RU151390U1 - Крепление стабилизаторов пламени форсажной камеры авиационного газотурбинного двигателя - Google Patents

Abstract

1. Крепление стабилизаторов пламени форсажной камеры авиационного газотурбинного двигателя, содержащее деталь в форме желоба с внешней выпуклой и внутренней вогнутой поверхностями, отличающееся тем, что деталь в форме желоба выполнена из композиционного материала и с отверстиями, при этом крепление снабжено металлической деталью, имеющей изогнутое основание с размещенными на нем стержнями и соединенным с ними поперечным стержнем с проушинами, и изогнутой металлической пластиной с отверстиями, при этом металлическая деталь основанием и металлическая пластина расположены с возможностью сопряжения, соответственно, на выпуклой поверхности и вогнутой поверхности детали в форме желоба, причем деталь в форме желоба и металлическая деталь соединены друг с другом путем размещения стержней в соответствующих отверстиях детали в форме желоба и металлической пластины и их последующей фиксации.2. Крепление стабилизаторов пламени по п.1, отличающееся тем, что между деталью в форме желоба и пластиной с отверстиями или между деталью в форме желоба и основанием металлической детали может размещена, по меньшей мере, одна изогнутая пластина.3. Крепление стабилизаторов пламени по п.1, отличающееся тем, что между деталью в форме желоба и пластиной с отверстиями и между деталью в форме желоба и основанием металлической детали размещено, по меньшей мере, по одной изогнутой пластине.

Description

Полезная модель относится к машиностроению, в частности к форсажным камерам со стабилизацией пламени с помощью плохообтекаемых тел (СПОТ), и может быть использована в форсажных камерах авиационных газотурбинных двигателей при креплении стабилизаторов пламени.

Известно крепление кольцевых стабилизаторов пламени форсажной камеры авиационного газотурбинного двигателя, содержащее расположенную между кольцевыми стабилизаторами опорную металлическую деталь, выполняющую функцию радиального стабилизатора, в форме желоба с внешней выпуклой и внутренней вогнутой поверхностями и с выступом, снабженным двумя проушинами, к каждой из которых крепят один кольцевой стабилизатор (см. Технология эксплуатации, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей: Учеб. Пособие / Ю.С. Елисеев и др. - М.: Высш. Шк., 2002. - 355 с (с. 131-132)).

Под креплением понимается приспособление, служащее для скрепления, укрепления чего-либо (см. Большой толковый словарь русского языка. / Сост. и гл. ред. С.А. Кузнецов. - СПб.: «Норинт», 2000. - 1536 с. (с. 469)).

Недостатки известного крепления - значительная масса, ограниченный рабочий температурный диапазон из-за использования материала, имеющего допустимые рабочие температуры 900…1000°C, необходимость в охлаждении металлических элементов форсажной камеры, в том числе и опорной детали крепления, для обеспечения работоспособности двигателя при температурах свыше 1100°C со стороны фронта пламени.

Технический результат заявленной полезной модели - уменьшение массы, повышение рабочих температур и увеличение срока эксплуатации форсажной камеры.

Указанный технический результат достигается тем, что в креплении стабилизаторов пламени форсажной камеры авиационного газотурбинного двигателя, содержащем деталь в форме желоба с внешней выпуклой и внутренней вогнутой поверхностями, согласно полезной модели, деталь в форме желоба выполнена из композиционного материала и с отверстиями, при этом крепление снабжено металлической деталью, имеющей изогнутое основание с размещенными на нем стержнями и соединенным с ними поперечным стержнем с проушинами, и изогнутой металлической пластиной с отверстиями, при этом металлическая деталь основанием и металлическая пластина расположены с возможностью сопряжения, соответственно, на выпуклой поверхности и вогнутой поверхности детали в форме желоба, причем деталь в форме желоба и металлическая деталь соединены друг с другом путем размещения стержней в соответствующих отверстиях детали в форме желоба и металлической пластины и их последующей фиксации.

Указанная совокупность признаков является существенной, так как позволяет обеспечить выигрыш в массе и повысить жаропрочность крепления. Выполнение одной детали крепления из композиционного материала обусловлено тем, что именно деталь в форме желоба, выполняющая функцию радиальных стабилизаторов пламени, находится в «горячей» зоне (температура более 1100°C). Деталь, выполняющая силовую функцию, выполнена из металла, так как она расположена в «холодной» зоне (температура около 600°C), и материал выдерживает необходимые рабочие температуры; выполнять данную деталь из композиционного материала нецелесообразно, так как такие материалы не обладают достаточной прочностью для выполнения силовой функции. Металлическая пластина позволяет повысить прочность соединения, предохраняя деталь из композиционного материала от повреждений крепежными элементами, например гайками.

Между деталью в форме желоба и пластиной с отверстиями или между деталью в форме желоба и основанием металлической детали может быть размещена, по меньшей мере, одна изогнутая пластина, что позволяет дополнительно уменьшить вибрации и температурные расширения.

Между деталью в форме желоба и пластиной с отверстиями, также между деталью в форме желоба и основанием металлической детали может быть размещено, по меньшей мере, по одной изогнутой пластине, что позволяет дополнительно уменьшить вибрации и температурные расширения.

На фиг. 1 изображено крепление в сборе;

На фиг. 2 крепление в сборе (аксонометрия);

На фиг. 3 поперечный разрез фиг. 2

Крепление содержит деталь 1 в форме желоба с внешней выпуклой и внутренней вогнутой поверхностями, выполненную из композиционного материала, например, УККМ C/SiBCO и с отверстиями (не показаны). Также крепление содержит металлическую деталь, имеющую изогнутое основание 2 с размещенными на нем стержнями 3 и соединенным с ними поперечным стержнем 4 с проушинами 5, и изогнутую металлическую пластину 6 с отверстиями (не показаны). Основание 2 металлической детали расположено на выпуклой поверхности детали 1 и сопряжено с этой поверхностью. Металлическая пластина 6 расположена на вогнутой поверхности детали 1 в форме желоба и сопряжена с этой поверхностью. Деталь 1 в форме желоба и металлическая деталь соединены друг с другом путем размещения стержней 3 в соответствующих отверстиях детали 1 в форме желоба и металлической пластины 6 и их последующей фиксации, например, с использованием резьбы на стержнях и гайками 7. При этом форма выпуклой поверхности детали 1 и форма вогнутой поверхности основания 2 металлической детали, а также форма выпуклой поверхности пластины 6 и форма вогнутой поверхности детали 1 повторяют, соответственно, выпуклую и вогнутую формы детали 1 в форме желоба.

Проушины 5 выполнены для крепления к ним стабилизаторов пламени, например, кольцевых (не показаны). В детали 1 и/или основании 2, и/или пластине 6, по меньшей мере, одно из отверстий может иметь геометрические размеры и/или форму, отличную от остальных отверстий, что повышает прочностные характеристики в зоне соединения металл-неметалл путем повышения эффективности учета разницы температурных расширений при отсутствии смещения соединяемых деталей от эксплуатационных нагрузок. Все отверстия в креплении выполнены с учетом условий «собираемости», геометрических параметров частей металлической детали и действующих температур, при этом размеры отверстий и их количество выбирают для каждого конкретного случая в зависимости от рабочих температур, метода сборки, с учетом обеспечения необходимых зазоров - монтажного и компенсирующего температурные расширения, с учетом обеспечения минимального смещения соединяемых деталей друг относительно друга от эксплуатационных нагрузок, с учетом обеспечения свободы линейных температурных расширений металла и неметалла. По табличным данным выбирают монтажный зазор и рассчитывают коэффициенты температурных линейных расширений. Между деталью 1 в форме желоба и пластиной 6 или между деталью 1 и основанием 2 может быть размещена, по меньшей мере, одна изогнутая пластина (не показана). Между деталью 1 в форме желоба и пластиной 6 и между деталью 1 и основанием 2 может быть размещено, по меньшей мере, по одной изогнутой пластине (не показана).

Использование крепления рассмотрено на примере закрепления кольцевых стабилизаторов в форсажной камере с форкамерой авиационного газотурбинного двигателя.

Крепление собирают следующим образом.

Стержни 3 соединены со стержнем 4, например, при помощи сварки или выполнены за одно целое. Стержни 3 со стержнем 4 размещают в основании 2 металлической детали, например, при помощи резьбового соединения или сварки.

Размещая основание 2 на выпуклой поверхности детали 1, устанавливают стержни 3 в отверстиях детали 1, затем на выступающие концы стержней 3 надевают пластину 6, размещая стержни 3 в соответствующих отверстиях пластины 6. После на выступающие за пластину 6 концы стержней 3 навинчивают гайки 7, фиксируя, тем самым, все детали крепления друг относительно друга. Стабилизаторы к проушинам 5 крепят известным способом: путем размещения крепежных элементов, например, винт-гайка, заклепка, в проушинах 5 и проушинах, выполненных на каждом стабилизаторе.

Каждый стабилизатор закрепляют на форкамере известным способом с помощью известных средств: путем размещения крепежных элементов, например, винт-гайка, заклепка, в проушинах 5 и проушинах, выполненных на каждом стабилизаторе. После этого форкамеру крепят к корпусу форсажной камеры известными средствами, например при помощи тяг.

При отсутствии форкамеры или при ее расположении не между стабилизаторами, а в другом месте, и при выполнении стабилизаторов не кольцевыми, что обусловлено конструктивными особенностями двигателя, стабилизаторы закрепляют между собой предложенным креплением, и закрепленные между собой стабилизаторы также крепят к корпусу форсажной камеры известным способом и с помощью известных средств, например при помощи тяг (см, например, А.А. Иноземцев, В.Л. Сандрацкий. Газотурбинные двигатели. ОАО «Авиадвигатель», Пермь, 2006. - 1204 с. (с. 354, рис. 7.4.1_4, с. 355, рис. 7.4.1_5).

При работе двигателя, данное крепление стабилизаторов пламени позволяет выдержать температуру свыше 1100°C со стороны фронта пламени, что позволяет обеспечить повышение тяги двигателя, необходимые, требуемые силовые нагрузки и при этом избежать поломок из-за температурных расширений соединяемых деталей, выполненных из материалов с различными коэффициентами температурного расширения.

Claims (3)

1. Крепление стабилизаторов пламени форсажной камеры авиационного газотурбинного двигателя, содержащее деталь в форме желоба с внешней выпуклой и внутренней вогнутой поверхностями, отличающееся тем, что деталь в форме желоба выполнена из композиционного материала и с отверстиями, при этом крепление снабжено металлической деталью, имеющей изогнутое основание с размещенными на нем стержнями и соединенным с ними поперечным стержнем с проушинами, и изогнутой металлической пластиной с отверстиями, при этом металлическая деталь основанием и металлическая пластина расположены с возможностью сопряжения, соответственно, на выпуклой поверхности и вогнутой поверхности детали в форме желоба, причем деталь в форме желоба и металлическая деталь соединены друг с другом путем размещения стержней в соответствующих отверстиях детали в форме желоба и металлической пластины и их последующей фиксации.

2. Крепление стабилизаторов пламени по п.1, отличающееся тем, что между деталью в форме желоба и пластиной с отверстиями или между деталью в форме желоба и основанием металлической детали может размещена, по меньшей мере, одна изогнутая пластина.

3. Крепление стабилизаторов пламени по п.1, отличающееся тем, что между деталью в форме желоба и пластиной с отверстиями и между деталью в форме желоба и основанием металлической детали размещено, по меньшей мере, по одной изогнутой пластине.

Images