RU2186258C2

RU2186258C2 - Compressor rotor of gas turbine engine

Info

Publication number: RU2186258C2
Application number: RU2000111664A
Authority: RU
Inventors: А.И. Тункин; Н.А. Аликин; В.А. Кузнецов
Original assignee: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: mechanical engineering; stationary engines of ground application. SUBSTANCE: according to invention in rotor of compressor of gas turbine engine including impellers and labyrinth disk installed on shaft by means of rectangular splines and axially fixed by nut and ring lock, ring lock is provided with axial projections limited circumferentially by projections of rectangular splines, and in radial direction, by hub of labyrinth disk. EFFECT: improved reliability of rotor owing to increased strength of fastening of impellers on rotors shaft. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области двигателестроения, в том числе к конструкциям стационарных двигателей наземного применения. The invention relates to the field of engine construction, including the design of stationary engines for land applications.

Известен комбинированный неразъемно-разъемный ротор компрессора газотурбинного двигателя, диски которого соединены сваркой по первым ступеням и болтовыми соединениями по последним ступеням компрессора [1]. Known combined one-piece rotor of the compressor of a gas turbine engine, the disks of which are connected by welding in the first stages and bolted joints in the last stages of the compressor [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. The disadvantage of this design is the low maintainability of the compressor rotor, because in case of damage to one of the disks, it is difficult to replace it due to the presence of welded joints.

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]. Closest to the technical nature of the claimed is the rotor of the compressor of a turbojet bypass engine, in which the disks are mounted on the rotor shaft using rectangular slots and axially fixed with a nut and a ring lock [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. However, the known design is unreliable due to the weakening of the thread of the shaft with grooves under the annular lock lock, which is fixed by protrusions in the grooves of the shaft, made in the axial direction along the thread on which the nut is screwed.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы ротора за счет повышения прочности закрепления рабочих колес на валу ротора. The technical problem solved by the invention is to increase the reliability of the rotor by increasing the strength of the fastening of the impellers on the rotor shaft.

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. The essence of the invention lies in the fact that in the rotor of the compressor of a gas turbine engine, including impellers and a labyrinth disk mounted on a shaft with rectangular slots and fixed in the axial direction by a nut and ring lock, according to the invention, the ring lock is made with axial protrusions bounded in the circumferential direction protrusions of rectangular slots, and in the radial direction of the hub of the labyrinth disk.

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. The strength of the fixing of the impellers on the rotor shaft is provided by fixing the annular lock in the rectangular splines of the shaft, for which the lock is made with axial protrusions. Since when the engine is running, the axial protrusions of the ring lock are subject to significant centrifugal forces, the axial protrusions must be fixed in the radial direction with the hub of the labyrinth disk adjacent to the castle.

Изобретение проиллюстрировано следующими чертежами. The invention is illustrated by the following drawings.

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. In FIG. 1 shows a longitudinal section through the inventive compressor rotor; FIG. 2 - element I in figure 1 in an enlarged view. Figure 3 is a section aa in figure 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. The compressor rotor 1 consists of a shaft 2 and impellers 3 mounted on a shaft 2 using rectangular slots 4. A labyrinth disk 7 is mounted on the disk 5 of the last compressor stage by means of a bayonet connection 6, also mounted on the shaft 2 using rectangular slots 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. In the axial direction, the impellers 3 together with the labyrinth disk 7 are fixed with a nut 8, which is locked with an annular lock 9 by bending the annular protrusion 10 into the grooves 11 of the nut 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. The annular lock 9 is made with axial protrusions 12 directed toward the side of the disk 7 adjacent to the lock and secured in the circumferential direction by the protrusions 13 of the rectangular slots 14, and in the radial direction by the inner diameter of the hub 15 of the disk 7 adjacent to the lock, for which recesses are made in the hub 7 16. When locking the lock 9, the thread 17 on the shaft 2, on which the nut 8 is screwed, is not weakened by axial grooves, which increases the structural strength and reliability of the rotor.

Работает заявляемое устройство следующим образом. The claimed device operates as follows.

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. When the engine is operating, for example, PS-90A, gas forces (up to 30 tons) act on the impellers 3 of the compressor rotor and are transmitted to nut 8. Tightening is performed with a force of ≈60 tons, which requires increased strength of thread 17 on shaft 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. The ring lock 9 is fixed in the circumferential direction with the help of axial protrusions 12, which are limited in the circumferential direction by the protrusions 13 of the rectangular slots 14, and in the radial direction by the hub 15 of the adjacent labyrinth disk 7. The thread 17 of the shaft 2 is not weakened by grooves, and the lock 9 is securely fixed in the claimed design.

Источники информации
1. С. А. Вьюнов. Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей. - М.: Машиностроение, 1989, с. 66, рис.3.10.Sources of information
1. S. A. Vyunov. Design and engineering of aircraft gas turbine engines. - M.: Mechanical Engineering, 1989, p. 66, Fig. 3.10.

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

Claims

The compressor rotor of a gas turbine engine, including impellers and a labyrinth disk mounted on a shaft using rectangular slots and axially fixed with a nut and an annular lock, characterized in that the annular lock is made with axial protrusions, rectangular protrusions bounded in the circumferential direction, and in radial direction - the hub of the labyrinth disk.