ОПОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2000 года по МПК F02C7/06 

Изобретение относится к газотурбинным двигателям, а более конкретно - к опорам газотурбинных двигателей.

Известна опора ГТД, состоящая из корпуса с запрессованным в него подшипником и масляной полости, ограниченной втулками с маслосгонной резьбой [1].

Конструкция такой опоры отличается простотой, однако для ее охлаждения требуется специальный компрессор.

Наиболее близкой к заявляемой относится опора газотурбинного двигателя, в которой крышка, ограничивающая масляную полость опоры, прикреплена болтами к корпусу опоры [2].

Недостатком известной конструкции является то, что для высокотемпературного газотурбинного двигателя такая тепловая защита оказывается недостаточной, что снижает надежность двигателя.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности двигателя за счет обеспечения герметичности и продувки охлаждающим воздухом масляной полости.

Сущность технического решения заключается в том, что в опоре ГТД, содержащей корпус опоры с закрепленной на нем с помощью болтов крышкой, ограничивающей масляную полость опоры, согласно изобретению, крышка выполнена двойной, с внутренней и наружной стенками, с кольцевой воздушной полостью между ними, соединенной с отверстиями подвода охлаждающего воздуха, при этом наружная стенка крышки имеет фланец крепления ее к опоре с кольцевым зигзагообразным ребром, последовательно охватывающим головки болтов и отверстия подвода воздуха во внутренней стенке крышки и разделяющим отверстия под болты и отверстия подвода охлаждающего воздуха. Шаг между болтами t равен:
t = 4...10h,
где h - высота зигзагообразного ребра, равная расстоянию между наружными стенками фланцев внутренней и наружной крышек.

Выполнение крышки двойной, с внутренней и наружной стенками, с кольцевой воздушной полостью между ними, соединенной с отверстиями подвода охлаждающего воздуха, обеспечивает продувку охлаждающим воздухом масляной полости опоры ГТД, что повышает ее надежность.

Наличие на наружной стенке крышки фланца крепления ее к опоре с кольцевым зигзагообразным ребром, последовательно охватывающим головки болтов и отверстия подвода воздуха во внутренней стенке крышки и разделяющим отверстия под болты и отверстия подвода охлаждающего воздуха, обеспечивает равномерное обжатие уплотняющей прокладки, что улучшает герметичность масляной полости.

На фиг. 1 изображен продольный разрез опоры ГТД.

На фиг. 2 - вид А на фиг.1 (фланец крепления втулки к корпусу опоры).

На фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2.

Опора 1 состоит из корпуса 2, в котором через упругие рессоры 3 и 4 закреплено кольцо наружное 5 подшипника 6. Масляная полость 7 опоры 1 ограничена с внешней стороны двойной лабиринтной крышкой 8, состоящей из внутренней крышки 9 и наружной крышки 10. Между внутренней крышкой 9 и наружной 10 образована кольцевая воздушная полость 11, соединенная через множество каналов 12 и отверстий 13 с кольцевой полостью 14 подвода холодного воздуха, например, из наружного контура двигателя или промежуточной ступени компрессора. Двойная лабиринтная крышка 8 крепится к корпусу 2 опоры 1 фланцами 15 и 16 с помощью множества болтов 17, законтренных контровками 18. Для обеспечения герметичности масляной полости 7 опоры 1 между корпусом 2 и фланцем 15 размещена уплотнительная паронитовая прокладка 19, которая обжимается с помощью болтов 17, шаг между которыми равен t. Для обеспечения равномерности обжатия прокладки 19, в том числе и в зоне отверстий 13 (там, где нет болтов), на фланце 16 наружной крышки 10, с целью повышения его жесткости, выполнено кольцевое зигзагообразное ребро 20, отделяющее каналы 12 с холодным воздухом, от полости сброса 21 горячего воздуха. Высота ребра равна h.

Работает данное устройство следующим образом. При работе двигателя холодный воздух из кольцевой полости 14 перетекает через отверстия 13 между болтами 17 и каналы 12 в кольцевую полость 11 между крышками 9 и 10, отсекая таким образом тепловой поток, идущий в масляную полость 7 из полости 21 сброса горячего воздуха. Кольцевое зигзагообразное ребро 20, последовательно охватывающее головки болтов 17 и отверстия 13 между болтами, обеспечивает равномерное обжатие уплотняющей прокладки 19 и герметичность масляной полости 7. Для обеспечения равномерного обжатия уплотняющей прокладки 19 ребро 20 должно быть достаточно жестким, т.е. иметь достаточную высоту ребра h, а шаг между болтами t не должен быть слитком большим:
t = 4...10h
При t меньшем 4h уменьшается размер каналов 12 для прохода охлаждающего воздуха, что приведет к возрастанию гидравлического сопротивления, к уменьшению расхода охлаждающего воздуха и коксованию масла в масляной полости, т.е. к снижению надежности.

При t большем 10h обжатие уплотняющей прокладки становится неравномерным, что приводит к нарушению герметичности масляной полости, вытеканию из нее масла, т.е. к снижению надежности.

Источники информации
1. Г.С.Скубачевский "Авиационные газотурбинные двигатели", Москва, 1955 г., стр. 417, фиг. 494.

2. Под общей редакцией А.С.Вьюнов и др. "Конструкция и проектирование авиационных ГТД", Москва, Машиностроение, 1989 г., стр. 205, рис. 4.52.

Опора предназначена для газотурбинного двигателя. Опора ГТД содержит корпус опоры с закрепленной на нем с помощью болтов крышкой, ограничивающей масляную полость опоры. Крышка выполнена двойной, с внутренней и наружной стенками, с кольцевой воздушной полостью между ними, соединенной с отверстиями подвода охлаждающего воздуха. При этом наружная стенка крышки имеет фланец крепления ее к опоре с кольцевым зигзагообразным ребром, последовательно охватывающим головки болтов и отверстия подвода воздуха во внутренней стенке крышки и разделяющим отверстия под болты и отверстия подвода охлаждающего воздуха. Шаг между болтами t равен: t = 4 - 10h, где h - высота зигзагообразного ребра, равная расстоянию между наружными стенками фланцев внутренней и наружной крышек. Изобретение позволяет повысить надежность двигателя за счет обеспечения герметичности и продувки охлаждающим воздухом масляной полости. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Опора газотурбинного двигателя, содержащая корпус опоры с закрепленной на нем с помощью болтов крышкой, ограничивающей масляную полость опоры, отличающаяся тем, что крышка выполнена двойной, с внутренней и наружной стенками, с кольцевой воздушной полостью между ними, соединенной с отверстиями подвода охлаждающего воздуха, при этом наружная стенка крышки имеет фланец крепления ее к опоре с кольцевым зигзагообразным ребром, последовательно охватывающим головки болтов и отверстия подвода воздуха во внутренней стенке крышки и разделяющим отверстия под болты и отверстия подвода охлаждающего воздуха. 2. Опора газотурбинного двигателя по п.1, отличающаяся тем, что шаг между болтами t равен:
t = 4 ... 10h,
где h - высота зигзагообразного ребра, равная расстоянию между наружными стенками фланцев внутренней и наружной крышек.