балансировочной плоскости в зоне М, обведенной овальной линией, предусмотрено устройство балансировки в соответствии с настоящим изобретением. Эта зона не зависит от какого-либо соединения с другой частью.

На фиг.2 показан диск 5, соответствующий диску 5', показанному на фиг.1, и содержащий изменения для установки грузиков в соответствии с настоящим изобретением. Диск 5 жестко соединяют с диском 3 при помощи болтового крепления на фланце 2, который на этой фигуре не показан. На фигуре показан задний крепежный фланец компрессора после сборки; между двумя дисками вставлен болт 25 без гайки.

На передней стороне диска 5 путем механической обработки выполняют соединительный фланец 10. Это фланец, имеющий в осевом сечении форму уголка, содержит осевую цилиндрическую часть 10А и радиальную часть 10В. К фланцу 10 при помощи болта 30 и гайки 32 прижимают грузик 20. Грузик 20 содержит центральную часть 22, от которой отходят две лапки 23 и 24, образующие поверхности 23А и 24В радиального опорного положения, противоположные друг другу в радиальном направлении. Лапка 23 опирается на опорную поверхность 10А1 цилиндрического участка 10А. Лапка 24 опирается на опорную поверхность 10В1, см. также фиг.3 и 4. Грузик содержит также часть 25, образующую доводочную массу. В случае необходимости, эту часть механически обрабатывают для корректировки массы.

Болт 30, показанный отдельно на фиг.4, содержит головку 31 с лыской 31А, опирающейся на внутреннюю сторону цилиндрического участка 10А. За счет этого головку стопорят от вращения вокруг ее оси после ее установки по месту.

На фиг.3 и 4 фланец 10 показан в изометрии. Радиальная часть 10В показана спереди. Эта часть выполнена с зубчатыми выступами и содержит вырезы 10В2, через один из которых проходит болт 30.

Монтаж грузика 20 показан на фиг.4.

Предварительно путем вычисления определяют массу, которую необходимо добавить, и ее угловое положение на диске. В случае необходимости, часть грузика, предназначенную для корректировки массы, в данном случае часть 25, подвергают механической обработке. Болт 30 радиально вводят в вырез 10В2, соответствующий рассчитанному угловому положению. Головка заходит в пространство между фланцем и диском. При этом следует убедиться, что лыска 31А правильно установлена на внутренней стороне цилиндрического участка. Отверстием 22А, выполненным в центральной ветви 22, грузик сажают на болт до положения упора во фланец, при этом болт проходит через поверхность осевого опорного положения. Грузик устанавливают таким образом, чтобы лапки соответственно 23 и 24 прижались к двум поверхностям 10А1 и 10В1 радиального опорного положения. Весь узел удерживается на месте без каких-либо дополнительных средств удержания. Для этого достаточно завернуть гайку 32. Из предосторожности предпочтительно использовать самоконтрящуюся гайку.

На фиг.5 показан вариант выполнения грузика 120. На этой фигуре используются те же цифровые позиции, увеличенные на 100. Грузик отличается от предыдущего только симметрией относительно плоскости центральной части 122. С одной стороны он содержит лапки 1231 и 1241, а с другой стороны - лапки 1232 и 1242. Для корректировки массы грузика часть 125 можно механически обрабатывать. Такая геометрия позволяет осуществлять монтаж как с одной стороны, так и с другой.

На фиг.6 и 7 показан другой вариант выполнения. Аналогичные части обозначены такими же цифровыми позициями, увеличенными на 200. Диск 205 содержит фланец 210 для крепления грузика, который в данном случае располагают ближе к оси двигателя. Грузик 220 устанавливают на фланец 210 на поверхности 210В и между двумя опорными поверхностями 210А1 и 210В1 при помощи двух болтов 30, устанавливаемых рядом друг с другом. Оба болта идентичны. Такая конструкция повышает безопасность монтажа детали. Согласно варианту выполнения грузика радиально внутреннюю лапку 224 выполняют более длинной. Эта лапка выступает за радиальную часть 210 В и образует упор, стопорящий от вращения головки 31 болтов. Головки 31 стопорятся от вращения за счет взаимодействия лысок 31А с лапкой 224.

Настоящее изобретение описано в связи с балансировкой модуля турбины ВД, однако оно не ограничивается этим вариантом применения. Грузик можно устанавливать на любом типе ротора турбины. Кроме того, представленные формы не являются ограничительными. Специалист может адаптировать форму в зависимости от существующих требований.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 928 items.
10.01.2013
№216.012.17df

Механическая деталь, содержащая вставку из композитного материала

Группа изобретений относится к изготовлению композитной механической детали и ее применению. Механическая деталь (10, 110) содержит по меньшей мере одну вставку (3) из композитного материала с металлической матрицей, внутри которой располагаются керамические волокна, изготовленную из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471603
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1967

Способ формирования рельефных элементов, представляющих собой завихрители пограничного слоя

При формировании рельефных элементов, представляющих собой завихрители пограничного слоя, на поверхность стенки, обтекаемой потоком текучей среды, наносят лазерные удары. Лазерные удары наносят с созданием гребней по периметру зон нанесения этих лазерных ударов. Гребни образуют рельефные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471995
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1969

Способ восстановления формы подвижной лопатки газотурбинного двигателя, лопатка газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, содержащий такую лопатку

Изобретение относится к способу ремонта путем восстановления формы изношенного участка поверхности подвижной лопатки газотурбинного двигателя. При восстановлении лопатки вентилятора газотурбинного двигателя, изготовленной из титана или из титанового сплава, ножка которой имеет в сечении форму...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471997
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.196b

Устройство для аксиального удержания лопаток, установленных на роторном диске газотурбинного двигателя

Изобретение относится к устройству для аксиального удержания лопаток, установленных на роторном диске газотурбинного двигателя. Роторный диск включает в себя множество аксиальных и открытых наружу выемок, фланец, множество лопаток и удерживающее кольцо. Выемки расположены по периферии роторного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471999
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.196c

Модуль турбомашины, снабженный устройством для улучшения радиальных зазоров

Изобретение относится к модулю турбомашины, содержащему устройство для улучшения радиальных зазоров. Модуль турбомашины, снабженный устройством для улучшения радиальных зазоров, содержит внешний корпус, внутренний корпус и, по меньшей мере, одно амортизирующее кольцо, соединяющее корпуса, при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472000
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.196d

Контроль зазора у вершины лопаток в турбине высокого давления турбомашины

Ступень турбины в турбомашине содержит колесо с лопатками, которое вращается внутри уплотнительного кольца (22), удерживаемого на корпусе (24), и кольцевой лист тепловой защиты, установленный между корпусом (24) и кольцом (22). Кольцевой лист тепловой защиты образован несколькими изогнутыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472001
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.196e

Устройство производства электрической энергии в двухвальном газотурбинном двигателе

Устройство для генерирования электрической энергии в многовальном газотурбинном двигателе и для вращения вспомогательной электрической машины содержит, по меньшей мере, один первый вращающийся вал низкого давления, содержащий компрессор и турбину, и второй вращающийся вал высокого давления,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472002
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1970

Выхлопной кожух газотурбинного двигателя, газотурбинный двигатель, дренаж выхлопного кожуха газотурбинного двигателя

Изобретение касается дренажа для удаления жидкости из газотурбинного двигателя, такого как турбореактивный двигатель. Выхлопной кожух газотурбинного двигателя содержит кольцевую канавку с отверстием, в котором размещен дренаж в форме цилиндрического трубчатого корпуса. Дренаж предназначен для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472004
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1981

Устройство подвески газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель, содержащий такое устройство подвески

Устройство подвески газотурбинного двигателя на несущей конструкции воздушного судна содержит балку. Балка имеет в своем составе первый элемент, такой как верхняя платформа, в котором могут быть размещены средства крепления к упомянутой несущей конструкции, и второй элемент, в котором могут...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472021
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.1996

Структурная или неструктурная соединительная стойка картера компрессора турбореактивного двигателя, промежуточный картер турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель

Изобретение относится к области двухконтурных турбореактивных двигателей и предназначено для снижения шума, производимого двигателем, в частности шума, производимого компрессором. Структурная или неструктурная соединительная стойка картера компрессора турбореактивного двигателя образует...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472042
Дата охранного документа: 10.01.2013
Showing 1-8 of 8 items.
20.01.2014
№216.012.9832

Узел из диска турбины газотурбинного двигателя и опорной цапфы опорного подшипника, контур охлаждения диска турбины такого узла

Объектом настоящего изобретения является узел из диска турбины газотурбинного двигателя и опорной цапфы опорного подшипника. Диск турбины содержит радиальный кольцевой крепежный фланец, неподвижно соединенный с радиальной кольцевой частью цапфы при помощи болтов. Болты последовательно проходят...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504661
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.04.2014
№216.012.be52

Радиальный кольцевой фланец, турбина низкого давления для газотурбинного двигателя и газотурбинный двигатель

Радиальный кольцевой фланец элемента ротора или статора турбины газотурбинного двигателя содержит на внутренней периферийной части или на наружной периферийной части, соответственно, чередующиеся выпуклые части и части с углублениями, содержащие донные зоны. Выпуклые части содержат отверстия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514462
Дата охранного документа: 27.04.2014
20.08.2015
№216.013.6edf

Подшипник качения для авиационного турбореактивного двигателя, оборудованный средствами осевого удержания своего наружного кольца

Конструкция для авиационного турбореактивного двигателя содержит подшипник качения, опору подшипника, вкладыш между наружным кольцом подшипника и опорой, а также средства соединения наружного кольца с опорой и средства, обеспечивающие осевое удержание наружного кольца. Средства соединения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002559953
Дата охранного документа: 20.08.2015
04.11.2018
№218.016.9a60

Корпус, выполненный из композиционного материала с органической матрицей, который способствует выпуску дыма

Изобретение относится к газовым турбинам. Корпус (100) газовой турбины изготовлен из композиционного материала с органической матрицей, содержащего армирующий материал, уплотнен органической матрицей и определяет границы внутреннего пространства. На внутренней поверхности (101) корпус имеет...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671609
Дата охранного документа: 02.11.2018
29.03.2019
№219.016.f5a5

Авиационный двигатель, снабженный средством теплового обмена

Авиационный двигатель содержит контур первичного воздушного потока, компрессор высокого давления, который снабжается вышеупомянутым первичным воздухом, контур вторичного воздушного потока и, по меньшей мере, один теплообменник, размещенный в контуре первичного воздушного потока выше по потоку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002458241
Дата охранного документа: 10.08.2012
10.04.2019
№219.017.07a5

Вращающийся узел вентилятора газотурбинного двигателя, вентилятор, содержащий узел, и газотурбинный двигатель

Группа изобретений относится к вращающемуся узлу вентилятора газотурбинного двигателя, предназначена для любого типа газотурбинного двигателя, наземного или авиационного, и, в частности, для авиационных турбореактивных двигателей, и позволяет при ее использовании обеспечить удержание...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002451215
Дата охранного документа: 20.05.2012
29.04.2019
№219.017.43ca

Устройство для осевого удержания фланца диска ротора, а также турбина турбомашины и турбомашина, содержащие такое устройство

Устройство для осевого удержания фланца диска ротора содержит диск ротора, кольцевой фланец и стопорное кольцо. Кольцевой фланец включает кольцевое основание, прижимающееся к внешней по радиусу стенке паза, и хвостовик, который выступает из основания по радиусу внутрь в паз в диске. Стопорное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002426889
Дата охранного документа: 20.08.2011
29.04.2019
№219.017.450c

Модуль турбины для газотурбинного двигателя, компрессор, соединенный с указанным модулем, и газотурбинный двигатель

Модуль турбины для газотурбинного двигателя содержит, по меньшей мере, один диск турбины и компонент в виде диска, установленный на диске турбины спереди относительно движения газового потока. Модуль турбины также содержит средство соединения между компрессором газотурбинного двигателя и диском...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002403401
Дата охранного документа: 10.11.2010
+ добавить свой РИД