УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ ЖАРОВОЙ ТРУБЫ В КОРПУСЕ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ Российский патент 2000 года по МПК F23R3/60 

Изобретение относится к газотурбинному двигателестроению и, в частности, к камерам сгорания.

Известно устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее опоры на корпусе и пальцы с фланцами и со сферическими концами, размещенными во втулках на жаровой трубе (см. В.Ф. Павленко и др. "Боевая авиационная техника", М., Военное издательство, 1984, с. 185).

Однако, наличие зазора в соединении сферы пальца со втулкой приводит к повышенным износам пальца и втулки из-за взаимных перемещений и соударений под действием вибраций.

Известно устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее попарно расположенные по окружности камеры сгорания пальцы с фланцами, закрепленными на фланцах корпуса болтами, а другими концами через отверстия во фланцах корпуса вставленные в отверстия внутренних колец шарнирных подшипников, закрепленных на жаровой трубе (см. "Руководство по технической эксплуатации двигателя НК-16СТ", книга 2, НПО "Труд", 1984, прототип).

Недостатком известного устройства является низкая надежность и малый ресурс работы. Имеющийся зазор в шарнирном устройстве при взаимных перемещениях и соударениях под действием вибраций приводит к появлению наклепов и износов сопрягаемых поверхностей, прогрессивно увеличивающихся по мере увеличения ресурса работы.

Цель изобретения - повышение надежности и ресурса работы.

Эта цель достигается тем, что отверстия во фланцах корпуса под пальцы выполнены коническими и в них установлены полусферические подшипники, на торцы которых опираются торцы фланцев пальцев с образованием зазора между торцами фланцев корпуса. Между торцами головок болтов и противоположными торцами фланцев пальцев установлены пакеты тарельчатых пружин. В каждой паре пальцев пакеты пружин под болтами, находящимися между пальцами, установлены с большей жесткостью, а находящиеся на внешних сторонах пары - с меньшей жесткостью.

В варианте выполнения между головками болтов крепления пальцев и торцами фланцев корпуса в отверстиях тарельчатых пружин установлены цилиндрические втулки, разновеликие по длине, при этом короткие втулки устанавливаются под болты, находящиеся между пальцами пары, а длинные - на внешних сторонах, при этом наружный диаметр тарельчатых пружин выполнен большим.

На фиг. 1 представлен общий вид устройства в составе камеры сгорания; на фиг. 2 - сечение А-А по паре пальцев крепления; на фиг. 3 - сечение А-А по одному из пальцев крепления пары (вариант выполнения); на фиг. 4 - сечение Б-Б по пальцу крепления (вариант выполнения).

Устройство для крепления жаровой трубы содержит попарно расположенные по окружности камеры сгорания пальцы 1 с фланцами, закрепленными на фланцах 2 корпуса 3 болтами 4, а другими концами через отверстия во фланцах 2 вставлены в отверстия внутренних колец шарнирных подшипников 5, закрепленных на жаровой трубе 6. Отверстия во фланцах 2 корпуса 3 выполнены конусными и в них установлены полусферические подшипники 7, на торцы которых опираются торцы фланцев с зазором между торцами фланцев 2. Между торцами головок болтов 4, с опорой на контровку 8, и торцами фланцев пальцев установлены пакеты тарельчатых пружин 9, опирающиеся на фланцы через шайбы 10. Пакеты пружин 9, находящиеся между пальцами пары, установлены с большей жесткостью по сравнению с пакетами пружин 9, установленными на внешних сторонах пары. Различие жесткости пакетов 9 обеспечивается за счет различной величины обжатия пакетов 9 болтами 4. Болты 4, стягивающие пакеты с большей жесткостью, вворачиваются во фланцы 2 на большую глубину, чем болты, стягивающие пакеты с меньшей жесткостью.

В варианте выполнения между головками болтов 4 и торцами фланцев пальцев 1 в отверстиях пакетов пружин 9 установлены цилиндрические втулки 11 различной длины. Короткие втулки устанавливаются под болты 4, находящиеся между пальцами 1 пары, а длинные - на внешних сторонах. Наружный диаметр B (фиг. 4) пружин в этом варианте выполнен большим, чем в первом варианте, с целью компенсации опорной площади пружин, частично занятой втулками. Разность жесткости пакетов пружин обеспечивается и в этом варианте за счет разности затяжки болтов. Но в данном варианте величина вворачивания болтов строго лимитирована втулками, которые и определяют величину сжатия пакета и, следовательно, жесткость пакета.

При сборке устройства, в обоих вариантах исполнения, разность жесткости пакетов 9 на каждом пальце 1 приводит к перекосу фланцев пальцев 1, а это приводит к смещению концов пальцев 1, установленных в шарнирных опорах 5 жаровой трубы 6. Концы пальцев 1, выбирая зазоры, прижимаются к кольцу и прижимают кольца к опоре 5 жаровой трубы 6. При этом усилие P от пальцев 1 в каждой паре направлены навстречу друг другу. При таком воздействии образуется замкнутая силовая схема, которую обеспечивают два рядом расположенных пальца 1, участки жаровой трубы 6 и корпуса 3, расположенные между этими фиксаторами.

Во время работы устройства в составе камеры сгорания под воздействием вибрационных взаимных перемещений элементов устройства могут появиться износы по местам контакта. В процессе износов в данном устройстве зазоров не появляется, так как под воздействием этой силовой схемы обеспечивается постоянное поджатие сопрягаемых поверхностей. Исключение появления зазоров между деталями исключает ударное воздействие деталей друг на друга, что позволяет уменьшить износы и устраняет появление наклепов.

Достижение поставленной цели здесь обеспечивается за счет использования замкнутой силовой схемы непрерывного действия за счет использования пакетов пружинящих элементов разной жесткости на каждом пальце-фиксаторе, а это обеспечивает повышение надежности и ресурса работы.

Экспериментальные устройства изготовлены и испытаны. Подтверждены заявленные преимущества.

Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания содержит попарно расположенные по окружности пальцы с фланцами, закрепленными на фланцах корпуса болтами, а другими концами через отверстия во фланцах корпуса вставлены в отверстия внутренних колец шарнирных подшипников, закрепленных на жаровой трубе. Отверстия во фланцах корпуса выполнены конусными с постановкой в них полусферических подшипников, на торцы которых опираются торцы фланцев пальцев с зазором между торцами фланцев корпуса. Между торцами головок крепежных болтов и торцами фланцев пальцев установлены пакеты тарельчатых пружин. В каждой паре пальцев пакеты пружин под болтами между пальцами пары установлены с большей жесткостью, а находящиеся на внешних сторонах пары - с меньшей жесткостью. Между головками болтов крепления пальцев и торцами фланцев в отверстиях пакета пружин могут быть установлены разновеликие по длине втулки. При этом короткие втулки установлены под болты, находящиеся между пальцами пары, а длинные - на внешних сторонах пары, а наружный диаметр пружин выполнен большим. Такое осуществление изобретения приводит к повышению надежности и ресурса работы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания, содержащее попарно расположенные по окружности камеры сгорания пальцы с фланцами, закрепленными на фланцах корпуса болтами, а другими концами через отверстия во фланцах корпуса вставленные в отверстия внутренних колец шарнирных подшипников, закрепленных на жаровой трубе, отличающееся тем, что отверстия во фланцах корпуса выполнены конусными и в них установлены полусферические подшипники, на торцы которых опираются торцы фланцев пальцев с зазором между торцами фланцев корпуса, а между торцами головок крепежных болтов и противоположными торцами фланцев пальцев установлены пакеты тарельчатых пружин, при этом в каждой паре пальцев пакеты пружин под болтами, находящимися между пальцами пары, установлены с большей жесткостью, а находящиеся на внешних сторонах пары - с меньшей жесткостью. 2. Устройство для крепления жаровой трубы в корпусе камеры сгорания по п.1, отличающееся тем, что между головками болтов крепления пальцев и торцами фланцев, в отверстиях пакета тарельчатых пружин, установлены цилиндрические втулки, разновеликие по длине, при этом короткие втулки устанавливаются под болты, находящиеся между пальцами пары, а длинные - на внешних сторонах пары, при этом наружный диаметр пружин выполнен большего диаметра.