UA77781C2

UA77781C2 - Guide apparatus of axial compressor

Info

Publication number: UA77781C2
Application number: UA20041008741A
Authority: UA
Inventors: Volodymyr Yevheniiovyc Spitsyn; Stanislav Ivanovych Smirnov; Oleksandr Olehovych Zhyritskyi; Valerii Ivanovych Koniev
Original assignee: Res And Production Works Of Ga
Priority date: 2004-10-26
Filing date: 2004-10-26
Publication date: 2007-01-15

Abstract

A guide apparatus of axial compressor has a body, inner ring and blades placed between those in radial positions. In the body of compressor, inner ring and bushes of guide apparatus cylindrical openings are provided, axles of those are normal to the axles of pins of the blades, to openings cylindrical springs are installed, and supports made of anti-friction material, those press the pins of blades to the bushes, and the bushes û to body of the compressor and inner ring of guide apparatus. Such construction makes it possible to prevent vibration of pins of blades in bushes, and bushes in the body and the inner ring with maintenance of prescribed pressing force pf blade pins in the process of durable operation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до турбомашинобудування, зокрема до напрямних апаратів осьового компресора з 2 поворотними лопатками.The invention relates to turbomachinery, in particular to the guiding devices of an axial compressor with 2 rotary vanes.

Відома конструкція напрямного апарата з поворотними лопатками, має циліндричні цапфи, установлені у втулки з антифрикційного матеріалу, а втулки разом з лопатками встановлені в корпус компресора і у внутрішні кільця поворотних апаратів (Н.А. Максимов, В.А. Секистов "Двигатели самолетов и вертолетов", стр. 164, рис. 6.11). Під дією газодинамічних сил виникає вібрація лопаток, що приводить до швидко прогресуючого зносу 70 втулок і цапф лопаток, у результаті чого знижується точність роботи поворотних апаратів і, як наслідок, погіршуються параметри компресора. Кінцева стадія цього процесу приводить до катастрофічного руйнування конструкції поворотних апаратів, зв'язаного з поломкою лопаток.The well-known design of the guide device with rotary vanes has cylindrical pins installed in bushings made of antifriction material, and the bushings together with the vanes are installed in the compressor body and in the inner rings of the rotary devices (N.A. Maksimov, V.A. Sekistov "Dvigately zaletov i helicopters", p. 164, fig. 6.11). Under the action of gas-dynamic forces, blade vibration occurs, which leads to rapidly progressive wear of the 70 bushings and trunnions of the blades, as a result of which the accuracy of the rotary devices decreases and, as a result, the compressor parameters deteriorate. The final stage of this process leads to the catastrophic destruction of the structure of rotary devices, associated with the breakage of blades.

З метою зменшення вібрації лопаток до ступеня, що забезпечує заданий ресурс роботи, застосовуються різні пристрої, наприклад, гумові демпфіруючі елементи, чи елементи з пресованого тонкого дроту, що контактують з 12 цапфами лопаток і опорних поверхонь у корпусі і внутрішніх кільцях. Дротові демпфери складні у виготовленні і не забезпечують тривалої і стабільної роботи.In order to reduce the vibration of the blades to the degree that ensures the specified work resource, various devices are used, for example, rubber damping elements, or elements made of pressed thin wire, which are in contact with the 12 trunnions of the blades and supporting surfaces in the body and inner rings. Wire dampers are difficult to manufacture and do not provide long-term and stable operation.

Найбільш близьким до винаходу, що заявляється, є конструкція поворотного апарату, приведена в патентіThe closest thing to the claimed invention is the design of the rotary device given in the patent

України Мо 23877, Е0409/02, 1998 р. У цьому патенті на внутрішні циліндричні цапфи поворотних лопаток одягнені дві втулки з антифрикційного матеріалу. Одна втулка безпосередньо контактує з внутрішнім кільцем, а інша втулка контактує з внутрішнім кільцем апарата через гумовий демпфіруючий елемент, установлений з натягом на втулку і у внутрішнє кільце напрямного апарата. Щоб уникнути втрати натягу гумових демпферів вони притискаються в радіальному напрямку гвинтовими пружинами, що упираються в кільцевий кожух.Ukrainian Mo 23877, Е0409/02, 1998. In this patent, two bushings made of antifriction material are fitted to the internal cylindrical trunnions of the rotary vanes. One bushing is in direct contact with the inner ring, and the other bushing is in contact with the inner ring of the apparatus through a rubber damping element installed with tension on the bushing and in the inner ring of the guide apparatus. In order to avoid the loss of tension of the rubber dampers, they are pressed in the radial direction by helical springs resting on the ring casing.

Ця конструкція не забезпечує ресурс роботи двигуна, що перевищує сім років експлуатації чи збереження через старіння гумового демпфера. Крім того, гумовий демпфер задовільно працює до температури не вище с 29 1002С, що звужує область його застосування в середньому до перших 3-х ступіней осьового компресора. ге)This design does not provide an engine service life exceeding seven years of operation or preservation due to the aging of the rubber damper. In addition, the rubber damper works satisfactorily up to a temperature not higher than 29 1002С, which narrows the scope of its application to the first 3 stages of the axial compressor on average. heh)

Задачею винаходу є створення конструкції напрямного апарата осьового компресора з поворотними лопатками з тривалим ресурсом роботи і розширеною областю застосування по температурним умовам.The task of the invention is to create a design of the guide apparatus of an axial compressor with rotary vanes with a long service life and an extended field of application in terms of temperature conditions.

Поставлена задача досягається тим, що в корпусі компресора, внутрішнім кільці і втулках напрямного «- апарата виконані циліндричні отвори, осі яких перпендикулярні стосовно осей цапф лопаток. У ці отвори встановлені циліндричні пружини, що із заданим зусиллям притискують цапфи лопаток через упори, виготовленіз 09 антифрикційного матеріалу, до опорної поверхні втулок, установлених у корпусі компресора і внутрішнім кільці м напрямного апарата. Така конструкція дозволяє запобігти коливанню цапф лопаток у втулках і втулок у корпусі і внутрішнім кільці зі збереженням заданого зусилля притиску цапф лопаток у процесі тривалої експлуатації. За - рахунок виключення гумового демпфера підвищена тривалість роботи і розширена область застосування по м температурі.The set task is achieved by the fact that cylindrical holes are made in the compressor housing, inner ring and bushings of the guide apparatus, the axes of which are perpendicular to the axes of the trunnions of the blades. Cylindrical springs are installed in these holes, which with a given force press the pins of the blades through the stops made of 09 anti-friction material to the bearing surface of the bushings installed in the compressor housing and the inner ring of the guide apparatus. This design makes it possible to prevent the trunnions of the vanes from oscillating in the bushings and the bushings in the body and the inner ring, while maintaining the specified pressing force of the trunnions of the vanes during long-term operation. Due to the exclusion of the rubber damper, the duration of operation has been increased and the range of application has been extended in terms of temperature.

На кресленні зображений напрямний апарат з поворотними лопатками 1, установленими за допомогою циліндричних цапф 2 у корпус компресора З і внутрішнє кільце 4 через втулки 5. У корпусі компресора 3, внутрішнім кільці 4 і втулках 5 виконані циліндричні отвори, осі яких розташовані перпендикулярно стосовно « 20 осей цапф 2 лопаток 1. У цих отворах установлені пружини б і упори 7 з антифрикційного матеріалу, що шо! притискують цапфи 2 лопаток 1 до опорної поверхні втулок 5 і втулки 5 до корпуса компресора З і внутрішнього с кільця 4. 1» Специфіка роботи напрямного апарата з поворотними лопатками полягає в тому, що для забезпечення вільного обертання цапф 2 лопаток 1 у втулках 5 необхідно забезпечити діаметральний зазор у цьому зчленуванні в залежності від розмірів конструкції 0,03...0,1мм. У запропонованій конструкції коливання цапф лопаток не -1 що виникають за умови, що упори 7 притискають цапфи 2 лопаток 1 до втулок 5 із силою, що перевищує величину сили, що викликає коливання. Величина сили, що притискає цапфи 2, визначається ступенем стиску пружин 6 і -і може регулюватися збільшенням чи зменшенням осьових розмірів упорів 7 і отворів, у яких установлені пружини -1 6. При визначенні зусилля привода синхронізуючих кілець поворотних лопаток повинні бути враховані сили тертя, що виникають у місці контакту цапф 2 і упорів 7. (ее) 50 Так, наприклад, для перших чотирьох ступіней компресора ГТГ-60МВт, збільшення зусилля привода, що ще компенсує сумарний момент тертя не перевищує 295 від розташовуваного зусилля привода.The drawing shows a guide device with rotary vanes 1 installed with the help of cylindrical trunnions 2 in the compressor housing Z and the inner ring 4 through the bushings 5. In the compressor housing 3, the inner ring 4 and the bushings 5, cylindrical holes are made, the axes of which are located perpendicular to " 20 pivot axis of 2 blades 1. Springs b and stops 7 made of antifriction material are installed in these holes, what! press the trunnions 2 of the vanes 1 to the bearing surface of the bushings 5 and the bushing 5 to the compressor housing З and the inner c ring 4. 1" The specificity of the operation of the guide apparatus with rotary vanes is that in order to ensure the free rotation of the trunnions 2 of the vanes 1 in the bushings 5 it is necessary to ensure the diametric gap in this articulation, depending on the size of the structure, is 0.03...0.1 mm. In the proposed design, the oscillations of the trunnions of the vanes are not -1, which occur under the condition that the stops 7 press the trunnions 2 of the vanes 1 to the bushings 5 with a force greater than the force that causes the oscillations. The magnitude of the force pressing the pins 2 is determined by the degree of compression of the springs 6 and -and can be adjusted by increasing or decreasing the axial dimensions of the stops 7 and the holes in which the springs -1 6 are installed. When determining the force of the drive of the synchronizing rings of the rotary vanes, frictional forces must be taken into account, arising at the point of contact of pin 2 and stops 7. (ee) 50 So, for example, for the first four stages of the GTG-60MW compressor, the increase in drive force, which also compensates for the total friction moment, does not exceed 295 of the located drive force.

Claims

The formula of the invention gF) The guiding device of an axial compressor, which includes a body, an inner ring and blades placed radially between them, which differs in that cylindrical holes are made in the body of the compressor, the inner ring and the bushings of the guiding device, the axes of which are perpendicular to the axes of the trunnions of the blades, springs and stops made of antifriction material are installed in the holes, which press the pins of the blades to the bushings, and the bushings to the body of the compressor and the inner ring of the guide apparatus. b5