СИЛОВОЙ КОРПУС КОМПРЕССОРА ГТД Российский патент 2004 года по МПК F04D29/52 

Изобретение относится к проектированию и разработке узлов компрессора.

Известен промежуточный силовой корпус турбореактивного двухконтурного двигателя, где он выполнен литым, содержащим наружный обод, внутреннюю обечайку и профильные стойки, соединенные с ними [1].

Недостатком данного решения является большой вес корпуса из-за больших допусков на литье, что требует дополнительной механической обработки (снятия лишнего материала). Так же получается большой разброс значений массы корпуса по экземплярам, и опять необходимо зачищать металл в каналах между стойками, это увеличивает трудоемкость изготовления промежуточного корпуса.

Наиболее близким к заявленному решению является силовой корпус компрессора, содержащий наружную обечайку с двумя кольцевыми фланцами, внутреннюю -образную обечайку и радиальные профилированные силовые стойки, соединенные с внутренней обечайкой и снабженные поперечными полками, жестко связанные с ответными пазами в наружной обечайке [2].

Недостатком данной конструкции является то, что она, состоящая из механически обработанных узлов и деталей, соединенных друг с другом механически с помощью болтов и гаек, имеет низкую жесткость и прочность. Так же полки профильных стоек, заполняя весь кольцевой паз наружной обечайки, увеличивают вес конструкции.

Задачей изобретения является получение большой жесткости и прочности конструкции при ее минимальном весе.

Указанная задача достигается тем, что силовой корпус компрессора ГТД, содержащий наружную обечайку с двумя кольцевыми фланцами, внутреннюю -образную обечайку и радиальные профилированные силовые стойки, соединенные с внутренней обечайкой и снабженные поперечными полками, жестко связанные с ответными пазами в наружной обечайке, и что пазы в наружной обечайке выполнены сквозными и направленными вдоль продольной оси корпуса, внутренняя обечайка выполнена неразъемной и снабжена радиальными профильными пазами для силовых стоек, при этом связь поперечных полок с пазами наружной обечайки и соединение профиля силовых стоек с ответными радиальными профильными пазами внутренней обечайки выполнены неразъемными, например, сварными или паяными.

Фланцы наружной обечайки могут быть размещены в районе силовых стоек.

Сварное или паяное соединение поперечных полок с пазами наружной обечайки, а также профиля силовых стоек с ответными радиальными профильными пазами внутренней обечайки может быть выполнено по всему контуру соединяемых поверхностей.

Новым является то, что пазы в наружной обечайке выполнены сквозными в направлении вдоль продольной оси корпуса, внутренняя обечайка выполнена неразъемной и снабжена радиальными профильными пазами для силовых стоек, при этом связь поперечных полок с пазами наружной обечайки и соединение профиля силовых стоек с ответными радиальными профильными пазами внутренней обечайки выполнены неразъемными, например, сварными или паяными.

Кольцевые фланцы наружной обечайки могут быть размещены в районе силовых стоек.

Сварное или паяное соединение поперечных полок с пазами наружной обечайки, а также профиля силовых стоек с ответными радиальными профильными пазами внутренней обечайки может быть выполнено по всему контуру соединяемых поверхностей.

Выполнив в наружной обечайке сквозные пазы, направленными вдоль продольной оси корпуса, мы добиваемся уменьшения веса конструкции, т.к. нет необходимости заполнения полками профильных стоек кольцевого паза, как в прототипе.

Так как внутренняя обечайка выполнена неразъемной, это придает ей дополнительную жесткость и прочность, а расположение радиальных профильных пазов для каждой профильной стойки в месте соединения цилиндрической и -образной частей обечайки (в месте двухслойности) увеличивает прочность конструкции.

Делая связь поперечных полок с пазом наружной обечайки и соединение профиля силовых стоек с радиальными профильными пазами внутренней обечайки сварными или паяными, мы добиваемся жесткой и прочной конструкции, сравнимой с литой деталью, избегая при этом ее недостатков.

Размещая кольцевые фланцы в районе профильных силовых стоек и сближая их, мы усиливаем наружную обечайку около паза для поперечной полки стойки. Кольцевые фланцы осуществляют связь между отдельными сегментами наружной обечайки при выполнении сквозных пазов вдоль оси корпуса под полки стоек.

Возможность осуществить паяное или сварное соединение поперечных полок с пазом наружной обечайки, а также профиля силовых стоек с радиальными профильными пазами внутренней обечайки по всему контуру соединяемых поверхностей также упрочняет и делает конструкцию более жесткой.

На фиг. 1 показан продольный разрез силового корпуса.

На фиг. 2 показан вид В на силовой корпус слева.

На фиг. 3 показан вид А на силовой корпус сверху.

Силовой корпус компрессора ГТД содержит наружную обечайку 1 с двумя кольцевыми фланцами 2, внутреннюю -образную обечайку 3 с радиальными профильными пазами 4, силовые профилированные стойки 5, которые соединены с внутренней обечайкой 3 и снабжены поперечными полками 6, которые жестко связаны с ответными пазами 7 в наружной обечайке 1 и являются сквозными, внутренняя обечайка 3 - неразъемная с профильными пазами 4 для силовых стоек 5, с полками 6 профиль силовых стоек 5 жестко соединен с ответными радиальными профильными пазами 4 пайкой или сваркой 8.

Кольцевые фланцы 2 размещены в районе силовых стоек 5. Сварка или пайка 8 выполняется по контуру соединяемых поверхностей поперечных полок 6 с пазами 7 наружной обечайки 1 и профиля силовых стоек 5 с радиальными профильными пазами 4 внутренней обечайки 3.

Сборка промежуточного корпуса осуществляется следующим образом.

В профильный паз 4 обечайки 3 вставляются профильные стойки 5 и закрепляются в них при помощи технологической оснастки, затем в осевом направлении надвигается наружный обод 1, т.о. каждая поперечная полками входит в ответный паз 7 наружного обода 1, указанные элементы прихватываются, а затем вся конструкция обваривается по контуру контактирующих поверхностей.

Из описания видно, что для реализации устройства используются элементы и способы сварки и пайки, применяемые в промышленности, что позволяет сделать вывод о промышленной применимости изобретения.

Источники информации

1. Конструкция и проектирование авиационных ГТД для ВУЗов./Под общей ред. д-ра техн. наук Д.В. Хронина. - М.: Машиностроение, 1989, с.109, рис.3.46.

2. Конструкция и проектирование авиационных ГТД для ВУЗов./Под общей ред. д-ра техн. наук Д.В. Хронина. - М.: Машиностроение, 1989, стр. 105, рис.3.41.

Изобретение относится к проектированию и разработке узлов компрессора и позволяет создать жесткую и прочную конструкцию корпуса компрессора при ее минимальном весе. Силовой корпус компрессора ГТД, который содержит наружную обечайку с двумя кольцевыми фланцами, внутреннюю -образную обечайку с радиальными профилированными силовыми стойками. Стойки соединены с внутренней обечайкой и имеют поперечные полки, жестко связанные с ответными пазами в наружной обечайке. Пазы наружной обечайки выполнены сквозными направленными вдоль продольной оси корпуса. Внутренняя обечайка является неразъемной и имеет ответные радиальные профильные пазы для силовых стоек. Соединения поперечных полок с пазами наружной обечайки и профильных силовых стоек с радиальными профильными пазами внутренней обечайки выполнены неразъемными, например, сваркой или пайкой. При этом кольцевые фланцы наружной обечайки могут быть размещены в районе силовых стоек, а сварное или паяное соединение может выполняться по всему контуру соединения поверхностей. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Силовой корпус компрессора газотурбинного двигателя, содержащий наружную обечайку с двумя кольцевыми фланцами, внутреннюю -образную обечайку и радиальные профилированные силовые стойки, соединенные с внутренней обечайкой и снабженные поперечными полками, жестко связанными с ответными пазами в наружной обечайке, отличающийся тем, что пазы в наружной обечайке выполнены сквозными и направленными вдоль продольной оси корпуса, внутренняя обечайка выполнена неразъемной и снабжена радиальными профильными пазами для силовых стоек, при этом связь поперечных полок с пазами наружной обечайки и соединение профиля силовых стоек с ответными радиальными профильными пазами внутренней обечайки выполнены неразъемными, например сварными или паяными.2. Силовой корпус компрессора по п.1, отличающийся тем, что кольцевые фланцы наружной обечайки размещены в районе силовых стоек.3. Силовой корпус компрессора по п.1, отличающийся тем, что сварное или паяное соединение поперечных полок с пазами наружной обечайки, а также профиля силовых стоек с ответными радиальными профильными пазами внутренней обечайки выполнено по всему контуру соединяемых поверхностей.