Результат интеллектуальной деятельности: РОТОР КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к области двигателестроения, в том числе к конструкциям стационарных двигателей наземного применения.

Известен комбинированный неразъемно-разъемный ротор компрессора газотурбинного двигателя, диски которого соединены сваркой по первым ступеням и болтовыми соединениями по последним ступеням компрессора [1].

Недостатком такой конструкции является низкая ремонтопригодность ротора компрессора, т.к. в случае повреждения одного из дисков заменить его сложно из-за наличия сварных соединений.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является ротор компрессора турбореактивного двухконтурного двигателя, в котором диски установлены на валу ротора с помощью прямоугольных шлиц и зафиксированы в осевом направлении гайкой и кольцевым замком [2].

Однако известная конструкция является низконадежной из-за ослабления резьбы вала пазами под кольцевой контровочный замок, который фиксируется выступами в пазах вала, выполненными в осевом направлении по резьбе, на которую накручивается гайка.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы ротора за счет повышения прочности закрепления рабочих колес на валу ротора.

Сущность изобретения заключается в том, что в роторе компрессора газотурбинного двигателя, включающем рабочие колеса и лабиринтный диск, установленные на валу с помощью прямоугольных шлиц и зафиксированные в осевом направлении гайкой и кольцевым замком, согласно изобретению кольцевой замок выполнен с осевыми выступами, ограниченными в окружном направлении выступами прямоугольных шлиц, а в радиальном направлении ступицей лабиринтного диска.

Прочность закрепления рабочих колес на валу ротора обеспечивается фиксацией кольцевого замке в прямоугольных шлицах вала, для чего замок выполнен с осевыми выступами. Поскольку при работе двигателя осевые выступы кольцевого замка находятся под действием значительных центробежных сил, то осевые выступы необходимо фиксировать в радиальном направлении ступицей примыкающего к замку лабиринтного диска.

Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами.

На фиг. 1 показан продольный разрез заявляемого ротора компрессора, на фиг. 2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде. Фиг.3 представляет сечение А-А на фиг.2.

Ротор компрессора 1 состоит из вала 2 и рабочих колес 3, установленных на валу 2 с помощью прямоугольных шлиц 4. На диске 5 последней ступени компрессора с помощью байонетного соединения 6 закреплен лабиринтный диск 7, установленный также на валу 2 с помощью прямоугольных шлиц 4.

В осевом направлении рабочие колеса 3 совместно с лабиринтным диском 7 зафиксированы с помощью гайки 8, которая законтрена с помощью кольцевого замка 9 путем отгибки кольцевого выступа 10 в пазы 11 гайки 8.

Кольцевой замок 9 выполнен с осевыми выступами 12, направленными в сторону примыкающего к замку диска 7 и зафиксированными в окружном направлении выступами 13 прямоугольных шлиц 14, а в радиальном направлении - внутренним диаметром ступицы 15 примыкающего к замку диска 7, для чего в ступице 7 выполнены выемки 16. При фиксации замка 9 резьба 17 на валу 2, на которую наворачивается гайка 8, не ослаблена осевыми пазами, что повышает прочность конструкции и надежность работы ротора.

Работает заявляемое устройство следующим образом.

При работе двигателя, например ПС-90А, на рабочие колеса 3 ротора компрессора действуют газовые силы (до 30 тонн), которые передаются на гайку 8. Затяжка производится с усилием ≈60 тонн, что требует повышенной прочности резьбы 17 на валу 2.

Кольцевой замок 9 зафиксирован в окружном направлении с помощью осевых выступов 12, которые ограничены в окружном направлении выступами 13 прямоугольных шлиц 14, а в радиальном направлении - ступицей 15 примыкающего лабиринтного диска 7. Резьба 17 вала 2 не ослаблена пазами, а замок 9 надежно фиксируется в заявляемой конструкции.

Источники информации
1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с. 66, рис.3.10.

2. Патент РФ 2036312 F 01 D 11/02, 1995 г.