RU2691414C1 - Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads - Google Patents

Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads Download PDF

Info

Publication number
RU2691414C1
RU2691414C1 RU2018128875A RU2018128875A RU2691414C1 RU 2691414 C1 RU2691414 C1 RU 2691414C1 RU 2018128875 A RU2018128875 A RU 2018128875A RU 2018128875 A RU2018128875 A RU 2018128875A RU 2691414 C1 RU2691414 C1 RU 2691414C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
tightness
turbo
high vibration
pump unit
Prior art date
Application number
RU2018128875A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Владимирович Осипов
Александр Фёдорович Ивашин
Original Assignee
Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения" filed Critical Акционерное общество "Военно-промышленная корпорация "Научно-производственное объединение машиностроения"
Priority to RU2018128875A priority Critical patent/RU2691414C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2691414C1 publication Critical patent/RU2691414C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02KJET-PROPULSION PLANTS
    • F02K9/00Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
    • F02K9/42Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof using liquid or gaseous propellants
    • F02K9/44Feeding propellants
    • F02K9/46Feeding propellants using pumps
    • F02K9/48Feeding propellants using pumps driven by a gas turbine fed by propellant combustion gases or fed by vaporized propellants or other gases
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/08Sealings
    • F04D29/10Shaft sealings
    • F04D29/12Shaft sealings using sealing-rings

Abstract

FIELD: sealing equipment.SUBSTANCE: invention relates to sealing devices. Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads consists in determining permissible radial play of shaft equal to 0.15–0.30 mm. At that, measurement of radial play of shaft is performed at completely selected gaps between parts located between shaft and housing of turbo-pump unit. For this purpose to turbine disc in plane of disc there is alternately applied in two opposite sides equal force in range 50–70 kgf.EFFECT: technical result of invention is tightness of turbo-pump unit and fuel system of aircraft engine before and after engine starting under conditions of high vibration loads.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к уплотнительной технике, и может быть использовано при создании турбонасосных агрегатов летательных аппаратов (ЛА), эксплуатируемых в условиях высоких вибрационных нагрузок.The invention relates to the field of engineering, namely the sealing technique, and can be used to create turbopump units of aircraft (LA), operated in conditions of high vibration loads.

Известен способ уплотнения вращающихся валов резиновыми манжетами [1. Башта, Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1967. - С. 443, 444, 447, 448, рис. 373а, б, 376.], в котором для обеспечения герметичности при числах оборотов n≥2000 об/мин биение поверхности вала не должно превышать 0,08÷0,10 мм, при n<2000 об/мин биение не должно превышать 0,10÷0,15 мм. При больших значениях биения между манжетами и валом образуется зазор, определяемый эксцентриситетом и угловой скоростью вала.A known method of sealing rotating shafts with rubber cuffs [1. Basta, TM Hydraulic drives of aircraft. -M .: Mashinostroenie, 1967. - p. 443, 444, 447, 448, fig. 373a, b, 376.], in which to ensure tightness at speeds n≥2000 rpm, the shaft surface beating should not exceed 0.08 ÷ 0.10 mm, with n <2000 rpm, the beating should not exceed 0, 10 ÷ 0.15 mm. For large values of the beat between the cuffs and the shaft, a gap is formed, determined by the eccentricity and the angular velocity of the shaft.

Известен способ герметизации турбонасосного агрегата по валу двумя манжетными уплотнениями для повышения надежности [2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей: Учебник для авиац. вузов / Под ред. Г.Г. Гахуна. - М.: Машиностроение, 1989. - С. 230-232, рис. 10.29.], в котором герметичность обеспечивается при биении поверхности вала, не превышающем 0,08 мм. При несоосности и биении вала, превышающем данное значение, герметичность уплотнения нарушается.A known method of sealing a turbopump assembly over a shaft with two lip seals to increase reliability [2. The design and design of liquid rocket engines: A textbook for aviats. universities / ed. G.G. Gahuna - M .: Mashinostroenie, 1989. - p. 230-232, fig. 10.29.], In which tightness is ensured when the shaft surface beats no more than 0.08 mm. At misalignment and shaft runout exceeding this value, the tightness of the seal is broken.

Недостатком в данных способах уплотнения вала [1., 2.] является использование в качестве критерия герметичности параметра биения вала, который относится только к вращающимся валам и не характеризует герметичность неподвижного вала - характерное состояние турбонасосного агрегата до запуска двигателя, когда топливная система законсервирована. Кроме того, биение вала характеризует герметичность не в полной мере. Герметичность определяется не только биением вала, а полным перемещением вала в радиальном направлении при воздействии вибраций, равным сумме биения вала и всех зазоров между деталями, при которых ротор устанавливается в корпусе агрегата.The disadvantage of these methods of shaft sealing [1., 2.] is the use of the shaft beat parameter as a criterion for tightness, which only applies to rotating shafts and does not characterize the fixed shaft tightness - a characteristic condition of the turbopump assembly before the engine starts when the fuel system is inhibited. In addition, the shaft beat characterizes the tightness is not fully. Tightness is determined not only by the shaft's beating, but by the full movement of the shaft in the radial direction when exposed to vibrations equal to the sum of the shaft's beating and all the gaps between the parts at which the rotor is installed in the unit housing.

Прототипом к заявляемому способу по совокупности технических признаков выбран способ уплотнения валов манжетными уплотнениями, установленными с натягом, утечки через которые в состоянии покоя отсутствуют как при наличии давления, так и без давления, а могут иметь место лишь при работе, увеличиваясь по мере износа уплотняющих деталей [3. Макаров Г.В. Уплотнительные устройства. - Л.: Машиностроение, 1973. -С. 95].The prototype of the claimed method for a combination of technical features selected a shaft sealing method with lip seals installed with tightness, leaks through which are at rest are absent both in the presence of pressure and without pressure, and can take place only during operation, increasing as the sealing parts wear [3. Makarov G.V. Sealing devices. - L .: Mechanical Engineering, 1973. -C. 95].

В способе, выбранном в качестве прототипа, не учитываются воздействия вибраций на уплотняемый вал, находящийся как в подвижном, так и неподвижном состоянии. В этом случае при воздействии вибраций герметичность манжетных уплотнений вращающегося вала нарушится. Воздействие вибраций также приведет к разгерметизации манжетных уплотнений в состоянии покоя вала, как при наличии давления, так и без давления жидкости, действующего на манжетные уплотнения.The method chosen as a prototype does not take into account the effects of vibrations on the sealed shaft, which is both mobile and stationary. In this case, when exposed to vibration, the tightness of the lip seals of the rotating shaft will be broken. Exposure to vibrations will also lead to seal failure of the lip seals in the state of rest of the shaft, both in the presence of pressure and without the pressure of fluid acting on the lip seals.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение надежной герметичности турбонасосного агрегата и топливной системы двигателя ЛА в условиях воздействия высоких вибрационных нагрузок при неподвижном и вращающемся вале ротора, наличии и отсутствии давления топлива в агрегате.The problem to which the invention is directed, is to ensure reliable tightness of the turbopump unit and the fuel system of the aircraft engine under the influence of high vibration loads with a fixed and rotating rotor shaft, the presence and absence of fuel pressure in the unit.

В предлагаемом способе обеспечения герметичности турбонасосного агрегата в условиях высоких вибрационных нагрузок, осуществляемом обжатием вала манжетными уплотнениями, установленными с натягом, работающем как при наличии давления, так и без давления жидкости, при неподвижном и вращающемся уплотняемом вале, с целью обеспечения надежной герметичности турбонасосного агрегата и топливной системы двигателя в условиях воздействия высоких вибрационных нагрузок, определен допустимый радиальный люфт вала, равный 0,15÷0,30 мм.In the proposed method of ensuring the tightness of a turbopump unit under high vibration loads, carried out by compressing the shaft with lip seals installed with tension, operating both under pressure and without fluid pressure, with a fixed and rotating shaft to be sealed, in order to ensure reliable tightness of the turbopump unit and fuel system of the engine under conditions of exposure to high vibration loads, determined the permissible radial play of the shaft, equal to 0.15 ÷ 0.30 mm.

Измерение радиального люфта вала проводится при полностью выбранных зазорах между деталями, расположенными между валом и корпусом турбонасосного агрегата, что достигается приложением к диску турбины в плоскости диска поочередно в две противоположные стороны одинакового усилия в диапазоне 50÷70 кгс.Measurement of the radial play of the shaft is carried out with fully selected clearances between the parts located between the shaft and the casing of the turbopump unit, which is achieved by applying to the turbine disk in the disk plane alternately on two opposite sides of the same force in the range of 50 ÷ 70 kgf.

Заявляемое изобретение совпадает с известным способом уплотнения вращающихся валов по следующей совокупности существенных признаков: способ осуществляется обжатием вала манжетными уплотнениями, установленными с натягом, как при наличии давления, так и без давления, действующего на манжетные уплотнения. Главными отличиями предлагаемого изобретения от прототипа являются введение допустимого диапазона радиального люфта вала турбонасосного агрегата, величины и направления усилия, прикладываемого к диску турбины, при измерении радиального люфта вала.The invention coincides with the known method of sealing rotating shafts according to the following essential features: the method is carried out by compressing the shaft with lip seals installed with tension, both in the presence of pressure and without pressure acting on the lip seals. The main differences of the invention from the prototype are the introduction of the allowable range of the radial shaft play of the turbopump assembly, the magnitude and direction of the force applied to the turbine disk, when measuring the shaft shaft play.

Сущность изобретения поясняется графическими изображениями. На фиг. 1 показано место уплотнения вала и опора ротора турбонасосного агрегата; на фиг. 2, 3 - механизм возникновения негерметичности турбонасосного агрегата при воздействии вибраций; на фиг. 4 - график зависимости утечки топлива из турбонасосного агрегата от радиального люфта вала при воздействии вибраций; на фиг. 5 - пример приспособления для измерения радиального люфта вала (в данной заявке устройство не рассматривается).The invention is illustrated graphic images. FIG. 1 shows the position of the shaft seal and the rotor support of the turbopump assembly; in fig. 2, 3 - the mechanism of occurrence of leakage of the turbopump assembly under the influence of vibrations; in fig. 4 is a graph of fuel leakage from the turbopump assembly from the radial shaft play when subjected to vibrations; in fig. 5 shows an example of a device for measuring the radial play of the shaft (in this application, the device is not considered).

Способ осуществляется следующим образом. Собирают турбонасосный агрегат (фиг. 1) с манжетными уплотнениями 1, устанавливаемыми с натягом на вал 2 ротора турбины 3. Измеряют радиальный люфт δ вала 2, складывающийся из зазоров между валом 2, втулкой 4, подшипником 5, стаканом 6, кольцом упругим 7, корпусом турбонасосного агрегата 8, радиального люфта подшипника 5 и полного радиального хода кольца упругого 7, контролируя выполнение условия обеспечения допустимого радиального люфта вала 0,15÷0,30 мм.The method is as follows. Collect turbopump assembly (Fig. 1) with lip seals 1, installed with tension on the shaft 2 of the rotor of the turbine 3. Measure the radial play δ of the shaft 2, folding from the gaps between the shaft 2, the sleeve 4, the bearing 5, the cup 6, the elastic ring 7, the case of the turbopump assembly 8, the radial play of the bearing 5 and the full radial stroke of the elastic ring 7, controlling the fulfillment of the condition for ensuring the allowable radial play of the shaft 0.15 ÷ 0.30 mm.

Данный диапазон получен по результатам экспериментальных исследований [4. Акт №11/18 от 09.07.2018 г. по исследованию причин негерметичности турбонасосных агрегатов двигателя ЛА по манжетным уплотнениям, установленным с натягом, при воздействии вибрационных нагрузок. - [Оренбург]: АО «ПО «Стрела», 2018. - 2 с]. Для исследования влияния радиального люфта вала на течь топлива из турбонасосных агрегатов и топливной системы был создан стенд проверки герметичности агрегатов при воздействии вибраций. Имитация консервации топливной системы двигателя выполнялась при помощи насоса, создающего давление топлива внутри агрегата. Агрегат устанавливался на вибростенд, и проводились его испытания в условиях высоких вибрационных нагрузок без давления и с давлением топлива в агрегате (схемы стендовых испытаний в данной заявке не рассматриваются). Исследования показали, что радиальный люфт вала ротора, вызванный вибрациями, приводит к разгерметизации агрегата не только при вращении вала, но и при неподвижном вале ротора - характерный случай для законсервированной топливной системы двигателя ЛА - как без давления, так и с давлением топлива в агрегате. При этом течь топлива увеличивалась с уменьшением давления в агрегате, что объясняется ослаблением обжатия манжетами вала. Было установлено, что причиной разгерметизации агрегатов при высоких вибрационных нагрузках является воздействие вала на контактные кромки манжет. На фиг. 2, 3 показан механизм возникновения негерметичности турбонасосного агрегата при воздействии вибраций. Частота и амплитуда колебаний вала 2 при воздействии вибраций становятся такими, что эластичность манжет 1 и усилие, создаваемое установленными внутри браслетными пружинами 9, не обеспечивают непрерывный контакт кромок манжет с валом. Контактные кромки манжет не успевают за перемещениями вала, в результате образуется зазор Δ между кромками манжет и валом - появляется течь.This range was obtained from the results of experimental studies [4. Act No. 11/18 of 09/07/2018 on the investigation of the causes of leakage of turbopump units of the aircraft engine according to lip seals installed with tension, when subjected to vibration loads. - [Orenburg]: AO PO Strela, 2018. - 2 p.]. To study the effect of the radial shaft play on the flow of fuel from the turbopump units and the fuel system, a bench was created to check the tightness of the units under the influence of vibrations. Simulation of the preservation of the fuel system of the engine was carried out using a pump that creates fuel pressure inside the unit. The unit was installed on a shaking table, and it was tested under high vibration loads without pressure and with fuel pressure in the unit (bench test circuits are not considered in this application). Studies have shown that the radial play of the rotor shaft, caused by vibrations, leads to depressurization of the unit not only when the shaft rotates, but also when the rotor shaft is stationary - a typical case for the canned fuel system of an LA engine, both without pressure and with the fuel pressure in the unit. In this case, the fuel flow increased with decreasing pressure in the unit, which is explained by the weakening of the compression of the shaft cuffs. It was found that the cause of the depressurization of the aggregates under high vibration loads is the effect of the shaft on the contact edges of the cuffs. FIG. 2, 3 shows the mechanism of occurrence of leakage of the turbopump assembly when exposed to vibrations. The frequency and amplitude of oscillation of the shaft 2 when exposed to vibrations are such that the elasticity of the cuffs 1 and the force created by the internal mounted springs 9 do not ensure continuous contact of the edges of the cuffs with the shaft. The contact edges of the cuffs do not keep up with the movements of the shaft, as a result a gap Δ is formed between the edges of the cuffs and the shaft - a leak appears.

Инерционное воздействие не вращающегося вала ротора на контактные кромки манжет возможно только при наличии радиального люфта вала δ, представляющего суммарное радиальное перемещение вала из свободного состояния до упора в две противоположные стороны:The inertial effect of a non-rotating rotor shaft on the contact edges of the cuffs is possible only if there is a radial play of the shaft δ representing the total radial movement of the shaft from the free state to the stop on two opposite sides:

Figure 00000001
(1)
Figure 00000001
(one)

Радиальный люфт вала складывается из сумм зазоров между всеми деталями, расположенными между валом и корпусом агрегата, радиального люфта подшипника и полного радиального хода кольца упругого.Radial play of the shaft consists of the amount of gaps between all parts located between the shaft and the housing of the unit, the radial play of the bearing and the full radial stroke of the elastic ring.

На фиг. 4 приведен построенный по экспериментальным данным график зависимости утечки топлива из турбонасосного агрегата от радиального люфта вала 8 при воздействии вибраций. Исследованы агрегаты с радиальным люфтом вала δ от 0,14 до 0,76 мм. Установлено, что герметичность агрегатов обеспечивается при радиальном люфте вала δ≤0,35 мм, при δ>0,35 мм появляется течь, усиливающаяся прямо пропорционально увеличению радиального люфта вала. Зная величину радиального люфта вала δ=0,35 мм, при превышении которой появляется течь, установлен коэффициент запаса по люфту ротора Δδ=15% и определена верхняя граница допустимого радиального люфта ротора, равная δ=0,3 мм. Нижняя граница радиального люфта ротора определена, исходя из требований прочности и собираемости конструкции турбонасосного агрегата, и равна δ=0,15 мм. Ниже данной границы δ<0,15 мм сборка агрегата не допустима, так как не будет реализована отстройка ротора турбины 3 кольцом упругим 7 от резонансных колебаний, вызывающих разрушение конструкции. Также не будет обеспечена компенсация несоосности опор ротора турбины 3 при сборке, в результате агрегат будет собран с монтажными напряжениями, что приведет к снижению коэффициентов запаса прочности и разрушению турбонасосного агрегата при эксплуатации. Таким образом, для одновременного удовлетворения условий обеспечения герметичности и прочности конструкции радиальный люфт вала турбонасосных агрегатов должен находиться в диапазоне 0,15÷0,30 мм.FIG. 4 shows a plot of the leakage of fuel from the turbopump assembly from the radial play of the shaft 8 under the influence of vibrations based on experimental data. The aggregates with radial shaft clearance δ from 0.14 to 0.76 mm were investigated. It has been established that the tightness of the aggregates is ensured with a radial shaft play δ≤0.35 mm, with δ> 0.35 mm a leak appears that increases in direct proportion to the increase in the shaft radial play. Knowing the value of the radial shaft play δ = 0.35 mm, above which a leak appears, the safety factor for the rotor play Δδ = 15% is established and the upper limit of the allowable radial play of the rotor is determined, equal to δ = 0.3 mm. The lower limit of the radial play of the rotor is determined based on the requirements of the strength and collectability of the design of the turbopump assembly, and is δ = 0.15 mm. Below this boundary δ <0.15 mm, the assembly of the aggregate is not permissible, since the detuning of the turbine rotor 3 by the elastic ring 7 from the resonant oscillations causing the destruction of the structure will not be realized. Also, compensation for misalignment of the turbine rotor 3 supports during assembly will not be provided; as a result, the unit will be assembled with mounting voltages, which will lead to a decrease in safety factors and destruction of the turbopump unit during operation. Thus, to simultaneously meet the conditions for ensuring tightness and structural strength, the radial play of the shaft of the turbopump units must be in the range of 0.15 ÷ 0.30 mm.

При выполнении измерений радиального люфта вала турбонасосного агрегата усилие прикладывается к диску турбины в плоскости диска для обеспечения точности и повторяемости результатов измерений. Величина прикладываемого усилия должна находиться в диапазоне 50÷70 кгс и быть постоянной при проверках разных агрегатов одинаковой конструкции. Данный диапазон определен экспериментально, приложением к диску турбины в плоскости диска в одну, а затем другую сторону плавно нарастающего усилия до остановки стрелки индикатора, свидетельствующей о полном выборе зазоров между деталями агрегата, в том числе радиального люфта подшипника и полного радиального хода кольца упругого. В момент остановки стрелки индикатора проводилась фиксация величины прикладываемого усилия. Полный выбор зазоров является главным условием для измерения истинного значения радиального люфта вала. Для точного определения усилий, при которых зазоры будут полностью выбраны, измерения выполнены на нескольких турбонасосных агрегатах разной конструкции.When performing measurements of the radial play of the shaft of the turbopump assembly, force is applied to the turbine disk in the disk plane to ensure accuracy and repeatability of measurement results. The magnitude of the applied force must be in the range of 50 ÷ 70 kgf and be constant when checking different units of the same design. This range is determined experimentally by applying a smoothly increasing force to the turbine disk in the plane of the disk and then the other side until the indicator arrow stops, indicating a complete choice of gaps between the parts of the unit, including the radial play of the bearing and the full radial stroke of the elastic ring. At the moment when the indicator hand stopped, the magnitude of the applied force was fixed. A complete choice of gaps is the main condition for measuring the true value of the radial shaft play. In order to accurately determine the forces at which the gaps will be completely selected, measurements have been made on several turbopump units of different designs.

Измерение радиального люфта вала турбонасосных агрегатов проводится на приспособлении (Пример приспособления - на фиг. 5, в данной заявке устройство не рассматривается), которое представляет собой сварную раму 10 с круглым вырезом для доступа к диску турбины 11. К раме агрегат крепится неподвижно винтами. Для измерения радиального люфта вала к диску турбины в плоскости диска прикладывается усилие за счет вращения винта 12. Усилие передается к диску турбины 11 через динамометр 13 и хомут 14. С использованием динамометра 13 выставляется величина усилия 50÷70 кгс, прикладываемая к диску турбины в одну, а затем в другую сторону. Показания от динамометра 13 выводятся на электронное табло 15. Перемещения вала ротора в одну и другую сторону измеряются по индикатору 16, мерительная ножка 17 которого упирается непосредственно в обод диска турбины 11 через отверстие в хомуте 14. Радиальный люфт вала определяется суммированием данных перемещений.The measurement of the radial play of the shaft of the turbopump units is carried out on the fixture (An example of the fixture is in Fig. 5, the device is not considered in this application), which is a welded frame 10 with a round cut-out for access to the turbine disk 11. The frame is fixed to the frame by screws. To measure the shaft radial play, a force is applied to the turbine disk in the disk plane by rotating the screw 12. The force is transmitted to the disk of the turbine 11 through the dynamometer 13 and the clamp 14. Using the dynamometer 13, an amount of force 50 ÷ 70 kgf is applied to the turbine disk and then the other way. The readings from the dynamometer 13 are displayed on the electronic board 15. The rotor shaft moves in one and the other direction are measured by the indicator 16, the measuring leg 17 of which rests directly on the rim of the turbine disk 11 through the hole in the collar 14. The radial clearance of the shaft is determined by summing the displacement data.

В случае необеспечения радиального люфта вала 0,15÷0,30 мм турбонасосный агрегат разбирается, и проверяются размеры деталей, влияющие на радиальный люфт вала. Выявленная деталь с отклонением геометрии заменяется, агрегат собирается и проводится повторная проверка радиального люфта вала. При положительных результатах проверки агрегат собирается окончательно.In case of failure to provide a radial clearance of the shaft of 0.15 ÷ 0.30 mm, the turbopump assembly is disassembled, and the dimensions of parts affecting the radial clearance of the shaft are checked. The identified part with the deviation of the geometry is replaced, the unit is assembled and re-checked the radial play of the shaft. If the test results are positive, the unit is assembled permanently.

Таким образом, техническим результатом изобретения является обеспечение герметичности турбонасосного агрегата и топливной системы двигателя ЛА до и после запуска двигателя в условиях воздействия высоких вибрационных нагрузок.Thus, the technical result of the invention is to ensure the tightness of the turbopump assembly and the fuel system of the aircraft engine before and after starting the engine under the conditions of high vibration loads.

Технический результат достигается тем, что:The technical result is achieved by the fact that:

- допустимый радиальный люфт вала турбонасосного агрегата равен 0,15÷0,30 мм;- permissible radial play of the shaft of the turbopump unit is 0.15 ÷ 0.30 mm;

- измерение радиального люфта вала проводится при полностью выбранных зазорах между деталями, расположенными между валом и корпусом турбонасосного агрегата, что достигается приложением к диску турбины в плоскости диска поочередно в две противоположные стороны одинакового усилия в диапазоне 50÷70 кгс.- measurement of the radial play of the shaft is carried out with fully selected gaps between the parts located between the shaft and the casing of the turbopump unit, which is achieved by applying to the turbine disk in the disk plane alternately on two opposite sides of the same force in the range of 50 ÷ 70 kgf.

Применение данного способа решает проблему обеспечения герметичности турбонасосного агрегата и топливной системы двигателя при совместном полете ЛА с самолетом-носителем и повышает надежность ЛА в условиях высоких вибрационных нагрузок.The application of this method solves the problem of ensuring the tightness of the turbo-pump unit and the fuel system of the engine during joint flight of the aircraft with the aircraft and increases the reliability of the aircraft in conditions of high vibration loads.

Предлагаемый способ может быть выполнен с помощью стандартного оборудования и материалов отечественного производства. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию «промышленная применимость».The proposed method can be performed using standard equipment and materials of domestic production. Thus, the claimed method meets the criterion of "industrial applicability".

Источники, принятые во внимание:Sources taken into account:

1. Башта, Т.М. Гидравлические приводы летательных аппаратов. -М.: Машиностроение, 1967. - 495 с. 1. Bashta, T.M. Hydraulic drives of aircraft. -M .: Mashinostroenie, 1967. - 495 p.

2. Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей: Учебное издание / Под ред. Г.Г. Гахуна. - М.: Машиностроение, 1989. -424 с. 2. Design and design of liquid rocket engines: Educational Edition / Ed. G.G. Gahuna - M .: Mashinostroenie, 1989. -424 p.

3. Макаров, Г.В. Уплотнительные устройства. - Л.: Машиностроение, 1973.-232 с. 3. Makarov, G.V. Sealing devices. - L .: Mechanical Engineering, 1973.-232 p.

4. Акт №11/18 от 09.07.2018 г. по исследованию причин негерметичности турбонасосных агрегатов двигателя ЛА по манжетным уплотнениям, установленным с натягом, при воздействии больших вибрационных нагрузок. - [Оренбург]: АО «ПО «Стрела», 2018. - 2 с. 4. Act No. 11/18 of 09/07/2018 to investigate the causes of leakage of turbopump units of the aircraft engine using lip seals installed with tightness when exposed to high vibration loads. - [Orenburg]: JSC “PO“ Strela ”, 2018. - 2 p.

Claims (1)

Способ обеспечения герметичности турбонасосного агрегата в условиях высоких вибрационных нагрузок, осуществляемый обжатием вала манжетными уплотнениями, установленными с натягом, работающий как при наличии давления, так и без давления жидкости, при неподвижном и вращающемся уплотняемом вале, отличающийся тем, что допустимый радиальный люфт вала равен 0,15÷0,30 мм, а его измерение проводится при полностью выбранных зазорах между деталями, расположенными между валом и корпусом турбонасосного агрегата, что достигается приложением к диску турбины в плоскости диска поочередно в две противоположные стороны одинакового усилия в диапазоне 50÷70 кгс.The method of ensuring the tightness of the turbopump assembly under high vibration loads, carried out by shaft compression with lip seals installed with tension, operating both under pressure and without fluid pressure, with stationary and rotating shaft being sealed, which is equal to 0 , 15 ÷ 0.30 mm, and its measurement is carried out with fully selected gaps between the parts located between the shaft and the casing of the turbopump assembly, which is achieved by applying to the disk urbines in the plane of the disk alternately in two opposite sides of the same force in the range of 50 ÷ 70 kgf.
RU2018128875A 2018-08-06 2018-08-06 Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads RU2691414C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128875A RU2691414C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018128875A RU2691414C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2691414C1 true RU2691414C1 (en) 2019-06-13

Family

ID=66947838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018128875A RU2691414C1 (en) 2018-08-06 2018-08-06 Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2691414C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112728087A (en) * 2021-01-07 2021-04-30 湖北航天技术研究院总体设计所 Shaft seal device for liquid rocket engine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1122849A1 (en) * 1983-04-14 1984-11-07 Korotov Mikhail V Cooled combination seal
US4865529A (en) * 1987-12-03 1989-09-12 Rockwell International Corporation Rotor transient positioning assembly
RU2099607C1 (en) * 1995-10-25 1997-12-20 Конструкторское бюро химавтоматики Turbopump unit rotor
RU2534188C1 (en) * 2013-12-06 2014-11-27 Николай Борисович Болотин Turbopump set

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1122849A1 (en) * 1983-04-14 1984-11-07 Korotov Mikhail V Cooled combination seal
US4865529A (en) * 1987-12-03 1989-09-12 Rockwell International Corporation Rotor transient positioning assembly
RU2099607C1 (en) * 1995-10-25 1997-12-20 Конструкторское бюро химавтоматики Turbopump unit rotor
RU2534188C1 (en) * 2013-12-06 2014-11-27 Николай Борисович Болотин Turbopump set

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112728087A (en) * 2021-01-07 2021-04-30 湖北航天技术研究院总体设计所 Shaft seal device for liquid rocket engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2691414C1 (en) Method of providing tightness of turbo-pump unit under conditions of high vibration loads
CN106768425B (en) Temperature element for bearing
CN109752141A (en) A kind of mechanical seal product testing processing unit (plant) and method
Zhang et al. Design and experimental study on the controllable high-speed spiral groove face seals
Carter et al. Measurements versus predictions for the rotordynamic characteristics of a 5-pad, rocker-pivot, tilting-pad bearing in load between pad configuration
KR101859625B1 (en) An apparatus for simulating abnormal operation of rotator system
KR102016513B1 (en) Leak Testor for various size of The Pump Mechanical Seal Assembly
KR20150119873A (en) Power determination method and turbomachine
CN112414638A (en) Mechanical seal testing device
Corbo et al. Practical use of rotordynamic analysis to correct a vertical long shaft pump's whirl problem
Kocur et al. Shop rotordynamic testing-options, objectives, benefits and practices
Iacobellis et al. Experimental investigation of the effects of squeeze film damper design on highspeed rotor system
Kumenko et al. Self-excited and subharmonic vibrations in a pilot rotor
RU2624089C1 (en) Method of determining the operating modes of the gas turbine engine, meaning the minimum values of the axial power, acting on the radial-steering bearing
CN207528450U (en) A kind of easy-to-dismount bearing failure diagnosis testing stand
Senthilkumar et al. Fault diagnosis of centrifugal pump and vibration control using shape memory alloy based ATDVA
San Andre´ s et al. Identification of bearing force coefficients from measurements of imbalance response of a flexible rotor
Arihara et al. The experimental rotordynamic stability evaluation method using magnetic excitation system for an integrally geared compressor
Kluitenberg Experimentally Determine the Impact of Jacking-Oil Pockets on the Rotordynamic Characteristics of a Four-Pad, LBP, Tilting-Pad Journal Bearing
Ahilan et al. Vibration analysis of vertical pumps
Jesse et al. Motor shaft misalignment bearing load analysis
Leishear et al. Relationship between vibrations and mechanical seal life in centrifugal pumps
CN109612856B (en) Hydraulic steel pipe detection device
Subbiah Evaluation of Pedestal Stiffness Variations in Steel Supported Structures for Steam Turbines
Criqui False And Misleading Sources Of Vibration.