RU2491450C1 - Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя - Google Patents
Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2491450C1 RU2491450C1 RU2012105848/06A RU2012105848A RU2491450C1 RU 2491450 C1 RU2491450 C1 RU 2491450C1 RU 2012105848/06 A RU2012105848/06 A RU 2012105848/06A RU 2012105848 A RU2012105848 A RU 2012105848A RU 2491450 C1 RU2491450 C1 RU 2491450C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- turbine
- compressor
- sleeve
- shaft
- threaded
- Prior art date
Links
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя содержит цапфу компрессора, вал турбины и контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях. Цапфа компрессора и вал турбины соединены в осевом направлении посредством промежуточного вала, стяжной втулки и регулировочного элемента, выполненного в виде резьбовой втулки, а в окружном направлении шлицевыми соединениями через промежуточный вал. Стяжная втулка зафиксирована в окружном направлении шлицевым соединением относительно контровочной трубы. В осевом направлении цапфа ротора компрессора соединена с промежуточным валом стяжным болтом, а вал турбины соединен с промежуточным валом стяжной втулкой. Резьбовая втулка установлена в резьбовом отверстии вала турбины и зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания. На резьбовой втулке и стяжной втулке образованы выступы с контактирующими друг с другом торцевыми посадочными поверхностями, ограничивающими осевое смещение резьбовой втулки и стяжной втулки относительно друг друга. Стяжной болт зафиксирован в окружном направлении посредством шлицевого соединения с контровочной трубой. Изобретение позволяет обеспечить соосность валов компрессора и турбины, а также повысить технологичность их сборки. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям (ГТД) авиационного и наземного применения, а именно к конструкции узла соединения роторов компрессора и турбины.
Известен ГТД с узлом соединения роторов компрессора и турбины, содержащий содержащий цапфу ротора компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении через регулировочный элемент и стяжную втулку, а в окружном направлении - через шлицевое соединение, отличающийся тем, что он снабжен промежуточным валом, на внутренней поверхности которого выполнены шлицы, контактирующие со шлицами на поверхностях цапфы ротора компрессора и вала турбины, а регулировочный элемент выполнен в виде резьбовой втулки, установленной в резьбовом отверстии промежуточного вала напротив торца цапфы ротора компрессора и зафиксированной в нем от выворачивания (патент RU 2282758, опубл. 27.08.2006).
Вышеприведенное техническое решение выбрано в качестве прототипа.
Известному техническому решению присущи следующие недостатки. Соединение вала компрессора с валом турбины в осевом направлении осуществляется через промежуточный вал с установленной в нем резьбовой втулкой посредством стяжной втулки. Контактирование торцовой поверхности вала турбины и резьбовой втулки, торцевая поверхность которой выставляется по резьбе, при обязательном наличие торцовых биений поверхностей приводит к угловому смещению вала турбины относительно цапфы компрессора. Это приводит к дополнительному нагружению радиальной нагрузкой опор двигателя, при этом увеличивается момент сопротивления качению в подшипниках, появляется дополнительное тепловыделение в опорах двигателя.
Также при замене ротора компрессора необходимо обеспечить осевое удержание ротора турбины, т.е. технологически зафиксировать его в опоре турбины. Для этого дополнительно нужно будет разобрать опору турбины. Это нарушает модульность двигателя и снижает технологичность сборки.
Техническим результатом, достигаемым заявленной конструкцией является является повышение соосности валов компрессора и турбины, а также технологичности сборки двигателя.
Указанный технический результат достигается тем, что узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя, содержит цапфу компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении с помощью промежуточного вала, стяжной втулки, регулировочного элемента, выполненного в виде резьбовой втулки, а в окружном направлении посредством шлицевых соединений через промежуточный вал, контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях, причем стяжная втулка зафиксирована в окружном направлении шлицевым соединением относительно контровочной трубы, при этом в осевом направлении цапфа ротора компрессора соединена с промежуточным валом стяжным болтом, а вал турбины соединен с промежуточным валом стяжной втулкой, причем резьбовая втулка установлена в резьбовом отверстии вала турбины и зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания, при этом на резьбовой втулке и стяжной втулке образованы выступы с контактирующими друг с другом торцевыми посадочными поверхностями, ограничивающими осевое смещение резьбовой втулки и стяжной втулки относительно друг друга, кроме того, стяжной болт зафиксирован в окружном направлении посредством шлицевого соединения с контровочной трубой.
Такое выполнение устройства обеспечивает уменьшение перекоса валов компрессора и турбины при установленной стяжной втулке. Так как стяжная втулка служит только для осевого удержания вала турбины. Здесь реализуются преимущества шарнирного соединения. Это способствует уменьшению дополнительных радиальных нагрузок на подшипники качения, снижению тепловыделения, и, следовательно, повышению долговечности подшипников.
Введение стяжного болта позволяет исключить из стяжного пакета цапфы компрессора и промежуточного вала вал турбины. Поэтому при замене ротора компрессора ротор турбины зафиксирован в осевом направлении стяжной втулкой. Это улучшает технологичность и модульность двигателя.
Регулировочный элемент через резьбу определяет осевое положение ротора турбины. Стяжная втулка через торец упирается в регулировочный элемент для того, чтобы резьбовые соединения были затянуты, и на них не было знакопеременных нагрузок. При этом ротор турбины свободен в осевом направлении и его осевое положение ограничено гарантированным зазором между стяжной втулкой и стяжным болтом, т.е. реализуется преимущества шарнирного соединения при затянутых резьбах.
В частных случаях реализации заявленного узла:
Резьбовая втулка зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания посредством шлицевого соединения. Шлицевое соединение на регулировочном элементе и промежуточном валу не позволяет выворачиваться регулировочному элементу и нарушать осевое положение турбины. При этом шлицы технологичны в изготовлении и совпадают при малых угловых смещениях. Это позволяет точнее назначать осевое положение ротора турбины.
Контактирующие торцевые поверхности стяжной втулки и промежуточного вала выполнены сферическими. Это позволяет при обязательных угловых смещениях вала турбины относительно промежуточного вала сохранять максимальную поверхность контакта торцов. Тем самым минимизировать изгибные напряжения в стяжной втулке.
На внутренней поверхности резьбовой втулки выполнен, по меньшей мере, один паз. Это необходимо для осевого выставления резьбовой втулки в валу турбины, т.е. для удобства регулирования.
Заявленная конструкция поясняется фиг.1, на которой показан продольный разрез узла соединения роторов компрессора и турбины ГТД.
Узел соединения роторов компрессора 1 и турбины 2 газотурбинного двигателя содержит цапфу 3 компрессора и вал 4 турбины, соединенные между собой в осевом направлении с помощью промежуточного вала 5, стяжной втулки 6, регулировочного элемента 7, выполненного в виде резьбовой втулки, а в окружном направлении посредством шлицевых соединений 8 и 9 через промежуточный вал. Контровочная труба 10 зафиксирована в осевом и окружном направлениях, причем стяжная втулка 6 зафиксирована в окружном направлении шлицевым соединением 11 относительно контровочной трубы 10. В осевом направлении цапфа ротора компрессора соединена с промежуточным валом стяжным болтом 12, а вал турбины соединен с промежуточным валом стяжной втулкой 6, причем резьбовая втулка 7 установлена в резьбовом отверстии 13 вала турбины и зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания. При этом на резьбовой втулке 7 и стяжной втулке 6 образованы выступы 14 и 15 с контактирующими друг с другом торцевыми поверхностями, ограничивающими осевое смещение резьбовой втулки и стяжной втулки относительно друг друга. Стяжной болт зафиксирован в окружном направлении посредством шлицевого соединения 16 с контровочной трубой 10.
Резьбовая втулка 7 зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания посредством шлицевого соединения 17.
Контактирующие торцевые поверхности 18 и 19 стяжной втулки и промежуточного вала могут быть выполнены сферическими.
Также на внутренней поверхности резьбовой втулки выполнен, по меньшей мере, один паз 20.
Сборка узла осуществляется следующим образом.
В резьбовом отверстии вала турбины 4 устанавливается регулировочный элемент 7 с осевым положением, необходимым осевому положению ротора турбины. Заводится ротор турбины в промежуточный вал 5. Далее ввинчивается стяжная втулка 6 до требуемого усилия обжатия резьб, при этом происходит шлицевое соединение 8. Устанавливается ротор 1 компрессора в промежуточный вал 5 по шлицевому соединению 9 и стягивается с ним стяжным болтом 12. Стяжной болт 12 и стяжная втулка 6 фиксируются в окружном направлении контровочной трубой 10 по шлицевым соединениям 11 и 16, которая фиксируется в роторе компрессора.
Во время работы двигателя крутящий момент от ротора турбины 2 через шлицевое соединение 8 передается на промежуточный вал 5 и далее через шлицевое соединение 9 на ротор компрессора 1. В осевом направлении ротор турбины удерживается стяжной втулкой 6, а ротор компрессора стяжным болтом 12. При этом однозначное положение ротора турбины задано регулировочным элементом 7. Суммарная осевая нагрузка роторов компрессора 1 и турбины 2 передается на промежуточный вал 5.
В связи с вышеизложенным, специалисту на основании уровня техники должно быть очевидно, что, заявленный узел соединения роторов компрессора и турбины ГТД позволяет обеспечивать уменьшение перекоса валов компрессора и турбины при установленной стяжной втулке. Так как стяжная втулка служит только для осевого удержания вала турбины. Здесь реализуются преимущества шарнирного соединения. Это способствует уменьшению дополнительных радиальных нагрузок на подшипники качения, снижению тепловыделения, и, следовательно, повышению долговечности подшипников. Введение стяжного болта позволяет исключить из стяжного пакета цапфы компрессора и промежуточного вала вал турбины. Поэтому при замене ротора компрессора ротор турбины зафиксирован в осевом направлении стяжной втулкой. Это улучшает технологичность и модульность двигателя.
Claims (4)
1. Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя, содержащий цапфу компрессора и вал турбины, соединенные между собой в осевом направлении с помощью промежуточного вала, стяжной втулки, регулировочного элемента, выполненного в виде резьбовой втулки, а в окружном направлении посредством шлицевых соединений через промежуточный вал, контровочную трубу, зафиксированную в осевом и окружном направлениях, причем стяжная втулка зафиксирована в окружном направлении шлицевым соединением относительно контровочной трубы, отличающийся тем, что в осевом направлении цапфа ротора компрессора соединена с промежуточным валом стяжным болтом, а вал турбины соединен с промежуточным валом стяжной втулкой, причем резьбовая втулка установлена в резьбовом отверстии вала турбины и зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания, при этом на резьбовой втулке и стяжной втулке образованы выступы с контактирующими друг с другом торцевыми посадочными поверхностями, ограничивающими осевое смещение резьбовой втулки и стяжной втулки относительно друг друга, кроме того, стяжной болт зафиксирован в окружном направлении посредством шлицевого соединения с контровочной трубой.
2. Узел по п.1, отличающийся тем, что резьбовая втулка зафиксирована в промежуточном валу от выворачивания посредством шлицевого соединения.
3. Узел по п.1, отличающийся тем, что контактирующие торцевые поверхности стяжной втулки и промежуточного вала выполнены сферическими.
4. Узел по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности резьбовой втулки выполнен, по меньшей мере, один паз.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105848/06A RU2491450C1 (ru) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012105848/06A RU2491450C1 (ru) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2491450C1 true RU2491450C1 (ru) | 2013-08-27 |
Family
ID=49163862
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012105848/06A RU2491450C1 (ru) | 2012-02-21 | 2012-02-21 | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2491450C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542656C1 (ru) * | 2014-03-06 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
RU2579286C1 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
RU2736210C1 (ru) * | 2020-03-25 | 2020-11-12 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Ротор турбомашины |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2785550A (en) * | 1952-07-25 | 1957-03-19 | Rolls Royce | Rotary drive-transmitting coupling arrangements |
RU2190110C2 (ru) * | 2000-05-15 | 2002-09-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Газотурбинный двигатель |
GB2393493A (en) * | 2002-09-27 | 2004-03-31 | Rolls Royce Plc | Conical fastening arrangement |
RU2282758C2 (ru) * | 2004-12-16 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
RU2389889C1 (ru) * | 2008-12-01 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Двухвальный газотурбинный двигатель |
RU2406848C1 (ru) * | 2009-04-17 | 2010-12-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
-
2012
- 2012-02-21 RU RU2012105848/06A patent/RU2491450C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2785550A (en) * | 1952-07-25 | 1957-03-19 | Rolls Royce | Rotary drive-transmitting coupling arrangements |
RU2190110C2 (ru) * | 2000-05-15 | 2002-09-27 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Газотурбинный двигатель |
GB2393493A (en) * | 2002-09-27 | 2004-03-31 | Rolls Royce Plc | Conical fastening arrangement |
RU2282758C2 (ru) * | 2004-12-16 | 2006-08-27 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
RU2389889C1 (ru) * | 2008-12-01 | 2010-05-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Двухвальный газотурбинный двигатель |
RU2406848C1 (ru) * | 2009-04-17 | 2010-12-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" (ОАО "НПО "Сатурн") | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2542656C1 (ru) * | 2014-03-06 | 2015-02-20 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
RU2579286C1 (ru) * | 2014-12-05 | 2016-04-10 | Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя |
RU2736210C1 (ru) * | 2020-03-25 | 2020-11-12 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Ротор турбомашины |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105339589B (zh) | 用于涡轮增压器装置的转子、具有转子的涡轮增压器装置和用于这种转子的轴 | |
US9933017B2 (en) | Bearing supports | |
US10598016B2 (en) | Combination of two interconnected shafts for high-speed rotors | |
KR101491431B1 (ko) | 커넥터 | |
RU2633199C2 (ru) | Резьбовой хвостовик, соединительный узел, газотурбинный двигатель и способ сборки ротора турбомашины газотурбинного двигателя | |
RU2491450C1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя | |
JP6704456B2 (ja) | シャフト・ハブ結合 | |
CN102705436A (zh) | 用于旋转体的分段式调节环 | |
US20160102556A1 (en) | Shaft arrangement | |
US10670139B2 (en) | Planetary gear device for a turbomachine | |
EP2479377A2 (en) | Steam turbine rotor with mechanically coupled high and low temperature sections using different materials | |
RU2623354C2 (ru) | Ротор, содержащий внутреннее гидравлическое натяжное устройство, и способ сборки ротора | |
US20160334007A1 (en) | Planetary gear pin with flange that can be bolted to the planetary carrier | |
CN106122076B (zh) | 一种特殊球顶结构端面齿型挠性联轴器 | |
US8764390B2 (en) | Assembly mechanism comprising a tension anchor and corresponding method for a rotor system of an axial turbo engine | |
EP0299980A1 (en) | Spline anti-backlash device | |
RU2561401C2 (ru) | Невращающийся универсальный шарнир для привода вертолета | |
RU2405955C1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя | |
RU2596899C1 (ru) | Опора компрессора низкого давления турбомашины | |
RU2522233C1 (ru) | Узел отсоединения валов в роторе низкого давления газотурбинного двигателя | |
RU182452U1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя | |
RU2542656C1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя | |
RU2389889C1 (ru) | Двухвальный газотурбинный двигатель | |
RU2579286C1 (ru) | Узел соединения роторов компрессора и турбины газотурбинного двигателя | |
CN106763258A (zh) | 泵用弹性柱销式联轴器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20140127 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner |