СРЕДСТВО БЛОКИРОВКИ ВРАЩЕНИЯ ОСИ, ПОДДЕРЖИВАЮЩЕЙ ОРГАН ПОДВЕСКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2013 года по МПК F02C7/20 

Изобретение относится к монтажу органа подвески газотурбинного двигателя, такого как турбореактивный двигатель, в частности к монтажу органа подвески, содержащего средство, предназначенное для блокировки вращения оси подвески, чтобы избежать проблем, связанных с вибрациями и износом оси.

Двигатель, такой как турбореактивный двигатель, можно устанавливать в разных местах самолета путем его крепления на стойке, входящей в состав конструкции этого самолета. Его можно подвешивать под крыльями, крепить на фюзеляже или устанавливать в хвостовом оперении при помощи средств крепления. Эти средства крепления предназначены для обеспечения передачи механических усилий между самолетом и конструкцией турбореактивного двигателя. Нагрузки, которые при этом необходимо учитывать, действуют в трех основных направлениях. В частности этими нагрузками являются вес двигателя, его тяга и боковые аэродинамические нагрузки. Передаваемые нагрузки включают также восприятие момента вращения вокруг оси двигателя. Кроме того, эти средства должны поглощать деформации, которым подвергается двигатель на разных фазах полета, в частности, по причине размерных колебаний, связанных с тепловыми расширениями или сжатиями.

Вариантом подвески, например, в случае газотурбинного двигателя с вентилятором является крепление двигателя на стойке, принадлежащей конструкции крыла самолета при помощи передней подвески или переднего узла подвески и задней подвески или заднего узла подвески. Переднюю подвеску крепят, в частности, на промежуточном картере сзади картера вентилятора, а заднюю подвеску - на картере выпуска первичного потока.

Согласно известной конфигурации переднюю подвеску выполняют с возможностью передачи вертикальных и тангенциальных механических усилий между двигателем и самолетом. Задняя подвеска выполнена с возможностью передачи механических усилий в этих же направлениях, а также восприятия крутящего момента вокруг оси турбореактивного двигателя и восприятия тяговых усилий. Эти тяговые усилия передаются через две штанги восприятия усилий, закрепленные спереди на основании промежуточного картера по обе стороны от продольной оси и сзади при помощи задней подвески двигателя.

Как правило, средство подвески содержит балку, в случае необходимости двойную, закрепленную на стойке болтами и соединенную с картером двигателя при помощи тяг. Тяги поворачиваются на своих концах на вилках или лапках, в зависимости от монтажа, неподвижно соединенных соответственно с картером и балкой. Чтобы передача усилий тягами происходила исключительно в осевом направлении, для осей на каждом их конце предусматривают шаровую опору. Этот монтаж позволяет, в частности, поглощать радиальные и осевые расширения двигателя.

Как показано на фиг.1, тягу 30 крепят на проушинах 20 и 21 вилки картера при помощи оси 22 с буртиками, закрепленной на обеих проушинах при помощи двух втулок 40 и 50, проходящих через головку тяги. Тяга 30 содержит отверстие, внутри которого путем запрессовки закреплена обойма 35 со сферической внутренней поверхностью. Эта обойма служит направляющей для кольца 70 со сферической наружной поверхностью, закрепленного на оси, образуя, таким образом, шаровое соединение. Между втулками и шаровой опорой 70 существует зазор. Шаровая опора может перемещаться на оси в осевом направлении. Упомянутая ось удерживается гайкой и шайбой с зазором между шайбой и проушиной вилки.

Благодаря такому монтажу с шаровой опорой, головка тяги может поворачиваться не только вокруг оси, но также вокруг любой перпендикулярной к ней оси в пределах упоров, образованных окружающими деталями. Движение ограничено, в частности, в зависимости от промежутка, оставленного по обе стороны между головкой тяги и проушинами вилки. Пример выполнения устройства подвески тяги представлен в патентной заявке EP 0357504.

В течение срока службы двигателя соединительная ось подвергается микроскопическим перемещениям, связанным с усилиями вибрации, в частности, с напряжениями, направленными параллельно оси, в частности, в силу незначительного наклона тяг по отношению к картеру. Со временем эти повторяющиеся напряжения приводят к износу от трения на оси и втулках. Кроме того, изменение диаметра картера за счет расширения в сочетании с нагрузкой, распределяемой на тягах, может привести к проворачиванию оси вокруг ее опоры.

Заявитель поставил перед собой задачу реализовать монтаж органа подвески на вилках картера газотурбинного двигателя, который позволяет избежать проблем износа от трения проушин, втулок и осей подвески, блокируя вращение упомянутой оси подвески.

Объектом настоящего изобретения является устройство монтажа органа подвески на картере газотурбинного двигателя, содержащее вилку, содержащую, по меньшей мере, одну проушину и неподвижно соединенную с картером, при этом ось, закрепленная на упомянутой вилке, поддерживает упомянутый орган при помощи кольца, охватывающего ось, при этом упомянутое устройство содержит средство блокировки вращения, содержащее стопорную пластину, соединенную с проушиной, отличающееся тем, что упомянутая пластина и ось содержат узел, состоящий из штифта и паза или отверстия, в которое заходит упомянутый штифт, обеспечивая блокировку вращения оси в вилке.

Преимуществом изобретения является возможность предупреждения, за счет простого средства, проблем, возникающих по причине изменения диаметра картера при расширении в сочетании с нагрузкой, распределяемой на тяге. Преимуществом этого монтажа является также ограничение вибраций.

Согласно другому отличительному признаку пластина блокируется от вращения по отношению к вилке при помощи болтового соединения, содержащего винт, проходящий через пластину и проушину и зажатый гайкой.

Объектом настоящего изобретения является также картер газотурбинного двигателя, содержащий, по меньшей мере, одну вилку с, по меньшей мере, одной проушиной, содержащий, по меньшей мере, одно описанное выше устройство монтажа органа подвески.

Объектом настоящего изобретения является также газотурбинный двигатель, содержащий, по меньшей мере, одно описанное выше устройство монтажа органа подвески.

Задачи, отличительные признаки и преимущества настоящего изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания различных вариантов выполнения, представленных в качестве не ограничительных примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

Фиг.1 - монтаж органа подвески на вилке согласно известным техническим решениям.

Фиг.2 - вариант выполнения устройства монтажа органа подвески в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.3 - вид сбоку устройства, показанного на фиг.2.

Далее следует более подробное описание устройства со ссылками на фиг.2 и 3, на которых показана вилка 3, неподвижно соединенная с картером и содержащая две проушины. На фигурах показана только одна проушина 4; она содержит отверстие, через которое проходит ось 1, поддерживающая тягу 5 при помощи шарового соединения. Ось 1 проходит через тягу 5, а также через проушину 4 вилки.

Тяга 5 содержит отверстие, внутри которого путем запрессовки закреплена обойма 15 со сферической внутренней поверхностью. Внутренняя поверхность обоймы 15 служит направляющей для кольца 7 со сферической наружной поверхностью, закрепленного на оси 1 в ее центре, образуя шаровое соединение. Кольцо 7 охватывает ось 1, при этом шаровое соединение позволяет тяге 5 поворачиваться не только вокруг оси 1, но также вокруг любой перпендикулярной к ней оси, проходящей через центр шаровой опоры.

Ось 1 установлена в отверстии проушины 4 вилки 3 при помощи втулки 14. Втулка 14 имеет цилиндрическую форму с буртиком 51 на конце, который позволяет удерживать ее в положении упора в проушину 4. В этом варианте выполнения ось 1 затянута на вилке, чтобы максимально ограничивать износ от трения оси на вилке 3.

Винт 22 (фиг.2), удерживаемый гайкой, не показанной на фигурах, проходит через ось 1 в ее центре в продольном направлении.

Ось 1 цилиндрической формы содержит на своем конце буртик 16, на котором выполнена плоская поверхность, образующая, таким образом, плоский срез 8 (показана на фиг.3). Упомянутый буртик 16 опирается на пластину 2, которая, в свою очередь, опирается на проушину 4 вилки 3.

Пластина 2 (фиг.2 и 3) содержит стопорный штифт 17 (фиг.3) прямоугольной формы, образующий, таким образом, поверхность 18, в которую упирается плоский срез 8 оси 1. Таким образом, пластина 2 при помощи штифта 17 препятствует вращению оси 1.

Через пластину 2 и проушину 4 вилки 3 проходит винт 25. Он крепится гайкой 6, образуя, таким образом, болтовое соединение между упомянутой пластиной и проушиной 4. Таким образом, за счет упомянутого болтового соединения пластина 2 стопорится от вращения по отношению к вилке 3.

Это решение позволяет удерживать ось 1 неподвижной по отношению к вилке, несмотря на вибрации, которым она подвергается во время работы двигателя.

Эти варианты выполнения не являются ограничительными, так, в других вариантах выполнения изобретения, не показанных на фигурах, болтовое соединение, образованное винтом 25 и гайкой 6 (фиг.2) и блокирующее вращение пластины 2 по отношению к вилке 3, можно заменить штифтом, неподвижно соединенным либо с вилкой 3, либо с пластиной 2.

В другом частном варианте выполнения стопорный штифт 17 заменен штифтом, неподвижно соединенным с пластиной 2. В этом случае для крепления упомянутого штифта используется отверстие или паз на уровне буртика 16 оси 1. В этой системе штифт пластины 2 заходит в отверстие оси 1, обеспечивая, таким образом, блокировку ее вращения. В этом варианте выполнения ось 1 не затягивают в осевом направлении на вилке 3.

Устройство монтажа органа подвески на картере газотурбинного двигателя содержит вилку, включающую в себя, по меньшей мере, одну проушину и неподвижно соединенную с картером. Ось, закрепленная на упомянутой вилке, поддерживает упомянутый орган при помощи кольца, охватывающего ось. Устройство монтажа содержит средство блокировки вращения, содержащее стопорную пластину, соединенную с проушиной. Пластина и ось содержат узел, состоящий из штифта и паза или отверстия, в которое заходит упомянутый штифт, обеспечивая блокировку вращения оси в вилке. Пластина блокируется от вращения по отношению к вилке при помощи болтового соединения. Другим объектом изобретения являются картер газотурбинного двигателя, содержащий описанное устройство монтажа, а также газотурбинный двигатель, содержащий такой картер. Изобретение позволяет избежать износ от трения проушин, втулок и осей подвески. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство монтажа органа подвески на картере газотурбинного двигателя, содержащее вилку, включающую в себя, по меньшей мере, одну проушину и неподвижно соединенную с картером, при этом ось, закрепленная на упомянутой вилке, поддерживает упомянутый орган при помощи кольца, охватывающего ось, при этом упомянутое устройство содержит средство блокировки вращения, содержащее стопорную пластину, соединенную с проушиной, отличающееся тем, что упомянутая пластина и ось содержат узел, состоящий из штифта и паза или отверстия, в которое заходит упомянутый штифт, обеспечивая блокировку вращения оси в вилке, причем пластина блокируется от вращения по отношению к вилке при помощи болтового соединения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что болтовое соединение содержит винт, проходящий через пластину и проушину и зажатый гайкой.

3. Картер газотурбинного двигателя, содержащий, по меньшей мере, одну вилку с, по меньшей мере, одной проушиной, содержащий, по меньшей мере, одно устройство монтажа органа подвески по одному из пп.1 и 2.

4. Газотурбинный двигатель, содержащий, по меньшей мере, одно устройство монтажа органа подвески по одному из пп.1 и 2.