×
09.06.2019
219.017.7784

ОПОРА РОТОРА ТУРБИНЫ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
02241842
Дата охранного документа
10.12.2004
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к устройствам опор турбин газотурбинных двигателей, предназначенных преимущественно для летательных аппаратов. Опора турбины газотурбинного двигателя содержит корпус турбины 1, корпус подшипника 2 и стяжные стержни 3, соединяющие корпуса 1 и 2. Стержни 3 проходят через внутренние полости сопловых лопаток 4. Через внутреннюю полость одной сопловой лопатки 4 может проходить один или пара стяжных стержней 3. Продольные оси 5 стяжных стержней наклонены относительно поперечного сечения опоры, причем в каждой паре соседних стержней оси 5 наклонены в разные стороны. В результате такого наклона стержни 3 в каждой паре образуют в плоскости угол или перекрещиваются. На стержнях 3 установлены упругие элементы 6. Изобретение позволяет повысить надежность работы опоры турбины ГТД, за счет обеспечения восприятия элементами опоры осевых нагрузок, возникающих на двигателе при эволюциях летательного аппарата, а также устранения температурных напряжений на элементах опоры. 4 з.п.ф-лы, 1 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к устройствам опор турбин газотурбинных двигателей, предназначенных преимущественно для летательных аппаратов (далее л.а.).

Известна опора турбины газотурбинного двигателя (далее ГТД), содержащая корпус подшипника, соединенный с силовым корпусом турбины стяжными стержнями, проходящими через внутренние полости лопаток соплового аппарата (1).

Известная опора расположена перед рабочим колесом турбины высокого давления, и осевые нагрузки в ней воспринимаются поддерживающим конусом, закрепленным на корпусе подшипника и камере сгорания. Однако при расположении опоры турбины в пространстве между рабочими колесами турбин высокого и низкого давления такая конструкция опоры, ввиду ограниченности осевого пространства, практически не осуществима, а в большинстве конструктивных схем двухроторных двигателей, в особенности имеющих систему охлаждения рабочего колеса турбины высокого давления, опора турбины расположена именно в междисковом пространстве. Вместе с тем, для двигателей, используемых для л.а., в отличие от двигателей для стационарных газотурбинных установок, восприятие опорой возникающих при эволюциях л.а. осевых нагрузок крайне необходимо.

Кроме того, при переходе с одного режима работы двигателя на другой температура элементов наружного корпуса турбины и корпуса подшипника различна, из-за чего возникают радиальные деформации этих элементов, которые при их жестком креплении друг с другом приводят к появлению температурных напряжений. Это может привести к разрушению элементов опоры и, тем самым, снижает надежность ее работы.

Задачей заявленного изобретения является повышение надежности работы опоры турбины ГТД, за счет обеспечения восприятия элементами опоры осевых нагрузок и момента из плоскости опоры, возникающих на двигателе при эволюциях летательного аппарата, а также устранения температурных напряжений, возникающих в элементах опоры.

Технический результат достигается тем, что в опоре ротора турбины газотурбинного двигателя, содержащей корпус подшипника, соединенный с силовым корпусом турбины стяжными стержнями, проходящими через внутренние полости лопаток соплового аппарата, продольные оси стяжных стержней наклонены относительно плоскости поперечного сечения опоры, причем наклон каждой пары соседних стержней относительно этой плоскости направлен в разные стороны.

Кроме того, в опоре ротора турбины газотурбинного двигателя может иметь место следующее:

- места соединения каждой пары соседних стяжных стержней с силовым корпусом турбины смещены друг относительно друга в продольном направлении;

- места соединения каждой пары соседних стяжных стержней с корпусом подшипника смещены друг относительно друга в продольном направлении;

- через внутреннюю полость одной лопатки соплового аппарата проходит пара стяжных стержней;

- на стяжных стержнях установлены упругие элементы.

Наклон каждой пары стяжных стержней в разные стороны относительно плоскости поперечного сечения опоры обеспечивает наличие угла между силовыми элементами в каждой паре соседних стержней и, тем самым, образует силовую конструкцию, воспринимающую осевые нагрузки.

В одном из частных случаев выполнения опоры, когда места соединения каждой пары соседних стяжных стержней с силовым корпусом турбины смещены друг относительно друга в продольном направлении, каждая пара силовых элементов образует в плоскости силовой треугольник с вершиной, располагаемой на корпусе подшипника в поперечном сечении опоры.

Одновременное смещение друг относительно друга в продольном направлении мест соединения каждой пары соседних стяжных стержней с корпусом подшипника и мест соединения каждой пары соседних стержней с силовым корпусом турбины, обеспечивает перекрещивание стержней в плоскости, что позволяет разместить силовые стержни на более ограниченном пространстве, отведенном под опору, сохранив при этом наличие заданного угла между продольными осями соседних стержней.

Прохождение двух стяжных стержней через внутреннюю полость одной сопловой лопатки позволяет использовать в соединении корпуса турбины с корпусом подшипника удвоенное количество силовых элементов, повышая тем самым надежность работы опоры.

Установка на стяжных стержнях упругих элементов позволяет скомпенсировать радиальные перемещения корпуса подшипника относительно силового корпуса турбины, возникающих из-за различной температуры их нагрева, уменьшая, тем самым, температурные напряжения на стационарных, и, в особенности, переменных режимах работы двигателя, что также повышает надежность работы опоры.

Изобретение поясняется графически, где на чертеже изображен общий вид опоры турбины.

Опора турбины газотурбинного двигателя содержит силовой корпус турбины 1, корпус подшипника 2 и стяжные стержни 3, соединяющие корпуса 1 и 2. Стержни 3 проходят через внутренние полости сопловых лопаток 4. Через внутреннюю полость одной сопловой лопатки 4 может проходить один или пара стяжных стержней 3. Продольные оси 5 стяжных стержней наклонены относительно поперечного сечения опоры, причем в каждой паре соседних стержней оси 5 наклонены в разные стороны. В результате такого наклона стержни 3 в каждой паре образуют в плоскости угол или перекрещиваются. На стержнях 3, например, в месте их крепления на корпусе 1, установлены упругие элементы 6, которые могут быть выполнены, например, в виде тарельчатых пружин.

Работа опоры осуществляется следующим образом.

В процессе работы двигателя радиальная нагрузка, действующая на опору, воспринимается за счет того, что одна половина стержней 3 растягивается, а другая половина сжимается, при этом усилие по стержням распределяется по закону косинуса.

За счет расположения стяжных стержней в опоре под углом относительно друг друга, каждая пара соседних стержней образует в плоскости силовой треугольник. В этом треугольнике при действии на опору осевой силы один из стержней работает на сжатие, а другой на растяжение, в результате чего в треугольнике возникает реактивная сила. Сумма осевых составляющих реактивных сил, возникающих в каждой паре стержней, равняется по величине действующей осевой нагрузке. Таким образом, опора воспринимает осевую нагрузку.

Кроме того, в большинстве конструкций известных двигателей с межроторным подшипником подшипник расположен с выносом относительно среднего сечения опоры, что приводит к появлению изгибающего момента из плоскости опоры, который при эволюциях л.а. имеет значительную величину. Этот момент преобразуется в пару осевых сил, которые воспринимаются опорой аналогично восприятию осевой нагрузки.

Взаимное радиальное смещение корпусов 1 и 2, возникающее на переходных режимах работы двигателя из-за разницы их температур, компенсируется изменением длины упругих элементов 6, причем натяжение стержней 3, стягивающих корпуса 1 и 2, выбирается таким образом, чтобы любой температурный градиент между корпусами 1 и 2 не приводил к расслаблению стыка стержней 3 с этими корпусами.

Изобретение позволяет повысить надежность работы опоры турбины ГТД, за счет обеспечения восприятия элементами опоры осевых нагрузок, возникающих на двигателе при эволюциях летательного аппарата, а также за счет компенсации радиального перемещения корпуса подшипника относительно силового корпуса турбины.

Источники информации

Патент Великобритании №2229229А, МПК 7 F 02 С 7/06, 1990 г.

1.Опорароторатурбиныгазотурбинногодвигателя,содержащаякорпусподшипника,соединенныйссиловымкорпусомтурбиныстяжнымистержнями,проходящимичерезвнутренниеполостилопатоксопловогоаппарата,отличающаясятем,чтопродольныеосистяжныхстержнейнаклоненыотносительноплоскостипоперечногосеченияопоры,причемнаклонкаждойпарысоседнихстержнейотносительноэтойплоскостинаправленвразныестороны.12.Опорароторатурбиныгазотурбинногодвигателяпоп.1,отличающаясятем,чтоместасоединениякаждойпарысоседнихстяжныхстержнейссиловымкорпусомтурбинысмещеныдруготносительнодругавпродольномнаправлении.23.Опорароторатурбиныгазотурбинногодвигателяпоп.1или2,отличающаясятем,чтоместасоединениякаждойпарысоседнихстяжныхстержнейскорпусомподшипникасмещеныдруготносительнодругавпродольномнаправлении.34.Опорароторатурбиныгазотурбинногодвигателяпоп.1,отличающаясятем,чточерезвнутреннююполостьоднойлопаткисопловогоаппаратапроходитпарастяжныхстержней.45.Опорароторатурбиныгазотурбинногодвигателяпоп.1,отличающаясятем,чтонастяжныхстержняхустановленыупругиеэлементы.5
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 97 items.
10.01.2013
№216.012.17d7

Электролит для электрохимической обработки

Изобретение относится к электрохимическим и электрофизическим способам обработки материалов, а именно - к электролитам для электрохимической обработки острых кромок после слесарной зачистки в изделиях, преимущественно из нержавеющих и жаропрочных сплавов. Электролит для электрохимической...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471595
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.02.2013
№216.012.2456

Способ доводки двигателя

Изобретение относится к области разработки двигателей, в частности к способам доводки двигателя (ДВС). Способ доводки ДВС заключается в разработке варианта конструкции ДВС, проведении поузловых, полноразмерных и экспериментальных испытаний, определении по их положительным результатам...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474804
Дата охранного документа: 10.02.2013
20.02.2013
№216.012.284a

Способ обеспечения вибрационной прочности деталей

Изобретение относится к способам обеспечения вибрационной прочности деталей сложной геометрической формы. Техническим результатом является корректировка вибрационных характеристик детали путем изменения геометрии конкретного места на детали для обеспечения ее вибрационной прочности. Определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002475834
Дата охранного документа: 20.02.2013
20.05.2013
№216.012.3fe6

Способ изготовления электрода-инструмента при объемной электрохимической обработке (эхо)

Изобретение относится к электрофизическим и электрохимическим методам обработки. При изготовлении электрода-инструмента для объемной электрохимической обработки к его двум деталям подключают положительный полюс источника постоянного импульсно-циклического тока и источник импульсного тока с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481928
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.06.2013
№216.012.4748

Приспособление для поддержки заклепок

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к устройству для клепки крупногабаритных деталей цилиндрическими заклепками. Приспособление содержит упор и рукоятку. Также содержит зафиксированный на основании посредством ребер жесткости стержень с вмонтированной в него при помощи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483828
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.07.2013
№216.012.57db

Способ рентгеноструктурного контроля детали

Использование: для рентгеноструктурного контроля детали. Сущность: заключается в том, что осуществляют снятие рентгенограммы с контролируемой детали, выполняют определение параметра, зависящего от наработки детали, при этом снятие рентгенограммы с контролируемой детали на предполагаемой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488099
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.10.2013
№216.012.7208

Способ изготовления направляющего аппарата

Изобретение относится к способу изготовления направляющего аппарата газотурбинного двигателя, представляющего собой кольцевые наборы неподвижных или поворотных профилированных лопаток, образующих расширяющиеся каналы, и может быть использовано в авиастроении, машиностроении и других областях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494849
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2013
№216.012.81b7

Способ изготовления лопатки компрессора

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при производстве лопаток газотурбинных двигателей. Способ включает фрезерование пера лопатки на пятикоординатном станке с числовым программным управлением. Вращающейся фрезе сообщают перемещение и периодическую подачу на строчку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498883
Дата охранного документа: 20.11.2013
27.01.2014
№216.012.9c9d

Способ оценки технического состояния деталей

Изобретение относится к неразрушающим способам контроля и может быть использовано для оценки технического состояния деталей авиационной техники. Способ включает снятие с детали рентгенограммы, по которой определяют остаточные напряжения сжатия, определение управляющего критерия и сравнение его...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505799
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.03.2014
№216.012.aeea

Способ диагностики технического состояния элементов двигателя

Изобретение относится к способам технической диагностики дефектов элементов газотурбинного двигателя при его испытаниях и может найти применение при его доводке, а также для создания систем диагностики двигателя. Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510493
Дата охранного документа: 27.03.2014
Showing 1-10 of 22 items.
20.02.2019
№219.016.bda7

Регулируемое сопло турбореактивного двигателя

Регулируемое сопло турбореактивного двигателя содержит корпус с шарнирно закрепленными на нем створками и расположенными между ними уплотнительными проставками. Проставки подвешены на створках посредством коромысел с лапками, торцы которых установлены с возможностью контактирования со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002258829
Дата охранного документа: 20.08.2005
20.02.2019
№219.016.bdbb

Компрессор двухконтурного газотурбинного двигателя

Изобретение относится к управлению и регулированию компрессора газотурбинного двигателя. Компрессор двухконтурного газотурбинного двигателя содержит корпус регулируемых направляемых аппаратов (НА), который вместе с силовым промежуточным корпусом образует единый жесткий модуль, привод...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002235914
Дата охранного документа: 10.09.2004
20.02.2019
№219.016.c4e0

Турбореактивный двигатель

Изобретение относится к турбореактивным двигателям с форсажной камерой и поворотным реактивным соплом с системой управления и регулирования поворотным соплом, устанавливаемым на высокоманевренных многофункциональных истребителях. Двигатель содержит форсажную камеру и поворотное реактивное сопло...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002153593
Дата охранного документа: 27.07.2000
01.03.2019
№219.016.ca62

Газотурбинный двигатель

Двухконтурный газотурбинный двигатель содержит наружный контур 1 и внутренний контур с последовательно размещенными в нем компрессором высокого давления 2, камерой сгорания 3 и охлаждаемой турбиной 4. Воздушная полость 14 камеры сгорания 3 связана посредством многоканального воздуховода 15 с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02236609
Дата охранного документа: 20.09.2004
01.03.2019
№219.016.ca7c

Способ испытаний газотурбинного двигателя

Изобретение относится к авиадвигателестроению, а именно к стендовым испытаниям авиационных двигателей, оборудованных соплами с управляемым вектором тяги. Способ испытаний ГТД осуществляют на стенде с силоизмерительным устройством, которое предварительно нагружает осевой, вертикальной и боковой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 02238533
Дата охранного документа: 20.10.2004
10.04.2019
№219.017.0158

Рабочее колесо турбины

Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в рабочих колесах турбин газотурбинных двигателей. Рабочее колесо турбины содержит диск с пазами, охлаждаемые рабочие лопатки с полками и зубчатыми хвостовиками, установленными в пазах диска, и пластинчатые замки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002238412
Дата охранного документа: 20.10.2004
10.04.2019
№219.017.0ade

Система охлаждения турбины турбореактивного двигателя

Система охлаждения турбины турбореактивного двигателя содержит последовательно установленные коллектор с управляемыми клапанами на выходе, сообщенный своим входом с воздушной полостью камеры сгорания, многоканальный воздуховод, проходящий через внутренние полости сопловых лопаток, сопловой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002196239
Дата охранного документа: 10.01.2003
10.04.2019
№219.017.0afe

Двухроторный газотурбинный двигатель

Двухроторный газотурбинный двигатель содержит систему наддува опор, включающую питающий воздуховод с воздухозаборником, полости наддува опор компрессора низкого давления и компрессора высокого давления и полость наддува опор турбин, сообщенные через подвижные уплотнения с газовоздушным трактом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002153590
Дата охранного документа: 27.07.2000
29.04.2019
№219.017.3eac

Межроторная опора газотурбинного двигателя

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, в частности к опорам с расположением подшипника между двумя вращающимися роторами. Опора двухвального газотурбинного двигателя содержит подшипник, который установлен между валами роторов низкого и высокого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002265742
Дата охранного документа: 10.12.2005
29.04.2019
№219.017.3eaf

Упруго-демпферная опора ротора турбомашины

Изобретение относится к области турбомашиностроения, а именно к конструкции упруго-демпферных опор роторов турбомашин. Упруго-демпферная опора ротора турбомашины содержит подшипник и закрепленную на его наружной обойме обечайку, соединенную со статорным элементом при помощи разрезной втулки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002265728
Дата охранного документа: 10.12.2005
+ добавить свой РИД