RU2330168C2

RU2330168C2 - Turbine and gas turbine engine compressor coupling assembly

Info

Publication number: RU2330168C2
Application number: RU2006130236/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Иванович Рокка (RU); Николай Иванович Рокка; Юрий Александрович Крючков (RU); Юрий Александрович Крючков; Сергей Александрович Харин (RU); Сергей Александрович ХАРИН; Леонид Григорьевич Красинский (RU); Леонид Григорьевич Красинский
Original assignee: Открытое акционерное общество "Авиадвигатель"
Priority date: 2006-08-21
Filing date: 2006-08-21
Publication date: 2008-07-27
Also published as: RU2006130236A

Abstract

FIELD: engines and pumps.

SUBSTANCE: invention relates to transmission assemblies coupling the turbine rotors with the gas turbine engine compressor. The assembly coupling the turbine and gas turbine engine compressor shafts incorporates a countershaft with its front tail spline-jointed with the compressor shaft and a rear tail coupled with the turbine shaft. A centering ring is arranged in the countershaft tail annular groove, on the spline outer diameter. The countershaft front end faces and those of the centering ring feature, at least, one recess aligned in assembly. The centering ring inner surface has, at least, one ledge accommodated in the tail spline slot. The said ledge height makes 0.5 to 2.0 of the compressor splined shaft absolute value.

EFFECT: higher engine reliability made possible by removal of oil from the compressor shaft chamber and by ruling out the coking and ignition of oil.

6 dwg

Description

Изобретение относится к трансмиссии, соединяющей роторы турбины и компрессора газотурбинного двигателя.The invention relates to a transmission connecting the rotors of a turbine and a compressor of a gas turbine engine.

Известен узел соединения валов газогенератора, включающий промежуточный вал, соединенный передним концом с помощью шлицевого соединения с валом компрессора, а задним концом через шлицевую муфту с валом турбины [Патент РФ №1563302, F02C 7/00, 1994 г.].A known node connecting the shafts of the gas generator, including an intermediate shaft connected by the front end using a spline connection to the compressor shaft, and the rear end through a spline coupling with a turbine shaft [RF Patent No. 1563302, F02C 7/00, 1994].

Недостатком известной конструкции является ненадежность крепления промежуточного вала компрессора и увеличенные зазоры между статором и ротором турбины и, следовательно, низкий к.п.д. газотурбинного двигателя.A disadvantage of the known design is the unreliability of the mounting of the intermediate shaft of the compressor and the increased gaps between the stator and the rotor of the turbine and, therefore, low efficiency gas turbine engine.

Наиболее близким к заявляемому является узел соединения валов турбины и компрессора, содержащий промежуточный вал, в кольцевую проточку переднего хвостовика которого установлено центрирующее кольцо [Патент РФ №2190110, F02C 7/36, 2002 г.].Closest to the claimed is a node connecting the shafts of the turbine and compressor, containing an intermediate shaft, in the annular groove of the front shank of which a centering ring is installed [RF Patent No. 2190110, F02C 7/36, 2002].

Однако известная конструкция не обеспечивает высокую надежность работы двигателя из-за затрудненного сброса масла из полости вала компрессора, которая приводит к попаданию масла в полость между дисками последних ступеней, его возгоранию или коксованию внутри вала.However, the known design does not provide high reliability of the engine due to the difficult discharge of oil from the cavity of the compressor shaft, which leads to the ingress of oil into the cavity between the disks of the last stages, its ignition or coking inside the shaft.

Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в повышении надежности работы за счет сброса масла из полости вала компрессора и исключения коксования и возгорания масла.The technical problem to which the invention is directed is to increase the reliability of operation by dumping oil from the cavity of the compressor shaft and eliminating coking and oil fire.

Сущность изобретения заключается в том, что узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя содержит промежуточный вал, передний хвостовик которого шлицами соединен с валом компрессора, задний хвостовик соединен с валом турбины, на наружном диаметре шлицев в кольцевой проточке переднего хвостовика промежуточного вала установлено центрирующее кольцо.The essence of the invention lies in the fact that the node connecting the shafts of the turbine and the compressor of the gas turbine engine contains an intermediate shaft, the front shank of which is connected to the compressor shaft by splines, the rear shank is connected to the turbine shaft, and a centering ring is installed on the outer diameter of the splines in the annular groove of the front shaft of the intermediate shaft.

Согласно изобретению на передних торцах промежуточного вала и центрирующего кольца выполнены по меньшей мере по одной выборке, совмещенные при сборке, на внутренней поверхности центрирующего кольца выполнен по меньшей мере один выступ, который расположен в пазу шлица хвостовика, при этом высота выступа составляет 0,5-2,0 величины модуля шлицев вала компрессора.According to the invention, at the front ends of the intermediate shaft and the centering ring are made at least one sample, aligned during assembly, at least one protrusion is made on the inner surface of the centering ring, which is located in the groove of the slot of the shank, while the height of the protrusion is 0.5- 2.0 magnitude of the compressor splines shaft module.

Сброс масла из полости вала компрессора обеспечен установкой центрирующего кольца в промежуточный вал таким образом, чтобы выборки на передних торцах вала и центрирующего кольца совмещались. При этом выступ центрирующего кольца должен входить во впадину шлицев, препятствуя проворачиванию центрирующего кольца.Oil discharge from the compressor shaft cavity is provided by installing a centering ring in the intermediate shaft so that the samples at the front ends of the shaft and the centering ring are aligned. In this case, the protrusion of the centering ring should enter the groove of the splines, preventing the centering ring from turning.

Высота выступа h на внутренней поверхности центрирующего кольца составляет 0,5-2,0 величины модуля m шлицев вала компрессора.The height of the protrusion h on the inner surface of the centering ring is 0.5-2.0 magnitude module m splines of the compressor shaft.

При h<0,5m мал контакт выступа с боковыми поверхностями шлицев вала компрессора, а в случае h>2,0m не обеспечена сборка центрирующего кольца с валом компрессора.For h <0.5m, the contact of the protrusion with the side surfaces of the splines of the compressor shaft is small, and in the case of h> 2.0m the assembly of the centering ring with the compressor shaft is not ensured.

Изобретение проиллюстрировано фигурами 1-6.The invention is illustrated in figures 1-6.

На фиг.1 показан общий вид заявляемой конструкции внутри газотурбинного двигателя.Figure 1 shows a General view of the claimed design inside a gas turbine engine.

На фиг.2 представлен узел соединения валов турбины и компрессора газотурбинного двигателя.Figure 2 presents the node connecting the shafts of the turbine and the compressor of a gas turbine engine.

На фиг.3 показан разрез А-А на фиг.2, а на фиг.4 - вид Г на фиг.2.Figure 3 shows a section aa in figure 2, and figure 4 is a view of g in figure 2.

На фиг.5 - вид Б на фиг.3, на фиг.6 - вид В на фиг.2.In Fig.5 - view B in Fig.3, Fig.6 - view C in Fig.2.

Газотурбинный двигатель 1 включает следующие узлы: статор 2, в котором установлены шарикоподшипник 3 и роликоподшипник 4, ротор компрессора 5 и консольный ротор турбины 6. Вал 7 компрессора 5 и вал 8 ротора турбины 6 соединены между собой с помощью промежуточного вала 9, соединенного с валом 7 компрессора 5 передним хвостовиком 10 с помощью шлицев 11, а задним хвостовиком 12 через шлицевую муфту 13 с валом 8 турбины 6.The gas turbine engine 1 includes the following nodes: a stator 2, in which a ball bearing 3 and a roller bearing 4 are installed, a compressor rotor 5 and a cantilever rotor of a turbine 6. The shaft 7 of the compressor 5 and the shaft 8 of the turbine 6 rotor are interconnected by means of an intermediate shaft 9 connected to the shaft 7 of the compressor 5 by the front shank 10 using the slots 11, and the rear shank 12 through the spline coupling 13 with the shaft 8 of the turbine 6.

Осевое усилие от ротора турбины 6 на промежуточный вал 9 передается через резьбовую втулку 14 на внутреннее и наружное сферические кольца 15 и 16, шлицевую муфту 13 и шлицевую гайку 17. Промежуточный вал 9 фиксируется в осевом направлении с помощью гайки 18, при этом вал 9 упирается кольцевым буртиком 19 в радиально-упорный шариковый подшипник 3.The axial force from the rotor of the turbine 6 to the intermediate shaft 9 is transmitted through a threaded sleeve 14 to the inner and outer spherical rings 15 and 16, the spline sleeve 13 and the spline nut 17. The intermediate shaft 9 is axially fixed with a nut 18, while the shaft 9 abuts ring shoulder 19 in an angular contact ball bearing 3.

В радиальном направлении передний хвостовик вала 9 фиксируется относительно вала 7 компрессора 5 с помощью центрирующего кольца 20. Центрирующее кольцо 20 установлено своим внутренним диаметром на наружный диаметр шлицев 11 вала 7, а наружным диаметром - в кольцевой проточке 21 переднего хвостовика 10 промежуточного вала 9 перед шлицами 11 и центрирующим радиальным выступом 22, выполненным за шлицами 11.In the radial direction, the front shaft end of the shaft 9 is fixed relative to the shaft 7 of the compressor 5 using the centering ring 20. The centering ring 20 is installed with its inner diameter on the outer diameter of the splines 11 of the shaft 7, and the outer diameter in the annular groove 21 of the front shaft 10 of the intermediate shaft 9 in front of the splines 11 and a centering radial protrusion 22 made behind the slots 11.

На переднем торце промежуточного кольца 20 и переднем торце промежуточного вала 9 выполнены по меньшей мере по одной выборке 24, которые совмещаются при сборке. На внутренней поверхности центрирующего кольца 20 выполнен по меньшей мере один выступ 23, который при сборке заходит в паз шлица 11 хвостовика 10 на валу 7. Высота h выступа 23 составляет 0,5-2,0 величины модуля m шлицев 25 вала 7 компрессора 5.At the front end of the intermediate ring 20 and the front end of the intermediate shaft 9 are made of at least one sample 24, which are combined during assembly. At least one protrusion 23 is made on the inner surface of the centering ring 20, which, when assembled, fits into the groove of the slot 11 of the shank 10 on the shaft 7. The height h of the protrusion 23 is 0.5-2.0 of the magnitude of the module m of the splines 25 of the shaft 7 of the compressor 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Центрирующее кольцо 20 установлено при сборке в промежуточный вал 9 таким образом, что выборки 24 на торцах вала 9 и кольца 20 совмещаются, а выступ 23 входит в паз шлица 11, препятствуя проворачиванию центрирующего кольца 20.The centering ring 20 is installed during assembly in the intermediate shaft 9 so that the samples 24 at the ends of the shaft 9 and the rings 20 are aligned, and the protrusion 23 enters the groove of the slot 11, preventing the centering ring 20 from turning.

Масло попадает во внутреннюю полость вала 9 и далее просачивается между гайкой 18 и валом 7, между шлицами 11 валов 20 и промежуточного вала 9 сбрасывается в кожух вала (не показан).Oil enters the internal cavity of the shaft 9 and then seeps between the nut 18 and the shaft 7, between the splines 11 of the shafts 20 and the intermediate shaft 9 is discharged into the shaft casing (not shown).

Claims

A node for connecting the shafts of the turbine and the compressor of the gas turbine engine, comprising an intermediate shaft, the front shank of which is connected to the compressor shaft by splines, the rear shank is connected to the turbine shaft, a centering ring is installed on the outer diameter of the splines in the annular groove of the front shaft of the intermediate shaft, characterized in that the front the ends of the intermediate shaft and the centering ring are made of at least one sample, combined during assembly, on the inner surface of the centering ring nen at least one protrusion which is arranged in the recess groove of the shank, wherein the protrusion height is 0.5-2.0 magnitude module slots compressor shaft.