RU2241842C1 - Turbine rotor support of gas-turbine engine - Google Patents
Turbine rotor support of gas-turbine engineInfo
- Publication number
- RU2241842C1 RU2241842C1 RU2003114156/06A RU2003114156A RU2241842C1 RU 2241842 C1 RU2241842 C1 RU 2241842C1 RU 2003114156/06 A RU2003114156/06 A RU 2003114156/06A RU 2003114156 A RU2003114156 A RU 2003114156A RU 2241842 C1 RU2241842 C1 RU 2241842C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- rods
- support
- pair
- gas
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области авиационного двигателестроения, а именно к устройствам опор турбин газотурбинных двигателей, предназначенных преимущественно для летательных аппаратов (далее л.а.).The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, and in particular to support devices for turbines of gas turbine engines, designed primarily for aircraft (hereinafter referred to as L.A.).
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).A known support of a turbine of a gas turbine engine (GTE), comprising a bearing housing connected to the power housing of the turbine by tie rods passing through the internal cavities of the blades of the nozzle apparatus (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.A known support is located in front of the impeller of a high pressure turbine, and the axial loads in it are perceived by a support cone mounted on the bearing housing and the combustion chamber. However, when the turbine support is located in the space between the impellers of the high and low pressure turbines, this design of the support, due to the limited axial space, is practically not feasible, and in most design schemes of two-rotor engines, especially those with a high pressure turbine impeller cooling system, the turbine support is located It is in the interdisc space. At the same time, for engines used for HP, in contrast to engines for stationary gas turbine installations, the support perception arising during the evolution of HP axial loads are imperative.
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.In addition, when switching from one engine operation mode to another, the temperature of the elements of the outer turbine housing and the bearing housing is different, which results in radial deformations of these elements, which, when they are rigidly attached to each other, lead to the appearance of temperature stresses. This can lead to the destruction of the support elements and, thereby, reduces the reliability of its work.
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.The objective of the claimed invention is to increase the reliability of a turbine engine support, by ensuring that the support elements perceive axial loads and torque from the support plane arising on the engine during the evolution of the aircraft, as well as eliminate temperature stresses arising in the support elements.
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.The technical result is achieved by the fact that in the support of the turbine rotor of a gas turbine engine, comprising a bearing housing connected to the power housing of the turbine by connecting rods passing through the internal cavities of the nozzle vanes, the longitudinal axis of the connecting rods are inclined relative to the plane of the cross section of the support, and the inclination of each pair of adjacent rods relative to this plane is directed in different directions.
Кроме того, в опоре ротора турбины газотурбинного двигателя может иметь место следующее:In addition, the following may occur in the turbine rotor support of a gas turbine engine:
- места соединения каждой пары соседних стяжных стержней с силовым корпусом турбины смещены друг относительно друга в продольном направлении;- the joints of each pair of adjacent tie rods with the turbine power housing are offset relative to each other in the longitudinal direction;
- места соединения каждой пары соседних стяжных стержней с корпусом подшипника смещены друг относительно друга в продольном направлении;- the joints of each pair of adjacent tie rods with the bearing housing are offset relative to each other in the longitudinal direction;
- через внутреннюю полость одной лопатки соплового аппарата проходит пара стяжных стержней;- a couple of tie rods passes through the internal cavity of one blade of the nozzle apparatus;
- на стяжных стержнях установлены упругие элементы.- elastic elements are installed on the tie rods.
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.The inclination of each pair of tie rods in different directions relative to the plane of the cross-section of the support ensures the presence of an angle between the power elements in each pair of adjacent rods and, thereby, forms a power structure that accepts axial loads.
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.In one of the special cases of the support, when the joints of each pair of adjacent tie rods with the turbine power housing are displaced relative to each other in the longitudinal direction, each pair of power elements forms a power triangle in the plane with an apex located on the bearing housing in the bearing cross section.
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.Simultaneous longitudinal relative displacements of the joints of each pair of adjacent tie rods with the bearing housing and the joints of each pair of adjacent tie rods with the turbine power housing ensures that the rods intersect in the plane, which allows the power rods to be placed in a more limited space allocated for the support, while maintaining the presence of a given angle between the longitudinal axes of adjacent rods.
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.The passage of two tie rods through the internal cavity of one nozzle blade allows to use twice the number of power elements in the connection of the turbine housing with the bearing housing, thereby increasing the reliability of the support.
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.The installation of elastic elements on the tie rods makes it possible to compensate for the radial displacements of the bearing housing relative to the turbine power housing resulting from different temperatures of their heating, thereby reducing temperature stresses on stationary and, in particular, variable engine operating modes, which also increases reliability support work.
Изобретение поясняется графически, где на чертеже изображен общий вид опоры турбины.The invention is illustrated graphically, where the drawing shows a General view of the support of the turbine.
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.A turbine support of a gas turbine engine comprises a turbine power housing 1, a bearing housing 2, and tie rods 3 connecting the housings 1 and 2. The rods 3 pass through the internal cavities of the nozzle vanes 4. One or a pair of tie rods 3 can pass through the internal cavity of one nozzle blade 4. The longitudinal axis 5 of the tie rods are inclined relative to the cross-section of the support, and in each pair of adjacent rods, the axis 5 is inclined in different directions. As a result of this tilt, the rods 3 in each pair form an angle in the plane or cross. On the rods 3, for example, in the place of their attachment to the housing 1, elastic elements 6 are installed, which can be made, for example, in the form of Belleville springs.
Работа опоры осуществляется следующим образом.The work of the support is as follows.
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.In the process of engine operation, the radial load acting on the support is perceived due to the fact that one half of the rods 3 is stretched and the other half is compressed, while the force along the rods is distributed according to the law of cosine.
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.Due to the location of the tie rods in the support at an angle relative to each other, each pair of adjacent rods forms a force triangle in the plane. In this triangle, when an axial force is applied to the support, one of the rods works in compression and the other in tension, resulting in a reactive force in the triangle. The sum of the axial components of the reactive forces arising in each pair of rods is equal in magnitude to the effective axial load. Thus, the support perceives axial load.
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.In addition, in most designs of known engines with a rotor bearing, the bearing is located with the offset relative to the middle section of the bearing, which leads to the appearance of a bending moment from the plane of the bearing, which during the evolution of L. has a significant value. This moment is converted into a pair of axial forces, which are perceived by the support as perceived axial load.
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.The mutual radial displacement of the housings 1 and 2, which occurs during transient engine operation due to the difference in temperature, is compensated by a change in the length of the elastic elements 6, and the tension of the rods 3, tightening the housings 1 and 2, is selected so that any temperature gradient between the housings 1 and 2 did not lead to a relaxation of the junction of the rods 3 with these bodies.
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.The invention improves the reliability of the support of a turbine engine turbine, due to the perception by the support elements of axial loads that occur on the engine during the evolution of the aircraft, as well as by compensating for the radial movement of the bearing housing relative to the power housing of the turbine.
Источники информацииSources of information
Патент Великобритании №2229229А, МПК 7 F 02 С 7/06, 1990 г.UK patent No. 2229229A, IPC 7 F 02 C 7/06, 1990
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003114156/06A RU2241842C1 (en) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | Turbine rotor support of gas-turbine engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003114156/06A RU2241842C1 (en) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | Turbine rotor support of gas-turbine engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003114156A RU2003114156A (en) | 2004-11-10 |
RU2241842C1 true RU2241842C1 (en) | 2004-12-10 |
Family
ID=34388062
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003114156/06A RU2241842C1 (en) | 2003-05-16 | 2003-05-16 | Turbine rotor support of gas-turbine engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2241842C1 (en) |
-
2003
- 2003-05-16 RU RU2003114156/06A patent/RU2241842C1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9127565B2 (en) | Apparatus comprising a CMC-comprising body and compliant porous element preloaded within an outer metal shell | |
JP5080044B2 (en) | Sacrificial inner shroud liner for gas turbine engines | |
US10293950B2 (en) | Aircraft engine case shock mount | |
US7762087B2 (en) | Rotatable integrated segmented mid-turbine frames | |
RU2483004C2 (en) | Attachment of multistage turbojet to aircraft | |
US8944765B2 (en) | Bellows type sealing device for partition penetration by a connecting rod of a turboprop fan blade orientation control system | |
US20090169375A1 (en) | Device for stiffening the stator of a turbomachine and application to aircraft engines | |
US10876430B2 (en) | Mount assembly | |
EP2935839A1 (en) | Turbine engine gearbox mount with multiple fuse joints | |
EP2935840A2 (en) | Mount with an axial upstream linkage for connecting a gearbox to a turbine engine case | |
US8608427B2 (en) | Arrangement for optimising the running clearance for turbomachines | |
RU2668511C2 (en) | Fan disk for a jet engine and jet engine | |
KR20080042760A (en) | Arrangement having a turbomachine, a cooler and a carrying frame | |
JP2008519580A (en) | Electromechanical equipment | |
RU2241842C1 (en) | Turbine rotor support of gas-turbine engine | |
US10731567B2 (en) | Mount structure for an aircraft ancillary engine unit | |
US20160305322A1 (en) | De-Icing Splitter Lip for Axial Turbomachine Compressor | |
US8684659B2 (en) | Rotating blade system for a row of rotating blades of a turbomachine | |
US6174130B1 (en) | Movable shaft assembly | |
RU1806302C (en) | Axial bearing unit with misalignment compensation | |
US20200248615A1 (en) | Turbocharger with a Casing and Internal Combustion Engine | |
EP3222825A1 (en) | Link setting assembly and method | |
CN1119510C (en) | Turbo machine with an inner housing and an outer housing | |
EP2877727B1 (en) | Top hat bearing retainer for variable vane actuator | |
EP2514928B1 (en) | Compressor inlet casing with integral bearing housing |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20130926 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |