КРОНШТЕЙН КРЕПЛЕНИЯ АГРЕГАТА НА ОБЕЧАЙКЕ КОРПУСА ТУРБОМАШИНЫ Российский патент 2019 года по МПК F01D25/28 

Изобретение относится к области турбомашиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к узлам соединения агрегатов с обечайкой корпуса турбомашины.

Известен кронштейн соединения агрегата с обечайкой корпуса, содержащий бобышку с резьбовым отверстием и площадкой для соединения с агрегатом, элемент для соединения с обечайкой корпуса (А.А. Иноземцев, М.А. Нихамкин, В.Л. Сандрацкий, «Газотурбинные двигатели», ОАО «Авиадвигатель», г.Пермь, 2007 г., стр. 897, рис. 13.2.3_4).

Недостатками известного кронштейна является необходимость крепления на специальный усиливающий обечайку элемент и недостаточная жесткость в области крепления кронштейна непосредственно на обечайку корпуса турбомашины, что может привести к образованию трещин на обечайке в области узла соединения с обечайкой.

Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатка известного кронштейна, то есть увеличение жесткости обечайки корпуса турбомашины в месте крепления с кронштейном, что приводит к повышению прочности и надежности узла соединения в случае динамической нагруженности, а именно при воздействии вибраций.

Указанный технический результат достигается тем, что согласно заявленному изобретению кронштейн крепления агрегата на обечайке корпуса турбомашины, содержит бобышку, расположенную между обечайкой корпуса и агрегатом, с опорной площадкой и резьбовым отверстием под установку агрегата, при этом кронштейн снабжен двумя наклонными ребрами жесткости, расположенными снаружи бобышки и выполненными расширяющимися к обечайке корпуса, при этом каждое ребро выполнено криволинейным, обращенным выпуклой частью к обечайке корпуса, причем один край ребер жесткости соединен с бобышкой, а противоположный край ребер жесткости соединен с обечайкой корпуса.

Кроме того, кронштейн установлен таким образом, чтобы жесткость системы обечайка корпуса - кронштейн - агрегат была максимальной.

Кроме того, ребра жесткости выполнены из цельного листа металла.

Кроме того, ребра жесткости расположены симметрично относительно бобышки.

Кроме того, кронштейн выполнен в виде единой цельнолитой детали.

Кроме того, ребра жесткости приварены к бобышке и обечайке корпуса турбомашины.

Кроме того, бобышка отстоит от обечайки корпуса.

Общеизвестно, что увеличение жесткости конструкции увеличивает значения собственных частот колебаний последней. В случае турбомашины, которая ввиду специфики своей работы является очень вибронагруженной, желательно выводить собственные частоты колебаний ее деталей и узлов из рабочего диапазона частот вращения роторов. Это снижает общий уровень вибраций и повышает прочность и надежность турбомашины в целом.

Выполнение кронштейна с двумя наклонными ребрами жесткости, расположенными снаружи бобышки и выполненными расширяющимися к обечайке корпуса, что увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение ребер жесткости криволинейными, обращенными выпуклой частью к обечайке корпуса, каждое из которых одним краем соединено с бобышкой, а противоположным - с обечайкой корпуса, увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Установка кронштейна таким образом, чтобы жесткость системы обечайка корпуса - кронштейн - агрегат была максимальной, увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение ребер жесткости из цельного листа металла позволяет приваривать последние к бобышке и обечайке корпуса, что увеличивает жесткость соединения и повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение ребер жесткости симметрично относительно бобышки позволяет более равномерно распределять нагрузку с агрегата на область соединения с обечайкой корпуса, что повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение кронштейна в виде единой цельнолитой детали позволяет сократить количество сварных швов в детали, что повышает прочность и надежность узла в целом.

Приварка ребер жесткости к бобышке и обечайке корпуса турбомашины повышает жесткость соединения, относительно разъемного, например, фланцевого соединения, что повышает прочность и надежность узла в целом.

Выполнение бобышки, отстоящей от обечайки корпуса, позволяет сократить количество сварных швов в детали, что повышает прочность и надежность узла в целом.

На фигуре 1 представлена принципиальная схема реализации заявленного кронштейна, в частном случае реализации с отстоящей от обечайки корпуса бобышкой и обращенными выпуклой стороной к обечайке корпуса ребрами жесткости.

Кронштейн 1 крепления агрегата (не показан на фиг. 1) на обечайке корпуса 2 (фиг. 1), установлен на последней и содержит бобышку 3 и два ребра жесткости 4. Бобышка расположена между обечайкой корпуса 2 и агрегатом. Ребра жесткости 4, выполнены наклонными, криволинейными, как правило, обращенными выпуклой частью к обечайке корпуса 2 для уменьшения габаритов, снаружи бобышки 3 и выполнены расширяющимися к обечайке корпуса 2. Кроме того, один край ребер жесткости 4 соединен с бобышкой 3, а противоположный край ребер жесткости 4 соединен с обечайкой корпуса 2. При этом на бобышке 3 выполнено резьбовое отверстие 5 для болтового соединения с агрегатом, в частном случае реализации, которое может быть сквозным. Ребра жесткости 4 выполняют из цельного листа металла, что позволяет приваривать последние к бобышке 3 и обечайке корпуса 2 и что увеличивает жесткость соединения, повышает прочность и надежность узла в целом. Ребра жесткости 4, в зависимости от технологии изготовления кронштейна 1, могут быть выполнены отдельными деталями с бобышкой 3 и жестко соединяться с последней и обечайкой корпуса 2, например, сваркой, или быть единой деталью в случае получения кронштейна 1, к примеру, литьем. Удобно изготавливать кронштейн 1 с симметрично расположенными ребрами жесткости 4 относительно бобышки 3, с плоскостью симметрии, проходящей через ось резьбового отверстия 5, и разными значениями длины и ширины для обеспечения большей жесткости в одном из направлений. Из-за конструктивных особенностей корпуса ребра жесткости 3 могут быть выполнены и не симметричными.

При установке кронштейна 1 на обечайку корпуса 2 кронштейн 1 ориентируют так, чтобы обеспечить максимальную жесткость системы обечайка корпуса 2 - кронштейн 1 - агрегат, то есть перпендикулярно плоскости меньшей жесткости относительно агрегата. В частном случае реализации кронштейн 1 приваривается к обечайке корпуса 2. После чего обрабатывают опорную площадку на бобышке 3, сверлят отверстие 5, нарезают в последнем резьбу и устанавливают агрегат.

В процессе работы турбомашины кронштейн 1 за счет своей геометрии обеспечивает несовпадение собственных частот колебания агрегата относительно обечайки корпуса 2 с частотами установившихся режимов работы турбомашины, что исключает возможность длительных по времени опасных резонансных колебаний агрегата и образование трещин в области соединения ребер жесткости 4 с обечайкой корпуса 2.

Обеспечение требуемой жесткости кронштейна 1 за счет его геометрии и ориентации на обечайке корпуса 2 относительно устанавливаемого на него агрегата позволяет локально увеличить жесткость обечайки корпуса 2 турбомашины и приводит к повышению прочности и надежности узла соединения в случае динамической нагруженности, а именно при воздействии вибраций.

Изобретение относится к области турбомашиностроения, преимущественно к авиадвигателестроению, а именно к узлам соединения агрегатов с обечайкой корпуса турбомашины. Кронштейн крепления агрегата на обечайке корпуса турбомашины содержит бобышку, расположенную между обечайкой корпуса и агрегатом, с опорной площадкой и резьбовым отверстием под установку агрегата. Кронштейн снабжен двумя наклонными ребрами жесткости, расположенными снаружи бобышки и выполненными расширяющимися к обечайке корпуса. Каждое ребро жесткости выполнено криволинейным, обращенным выпуклой частью к обечайке корпуса. Один край ребер жесткости соединен с бобышкой, а противоположный край ребер жесткости соединен с обечайкой корпуса. Изобретение обеспечивает увеличение жесткости обечайки корпуса турбомашины в месте крепления с кронштейном, что приводит к повышению прочности и надежности узла соединения в случае динамической нагруженности, а именно при воздействии вибраций. 6 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Кронштейн крепления агрегата на обечайке корпуса турбомашины, содержащий бобышку, расположенную между обечайкой корпуса и агрегатом, с опорной площадкой и резьбовым отверстием под установку агрегата, отличающийся тем, что он снабжен двумя наклонными ребрами жесткости, расположенными снаружи бобышки и выполненными расширяющимися к обечайке корпуса, при этом каждое ребро жесткости выполнено криволинейным, обращенным выпуклой частью к обечайке корпуса, причем один край ребер жесткости соединен с бобышкой, а противоположный край ребер жесткости соединен с обечайкой корпуса.

2. Кронштейн по п. 1, отличающийся тем, что он установлен таким образом, чтобы жесткость системы обечайка корпуса - кронштейн-агрегат была максимальной.

3. Кронштейн по п. 1, отличающийся тем, что ребра жесткости выполнены из цельного листа металла.

4. Кронштейн по п. 1, отличающийся тем, что ребра жесткости расположены симметрично относительно бобышки.

5. Кронштейн по п. 1, отличающийся тем, что кронштейн выполнен в виде единой цельнолитой детали.

6. Кронштейн по п. 1, отличающийся тем, что ребра жесткости приварены к бобышке и обечайке корпуса турбомашины.

7. Кронштейн по п. 1, отличающийся тем, что бобышка отстоит от обечайки корпуса.