Результат интеллектуальной деятельности: КРОНШТЕЙН КРЕПЛЕНИЯ АГРЕГАТА НА ОБЕЧАЙКЕ КОРПУСА ТУРБОМАШИНЫ

Изобретение относится к области турбомашиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к узлам соединения агрегатов с обечайкой корпуса турбомашины.

Известен кронштейн соединения агрегата с обечайкой корпуса, содержащий бобышку с резьбовым отверстием и площадкой для соединения с агрегатом, элемент для соединения с обечайкой корпуса (А.А. Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий, «Газотурбинные двигатели», ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, 2007 г., стр. 897, рис. 13.2.3_4).

Недостатками известного кронштейна является необходимость крепления на специальный усиливающий обечайку элемент и недостаточная жесткость в области крепления кронштейна непосредственно на обечайку корпуса турбомашины, что может привести к образованию трещин на обечайке в области узла соединения с обечайкой.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатка известного кронштейна, то есть увеличение жесткости обечайки корпуса турбомашины в месте крепления с кронштейном, что приводит к повышению прочности и надежности узла соединения в случае динамической нагруженности, а именно при воздействии вибраций.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно заявленному изобретению кронштейн крепления агрегата на обечайке корпуса турбомашины, содержит бобышку, расположенную между обечайкой корпуса и агрегатом, с опорной площадкой и резьбовым отверстием под установку агрегата, при этом кронштейн снабжен двумя наклонными ребрами жесткости, расположенными снаружи бобышки и выполненными расширяющимися к обечайке корпуса, при этом каждое ребро выполнено криволинейным, обращенным выпуклой частью к обечайке корпуса, причем один край ребер жесткости соединен с бобышкой, а противоположный край ребер жесткости соединен с обечайкой корпуса.

Кроме того, кронштейн установлен таким образом, чтобы жесткость системы обечайка корпуса - кронштейн - агрегат была максимальной.

Кроме того, ребра жесткости выполнены из цельного листа металла.

Кроме того, ребра жесткости расположены симметрично относительно бобышки.

Кроме того, кронштейн выполнен в виде единой цельнолитой детали.

Кроме того, ребра жесткости приварены к бобышке и обечайке корпуса турбомашины.

Кроме того, бобышка отстоит от обечайки корпуса.

Общеизвестно, что увеличение жесткости конструкции увеличивает значения собственных частот колебаний последней. В случае турбомашины, которая ввиду специфики своей работы является очень вибронагруженной, желательно выводить собственные частоты колебаний ее деталей и узлов из рабочего диапазона частот вращения роторов. Это снижает общий уровень вибраций и повышает прочность и надежность турбомашины в целом.

Выполнение кронштейна с двумя наклонными ребрами жесткости, расположенными снаружи бобышки и выполненными расширяющимися к обечайке корпуса, что увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение ребер жесткости криволинейными, обращенными выпуклой частью к обечайке корпуса, каждое из которых одним краем соединено с бобышкой, а противоположным - с обечайкой корпуса, увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Установка кронштейна таким образом, чтобы жесткость системы обечайка корпуса - кронштейн - агрегат была максимальной, увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение ребер жесткости из цельного листа металла позволяет приваривать последние к бобышке и обечайке корпуса, что увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение ребер жесткости симметрично относительно бобышки позволяет более равномерно распределять нагрузку с агрегата на область соединения с обечайкой корпуса, что повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение кронштейна в виде единой цельнолитой детали позволяет сократить количество сварных швов в детали, что повышает прочность и надежность узла в целом.

Приварка ребер жесткости к бобышке и обечайке корпуса турбомашины повышает жесткость соединения, относительно разъемного, например, фланцевого соединения, что повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение бобышки, отстоящей от обечайки корпуса, позволяет сократить количество сварных швов в детали, что повышает прочность и надежность узла в целом.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема реализации заявленного кронштейна, в частном случае реализации с отстоящей от обечайки корпуса бобышкой и обращенными выпуклой стороной к обечайке корпуса ребрами жесткости.

Кронштейн 1 крепления агрегата (не показан на фиг. 1) на обечайке корпуса 2 (фиг. 1), установлен на последней и содержит бобышку 3 и два ребра жесткости 4. Бобышка расположена между обечайкой корпуса 2 и агрегатом. Ребра жесткости 4, выполнены наклонными, криволинейными, как правило, обращенными выпуклой частью к обечайке корпуса 2 для уменьшения габаритов, снаружи бобышки 3 и выполнены расширяющимися к обечайке корпуса 2. Кроме того, один край ребер жесткости 4 соединен с бобышкой 3, а противоположный край ребер жесткости 4 соединен с обечайкой корпуса 2. При этом на бобышке 3 выполнено резьбовое отверстие 5 для болтового соединения с агрегатом, в частном случае реализации, которое может быть сквозным. Ребра жесткости 4 выполняют из цельного листа металла, что позволяет приваривать последние к бобышке 3 и обечайке корпуса 2 и что увеличивает жесткость соединения, повышает прочность и надежность узла в целом. Ребра жесткости 4, в зависимости от технологии изготовления кронштейна 1, могут быть выполнены отдельными деталями с бобышкой 3 и жестко соединяться с последней и обечайкой корпуса 2, например, сваркой, или быть единой деталью в случае получения кронштейна 1, к примеру, литьем. Удобно изготавливать кронштейн 1 с симметрично расположенными ребрами жесткости 4 относительно бобышки 3, с плоскостью симметрии, проходящей через ось резьбового отверстия 5, и разными значениями длины и ширины для обеспечения большей жесткости в одном из направлений. Из-за конструктивных особенностей корпуса ребра жесткости 3 могут быть выполнены и не симметричными.

При установке кронштейна 1 на обечайку корпуса 2 кронштейн 1 ориентируют так, чтобы обеспечить максимальную жесткость системы обечайка корпуса 2 - кронштейн 1 - агрегат, то есть перпендикулярно плоскости меньшей жесткости относительно агрегата. В частном случае реализации кронштейн 1 приваривается к обечайке корпуса 2. После чего обрабатывают опорную площадку на бобышке 3, сверлят отверстие 5, нарезают в последнем резьбу и устанавливают агрегат.

В процессе работы турбомашины кронштейн 1 за счет своей геометрии обеспечивает несовпадение собственных частот колебания агрегата относительно обечайки корпуса 2 с частотами установившихся режимов работы турбомашины, что исключает возможность длительных по времени опасных резонансных колебаний агрегата и образование трещин в области соединения ребер жесткости 4 с обечайкой корпуса 2.

Обеспечение требуемой жесткости кронштейна 1 за счет его геометрии и ориентации на обечайке корпуса 2 относительно устанавливаемого на него агрегата позволяет локально увеличить жесткость обечайки корпуса 2 турбомашины и приводит к повышению прочности и надежности узла соединения в случае динамической нагруженности, а именно при воздействии вибраций.