RU2369746C1 - Gas turbine engine rotor - Google Patents
Gas turbine engine rotor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2369746C1 RU2369746C1 RU2008102810/06A RU2008102810A RU2369746C1 RU 2369746 C1 RU2369746 C1 RU 2369746C1 RU 2008102810/06 A RU2008102810/06 A RU 2008102810/06A RU 2008102810 A RU2008102810 A RU 2008102810A RU 2369746 C1 RU2369746 C1 RU 2369746C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- disk
- flange
- stage
- disks
- turbine rotor
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к конструкциям роторов турбин авиационных газотурбинных двигателей.The invention relates to designs of rotors of turbines of aircraft gas turbine engines.
Известен ротор турбины газотурбинного двигателя, в котором диск последней ступени зафиксирован на радиальном фланце вала болтовым соединением, а остальные диски зафиксированы в осевом направлении стяжным болтом (Патент РФ №2263809, F02C 7/28, 2008). Недостатком такой конструкции является невозможность размещения внутри ротора турбины дополнительного вала, например вала ротора турбины низкого давления.A turbine rotor of a gas turbine engine is known, in which the disk of the last stage is fixed on the radial flange of the shaft by a bolt joint, and the remaining disks are axially fixed by a coupling bolt (RF Patent No. 2263809, F02C 7/28, 2008). The disadvantage of this design is the inability to place an additional shaft, for example, a low-pressure turbine rotor shaft, inside the turbine rotor.
Наиболее близкой к заявляемой является конструкция ротора турбины газотурбинного двигателя, в котором диск первой ступени зафиксирован на радиальном фланце вала осевыми болтами, диск второй ступени зафиксирован в осевом направлении на фланце вала гайкой и в окружном направлении - осевыми штифтами, а ступицы переднего и заднего промежуточных дисков зафиксированы на валу кольцевыми фланцами (Патент РФ №2232901, F01D 5/02, 2004).Closest to the claimed one is the design of the turbine rotor of a gas turbine engine, in which the first-stage disk is fixed on the radial shaft flange with axial bolts, the second-stage disk is fixed axially on the shaft flange with a nut and in the circumferential direction by axial pins, and the hubs of the front and rear intermediate disks fixed on the shaft by annular flanges (RF Patent No. 2232901, F01D 5/02, 2004).
Недостатками известной конструкции являются недостаточные надежность и технологичность при сборке из-за низкой прочности дисков первой и второй ступеней, ширина ступиц которых ограничена радиальным фланцем вала и элементами крепления дисков к нему, а также кольцевыми фланцами фиксации промежуточных дисков.The disadvantages of the known design are the lack of reliability and manufacturability during assembly due to the low strength of the disks of the first and second stages, the width of the hubs of which is limited by the radial flange of the shaft and the fastening elements of the disks to it, as well as ring flanges for fixing the intermediate disks.
Техническая задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в повышении надежности и технологичности ротора турбины газотурбинного двигателя за счет повышения прочности дисков первой и второй ступеней ротора и облегчения процесса сборки.The technical problem to which the present invention is directed is to increase the reliability and manufacturability of the turbine rotor of a gas turbine engine by increasing the strength of the disks of the first and second stages of the rotor and facilitating the assembly process.
Сущность изобретения заключается в том, что в роторе турбины газотурбинного двигателя с дисками первой и второй ступеней и установленными в междисковой полости передним и задним промежуточным дисками, согласно формуле изобретения диск первой ступени выполнен с Г-образным фланцем, фланец диска второй ступени выполнен с упругим элементом, конусной внутренней поверхностью и по внешней поверхности с кольцевым ребром осевой фиксации ступицы заднего промежуточного диска. Соединение фланцев дисков первой и второй ступеней осуществляют с помощью осевых шпилек и гаек, при этом фланец диска второй ступени включает множество расположенных напротив каждого соединения фланцев радиальных окон, поперечное сечение которых имеет форму равнобокой трапеции со скругленными углами и широким основанием со стороны гаек. Один из дисков закреплен на валу ротора турбины шлицевым соединением.The essence of the invention lies in the fact that in the rotor of a turbine of a gas turbine engine with disks of the first and second stages and front and rear intermediate disks installed in the interdisc cavity, according to the claims, the first stage disk is made with an L-shaped flange, the second stage disk flange is made with an elastic element , conical inner surface and on the outer surface with an annular rib of axial fixation of the hub of the rear intermediate disk. The connection of the flanges of the disks of the first and second stages is carried out using axial studs and nuts, while the flange of the disk of the second stage includes a plurality of radial windows located opposite each connection, the cross section of which has the shape of an isosceles trapezoid with rounded corners and a wide base on the side of the nuts. One of the disks is mounted on the shaft of the turbine rotor with a spline connection.
Поскольку диск первой ступени нагружен меньшими по сравнению с диском второй ступени центробежными силами из-за меньшей массы первой рабочей лопатки по сравнению со второй рабочей лопаткой, то осевая ширина ступицы диска первой ступени позволяет выполнять фланец его крепления к диску второй ступени Г-образным. Такое выполнение обеспечивает качественную затяжку гаек на шпильках со стороны диска первой ступени при сборке ротора турбины, что повышает надежность ротора турбины.Since the disk of the first stage is loaded with smaller centrifugal forces compared to the disk of the second stage due to the lower mass of the first working blade compared to the second working blade, the axial width of the hub of the disk of the first stage allows the flange of its attachment to the second stage disk to be L-shaped. This embodiment provides high-quality tightening of the nuts on the studs from the side of the disk of the first stage when assembling the turbine rotor, which increases the reliability of the turbine rotor.
Выполнение фланца диска второй ступени с упругим элементом между самим фланцем и ступицей диска позволяет за счет деформации упругого элемента снизить напряжение во фланце при различных температурных радиальных перемещениях ступицы и фланца.The implementation of the flange of the disk of the second stage with an elastic element between the flange itself and the hub of the disk allows, due to the deformation of the elastic element, to reduce the stress in the flange at various temperature radial movements of the hub and flange.
Так как по технологическим соображениям невозможно изготовить диск второй ступени с Г-образным фланцем аналогично диску первой ступени, то фланец диска второй ступени выполняют с радиальными окнами, в которых размещаются гайки крепления фланца диска второй ступени. При этом поперечное сечение окон имеет форму равнобокой трапеции со скругленными углами и широким основанием со стороны гаек.Since, for technological reasons, it is impossible to manufacture a second-stage disk with an L-shaped flange similarly to a first-stage disk, the second-stage disk flange is made with radial windows in which the fastening nuts of the second-stage disk flange are located. In this case, the cross section of the windows has the shape of an isosceles trapezoid with rounded corners and a wide base on the side of the nuts.
Такое выполнение окон, расположенных напротив каждого соединения фланцев, позволяет выполнить перемычки между окнами равнопрочными по длине и разместить необходимое для надежного крепления диска количество гаек со шпильками. Одновременно обеспечивается возможность наворачивания гаек через окна, которые в поперечных сечениях повторяют контуры гаек, облегчая процесс сборки.This embodiment of the windows located opposite each flange connection allows you to make jumpers between the windows with equal strength along the length and place the number of nuts with studs necessary for reliable mounting of the disk. At the same time, it is possible to screw nuts through windows, which in cross sections repeat the contours of the nuts, facilitating the assembly process.
Выполнение фланца диска второй ступени по внешней поверхности с кольцевым ребром осевой фиксации ступицы заднего промежуточного диска позволяет исключить вибрацию переднего и заднего промежуточного дисков, что повышает надежность ротора турбины. Конусная внутренняя поверхность позволяет выполнить диск второй ступени с максимальной осевой шириной ступицы, повышая прочность диска и надежность ротора турбины.The implementation of the flange of the disk of the second stage on the outer surface with an annular rib of axial fixation of the hub of the rear intermediate disk eliminates the vibration of the front and rear intermediate disks, which increases the reliability of the turbine rotor. The conical inner surface allows the second stage disc to be made with a maximum axial hub width, increasing the strength of the disc and the reliability of the turbine rotor.
Соединение фланцев дисков первой и второй ступеней с помощью осевых шпилек с гайками позволяет обеспечить надежное соединение дисков ротора турбины при минимальном осевом расстоянии между ступицами дисков, равном осевому габариту гайки, тем самым повысить надежность ротора турбины вследствие упрочнения дисков.The connection of the flanges of the disks of the first and second stages with the help of axial studs with nuts allows a reliable connection of the turbine rotor disks with a minimum axial distance between the hubs of the disks equal to the axial dimension of the nut, thereby increasing the reliability of the turbine rotor due to the hardening of the disks.
Закрепление одного из дисков шлицевым соединением на валу ротора турбины позволяет надежно передавать крутящий момент с обоих дисков на указанный вал.Fixing one of the disks with a splined connection on the shaft of the turbine rotor allows reliable transmission of torque from both disks to the specified shaft.
Заявляемое устройство проиллюстрировано следующими фигурами.The inventive device is illustrated by the following figures.
На фиг.1 показан продольный разрез ротора турбины газотурбинного двигателя.Figure 1 shows a longitudinal section of a rotor of a turbine of a gas turbine engine.
На фиг.2 изображен элемент I на фиг.1 в увеличенном виде, а на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.Figure 2 shows the element I in figure 1 in an enlarged view, and in figure 3 - section aa in figure 2.
На фиг.4 показано сечение Б-Б на фиг.2, а на фиг.5 - вид В на фиг.2.Figure 4 shows a section bB in figure 2, and in figure 5 is a view In figure 2.
Фиг.6 представляет собой вариант конструкции ротора турбины с креплением диска первой ступени на валу ротора турбины.6 is a design view of a turbine rotor with a first-stage disc mounted on a turbine rotor shaft.
Ротор 1 турбины газотурбинного двигателя состоит из диска первой ступени 2 и диска второй ступени 3, в междисковой полости 4 между которыми установлены передний 5 и задний 6 промежуточные диски.The rotor 1 of the turbine of a gas turbine engine consists of a disk of the
Диски 2 и 3 соединены между собой фланцевым соединением 7 с осевыми шпильками 8 и гайками 9 и 10 на противоположных концах шпилек. Фланец 11 диска первой ступени 2 выполнен Г-образным в поперечном сечении, обеспечивая «подход» к гайкам 9 крепления диска 2 при сборке ротора 1 турбины.
Фланец 12 диска второй ступени 3 выполнен по внешней поверхности 13 с кольцевым радиальным ребром 14 для осевой фиксации ступицы 15 заднего промежуточного диска 6.The
Фланец 12 выполнен с конусной внутренней поверхностью 16 и упругим элементом 17 между самим фланцем 12 и ступицей 18 диска второй ступени 3.The
Для размещения гаек 10 крепления диска второй ступени 3 во фланце 12 выполнены радиальные окна 19, поперечное сечение которых имеет форму равнобокой трапеции со скругленными углами, причем основание трапеции 20 выполнено со стороны гайки 10, что позволяет выполнить перемычки 21 фланца 12 между окнами 19 равнопрочными для окружного усилия, действующего на диск второй ступени 3. Число окон 19 равно числу гаек 10, что позволяет выполнять перемычки 21 равнопрочными.To accommodate the
С внешней стороны окна 19 закрыты ступицей 15 заднего промежуточного диска 6, что исключает попадание гайки 10 в периферийную часть междисковой полости 4 в случае поломки шпильки 8, что в свою очередь существенно снижает дисбаланс ротора 1 турбины при обрыве шпильки 8.On the outside of the
Для передачи крутящего момента на вал 22 один из дисков ротора 1, например диск второй ступени 3, установлен шлицевым соединением 23 на валу 22.To transmit torque to the
Работа осуществляется следующим образом.The work is as follows.
При сборке ротора 1 в диске второй ступени 3 устанавливают шпильки 8, на которые через окна 19 накручивают гайки 10. Далее в ротор 1 устанавливают передний и задний промежуточный диски 5 и 6, а также диск первой ступени 2, который закрепляют с помощью Г-образного фланца 11 гайками 9. Собранные таким образом диски 2 и 3 устанавливают с помощью шлицевого соединения 23 на вал 22 ротора 1 турбины.When assembling the rotor 1, the pins 8 are installed in the disk of the
В случае установки диска второй ступени 3 шлицевым соединением 23 на валу 22 при работе ротора 1 окружное усилие от диска первой ступени 2 через фланцевое соединение 7 и осевые шпильки 8 передается на диск второй ступени 3 и далее через шлицевое соединение 23 на вал 22. Фланцевое соединение 7 со шпильками 8 и гайками 9 и 10 обеспечивает надежное соединение дисков 2 и 3.In the case of installing the second-
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102810/06A RU2369746C1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Gas turbine engine rotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102810/06A RU2369746C1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Gas turbine engine rotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008102810A RU2008102810A (en) | 2009-07-27 |
RU2369746C1 true RU2369746C1 (en) | 2009-10-10 |
Family
ID=41048142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008102810/06A RU2369746C1 (en) | 2008-01-24 | 2008-01-24 | Gas turbine engine rotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2369746C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453709C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas turbine engine turbine rotor |
RU2684355C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-04-08 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas turbine engine low-pressure turbine (lpt) (versions), rotor shaft connection unit with lpt disc, lpt rotor air cooling path and air feeding apparatus for cooling lpt rotor blades |
-
2008
- 2008-01-24 RU RU2008102810/06A patent/RU2369746C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2453709C1 (en) * | 2010-12-23 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Gas turbine engine turbine rotor |
RU2684355C1 (en) * | 2018-07-05 | 2019-04-08 | Публичное акционерное общество "ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение" (ПАО "ОДК-УМПО") | Gas turbine engine low-pressure turbine (lpt) (versions), rotor shaft connection unit with lpt disc, lpt rotor air cooling path and air feeding apparatus for cooling lpt rotor blades |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008102810A (en) | 2009-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101624054B1 (en) | Gas turbine with a plurality of tie rods and assembling method thoreof | |
JP5719888B2 (en) | Turbomachine fan | |
RU2478806C2 (en) | Fan for turbo-machine of airborne vehicle, and turbo-machine of airborne vehicle, which contains such fan | |
US9399922B2 (en) | Non-integral fan blade platform | |
EP3112588B1 (en) | Rotor damper | |
US8616854B2 (en) | Nose cone assembly | |
US9279326B2 (en) | Method for balancing and assembling a turbine rotor | |
US8118540B2 (en) | Split ring for a rotary part of a turbomachine | |
RU2638227C2 (en) | Structure with connecting shaft of gas turbine, comprising sleeve arranged between connecting shaft and rotor | |
CA3000960C (en) | Gas turbine casing and gas turbine | |
US11421534B2 (en) | Damping device | |
CN111828384A (en) | Fan of jet engine | |
RU2369746C1 (en) | Gas turbine engine rotor | |
US20160032734A1 (en) | Fan for a multi-flow turboshaft engine, and turboshaft engine equipped with such a fan | |
US2675174A (en) | Turbine or compressor rotor | |
RU87212U1 (en) | FAN WHEEL OR COMPRESSOR | |
US20190048887A1 (en) | Fan disc apparatus | |
US8932020B2 (en) | Low-pressure turbine | |
US20230228201A1 (en) | Intermediate flow-straightening casing with monobloc structural arm | |
RU2347111C2 (en) | Rotor of gas turbine engine compressor | |
RU2572744C1 (en) | Gas turbine bypass engine | |
CN108252745B (en) | Multi-stage turbine rotor | |
US11555408B2 (en) | Device for attaching blades in a contra-rotating turbine | |
CN114829744A (en) | Turbine rotor wheel section for an aircraft turbomachine | |
RU2228460C2 (en) | Compressor rotor of gas-turbine engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110125 |