ТУРБОМАШИНА С РЕДУКТОРОМ ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА Российский патент 2022 года по МПК F02C7/36 

Область техники

Настоящее изобретение относится к турбомашине с редуктором летательного аппарата.

Уровень техники

Турбомашина, такая как двухконтурный турбореактивный двигатель, обычно содержит впуск для воздуха, содержащий вентилятор, причем выходящий из него воздушный поток разделяется на воздушный поток, который поступает в двигатель и образует горячий, или первичный, поток, и на воздушный поток, который обтекает двигатель и который образует холодный, или вторичный, поток.

Двигатель обычно содержит, вниз по потоку в направлении течения газов, по меньшей мере компрессор, камеру сгорания, по меньшей мере одну турбину и выпускной патрубок, в котором газообразные продукты сгорания, выходящие из турбины и образующие первичный поток, смешиваются с вторичным потоком. Турбомашина может также быть двухкорпусной типа, что означает, что она содержит два ротора, размещенных коаксиально. Первый корпус называется корпусом низкого давления, а второй корпус корпусом высокого давления. Как известно, в этом случае двигатель содержит, в направлении потока, компрессор низкого давления, компрессор высокого давления, камеру сгорания, турбину высокого давления и турбину низкого давления.

В случае турбомашины с редуктором вал турбины приводит в движение вал вентилятора через редуктор, который является смазанным и размещен в смазочной камере. В зависимости от типа используемого редуктора, планетарного или эпициклоидального, вал вентилятора будет вращаться в том же направлении, что и вал турбины, или в противоположном направлении, и вал вентилятора будет вращаться с более низкой скоростью, чем вал турбины.

Вал турбины, в случае двухкорпусной турбомашины являющийся валом турбины низкого давления, обычно соединен с валом компрессора низкого давления, который в свою очередь соединен с входным валом редуктора. Этот входной вал пересекает редуктор и входит в зацепление с центральным зубчатым колесом последнего.

Чтобы обеспечить надлежащую работу этой линии валов низкого давления и, в частности, редуктора, необходимо передавать крутящий момент и одновременно обеспечить некоторую гибкость входного вала редуктора, чтобы не возмущать работу этой линии валов и внутренних элементов редуктора, а также чтобы гарантировать правильное выравнивание внутренних элементов редуктора.

Параметры гибкости входного вала могут быть очень высокими, и первоначально предполагалось сделать сильфоны на валу. Однако, чтобы соответствовать таким высоким значениям гибкости, было бы необходимо предусмотреть несколько смежных сильфонов, что привело бы к слишком большим осевым и радиальным размерам, препятствующим использованию такого вала в турбомашине.

Вариант, описанный в документе FR-A1-2979121, состоит в том, чтобы придать гибкость входному валу путем его крепления к своему приводному валу посредством одного или нескольких креплений типа гибкой муфты. Каждое крепление имеет две кольцевые части с L-образным сечением, радиальные ветки которых отделены друг от друга и прикреплены друг к другу через периферийный кольцевые фланцы. Это решение также приводит к большим размерам в радиальном направлении.

Настоящее изобретение обеспечивает простое, эффективное и экономичное решение этой проблемы посредством оптимизированной системы связи между двумя валами или участками вала.

Описание изобретения

Изобретение предлагает авиационную турбомашину с редуктором, содержащую первый вал и второй вал, имеющие одну ось вращения, причем второй вал приводится во вращение первым валом через редуктор, первый вал содержит первое упругодеформирующееся средство, которое придает ему некоторую гибкость при работе, причем указанное деформирующееся средство содержит по меньшей мере один первый кольцевой сильфон, проходящий вокруг указанной оси, отличающуюся тем, что первый вал имеет участок, соединенный с редуктором системой связи, содержащей входной вал, причем входной вал содержит первые канавки для соединения с редуктором и вторые канавки для соединения с третьими канавками, комплементарными указанному участку указанного первого вала, причем участок указанного первого вала имеет в целом форму трубы вокруг указанной оси, и содержит заднюю часть, содержащую указанный, по меньшей мере один, первый сильфон, и переднюю часть, по существу цилиндрическую, которая окружена указанным входным валом, и этот входной вал имеет по меньшей мере одну кольцевую часть, которая проходит вокруг указанной оси и которая имеет по существу U-образное или C-образное сечение и задает кольцевое отверстие вокруг указанной оси, причем эта кольцевая часть образует второе упругодеформирующееся средство, придающее ей некоторую гибкость при работе.

Таким образом, изобретение предлагает объединить преимущества двух технологий, чтобы придать гибкость системе связи. Кольцевая часть с C- или U-образным сечением придает гибкость и позволяет ограничить размеры системы. Когда отверстие ориентировано по оси, кольцевая часть образует шпильку и придает гибкость в радиальном направлении относительно оси. Когда отверстие ориентировано радиально, кольцевая часть образует другой сильфон. Сильфон или сильфоны придают гибкость в осевом направлении и при изгибе. Таким образом, изобретение предлагает объединить два упругодеформирующихся средства, соответственно с первым валом и входным валом редуктора. В вышеупомянутом случае первый вал является, например, валом турбины или компрессора низкого давления.

Турбомашина согласно изобретению может иметь одну или несколько из следующих характеристик, взятых по отдельности или в комбинации друг с другом:

- указанная кольцевая часть с U-образным сечением задает кольцевое отверстие, которое открывается в осевом направлении,

- указанный, по меньшей мере один, первый сильфон находится в радиальном направлении между диаметром, по существу равным диаметру третьих канавок, и диаметром, по существу равным диаметру указанных первых канавок,

- указанный входной вал имеет наружное кольцевое ответвление для соединения с указанным редуктором и внутреннее кольцевое ответвление для соединения с передней частью указанного первого вала; таким образом, деформирующееся средство удерживается двумя валами, при этом шпилька, образованная входным валом, и один или несколько первых сильфонов, удерживаются вторым валом (в указанном выше примере валом компрессора низкого давления);

- ответвления соединены между собой кольцевой перемычкой с толщиной, уменьшающейся на уровне ее соединения с указанным внешним ответвлением;

- внешнее ответвление имеет задний конец, находящийся вблизи переднего конца указанного, по меньшей мере одного, первого сильфона, и/или диаметр которого больше наружного диаметра указанного, по меньшей мере одного, первого сильфона; эта конфигурация позволяет ограничить габариты, в частности, осевые, системы связи;

- по меньшей мере часть указанного, по меньшей мере одного, первого сильфона окружена указанным внешним ответвлением, чтобы еще больше ограничить размеры системы;

- внутреннее ответвление продолжается вверх по потоку за перемычкой и имеет внешние кольцевые ленты, которые взаимодействуют посредством эффекта лабиринта с внутренней периферией кольцевой крышки, которую несет указанный второй вал; эта крышка может участвовать в уплотнении смазочной камеры, в которой находится редуктор;

- число первых сильфонов больше двух;

- указанная шпилька находится с одной стороны указанного редуктора, а указанный, по меньшей мере один, сильфон находится с другой стороны указанного редуктора и/или проходит по оси через указанный редуктор;

- система связи содержит участок указанного первого вала и входной вал, содержащий первые канавки для соединения этого участка с редуктором;

- указанная передняя часть, по существу цилиндрическая, содержит вторые канавки для соединения с указанным входным валом;

- указанный, по меньшей мере один, сильфон находится радиально между диаметром, по существу равным диаметру указанных первых канавок, и диаметром, по существу равным диаметру указанных вторых канавок;

- указанный первый вал является валом компрессора низкого давления;

- указанная кольцевая часть с U-образным сечением задает кольцевое отверстие, которое открывается радиально внутрь, и эта кольцевая часть образует второй сильфон;

- первый сильфон находится за редуктором, а второй сильфон находится перед редуктором;

- указанная кольцевая часть является промежуточной кольцевой частью входного вала, которая включает переднюю цилиндрическую часть, содержащую указанные вторые канавки, а также заднюю цилиндрическую часть, содержащую указанные первые канавки;

- по меньшей мере некоторые из указанных канавок имеют изогнутые боковые стороны, и эти боковые стороны простираются между продольными концами этих канавок;

- продольные концы по меньшей мере некоторых из указанных канавок обрезаны путем механической обработки, чтобы придать им изогнутый профиль; и

- единственный имеющийся или каждый сильфон имеет кольцевое дно, которое содержит множество отверстий для прохождения масла во время работы.

Настоящее изобретение относится также к способу сборки описанной выше турбомашины, включающему этапы, состоящие в том, чтобы:

- соединить указанный второй вал, который является валом вентилятора, с выходным валом указанного редуктора и ввести на указанный вал вентилятора подшипники, а также их опору,

- вставить входной вал в осевом направлении внутрь указанного редуктора до тех пор, пока канавки этого вала не начнут взаимодействовать с канавками центрального зубчатого колеса редуктора,

- установить эту сборку в промежуточный картер и прикрепить ее к картеру соответствующими средствами,

- установить средство для подачи масла к указанным подшипникам и

- вставить указанный первый вал путем перемещения в осевом направлении в указанный входной вал до их сцепления вторыми и третьими канавками и прикрепить указанную опору подшипников к промежуточному картеру.

Описание фигур

Изобретение станет более понятным, и другие детали, характеристики и преимущества изобретения выявятся после прочтения следующего описания, приведенного в качестве неограничивающего примера и со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фигура 1 схематически показывает авиационную турбомашину с редуктором в осевом разрезе,

- фигура 2 схематически показывает в увеличении половинную проекцию части фигуры 1 и иллюстрирует метод, предшествующий изобретению,

- фигура 3 является видом, аналогичным виду с фигуры 2 и схематически иллюстрирует вариант осуществления изобретения,

- фигура 4 показывает в увеличении часть фигуры 3 и иллюстрирует более конкретный пример осуществления изобретения,

- фигуры 5-9 являются видами, аналогичными виду с фигуры 3, и иллюстрируют этапы сборки турбомашины,

- фигура 10 является видом, аналогичным фигуре 2, и схематически иллюстрирует вариант осуществления изобретения,

- фигура 11 схематически показывает вариант осуществления с фигуры 10,

- фигура 11a является детальным видом канавок согласно варианту осуществления с фигуры 10,

- фигура 12 является видом, аналогичным фигуре 10, и показывает циркуляцию смазочного масла, и

- фигура 13 схематически показывает частичный вид в перспективе детали варианта осуществления с фигуры 10.

Подробное описание

На фигуре 1 можно видеть турбомашину 1 с редуктором, которая обычно содержит вентилятор S, компрессор низкого давления 1a, компрессор высокого давления 1b, камеру сгорания 1c, турбину высокого давления 1d и турбину низкого давления 1e. Роторы компрессора высокого давления 1b и турбины высокого давления 1d соединены валом высокого давления 5 и образуют с ним корпус высокого давления (HP). Роторы компрессора низкого давления 1a и турбины низкого давления 1e соединены валом низкого давления 4 и образуют с ним корпус низкого давления (BP). Вал 3 вентилятора S приводится в движение валом BP 4 посредством редуктора 7.

Валы HP 5 и BP 4 проходят вдоль одной оси, которая является осью вращения турбомашины 1. Далее в описании понятия продольный или радиальный, а также внутренний или внешний применяются по отношению к этой оси, а понятия выше и ниже по потоку относятся к течению газов в турбомашине.

Турбомашина 1 содержит структурные картеры. Корпус HP удерживается двумя структурными картерами: картером между компрессорами и межтурбинным картером, а корпус BP удерживается по меньшей мере следующими двумя структурными картерами: промежуточный картер 2 и межтурбинный картер и/или выхлопной картер 6.

Промежуточный картер 2 поддерживает подшипники вала турбины BP 4, которые размещены в передней, или верхней по потоку, камере, обозначенной E1. Выхлопной картер 6 поддерживает подшипники вала турбины BP 4, которые размещены в задней, или нижней по потоку, камере, обозначенной E2.

Редуктор 7 в данном примере относится к эпициклоидальному типу. На фигуре 2 очень схематично показаны габаритные размеры редуктора. Редуктор 7 содержит входной вал 8, проходящий выше по потоку от вала BP 4 и направляемый задним подшипником 10.

Более точно, входной вал 8 имеет осевой конец, в данном случае передний, соединенный с редуктор 7 и сцепленный с центральным зубчатым колесом редуктора, который, в свою очередь, сцеплен с сателлитовой шестерней. Входной вал 8 имеет задний конец, который сцеплен с валом 15 компрессора низкого давления, который, в свою очередь, сцеплен с валом 4. При этом подшипник 10 проходит вокруг вала 15.

Крутящий момент на выходе редуктора 7 передается на вал вентилятора 3 через классическую связь, как, например, фиксация этого вала вентилятора на водиле передачи, образуя выходной вал редуктора в случае эпициклоидального редуктора. В случае планетарного редуктора вал вентилятора увлекался бы в движение зубчатым венцом. Редуктор находится внутри передней смазочной камеры E1.

Камера E1 имеет неподвижные стенки и подвижные стенки. Неподвижные стенки камеры E1 включают внутреннюю стенку тракта первичного потока, переднюю опору 11 подшипника и заднюю опору 12 подшипника. Опоры 11 и 12 простираются внутрь турбомашины и несут соответственно подшипник 13 и подшипник 10. Они обеспечивают структуру между картерами и неподвижными наружными втулками подшипников. Подвижные стенки камеры E1 содержат входной вал 8 и вентилятор 3. Подшипники 10, 13, 14 размещены в камере E1. Между подвижными и неподвижными стенками предусмотрены уплотнители, которые на схеме не видны, например, лабиринтные уплотнители, щеточные уплотнители, сегментированные радиальные уплотнители и т.д.

Подшипники 10, 13 и 14, а также редуктор 7 смазываются для их исправной работы. Масло подается соответствующими средствами, такими как жиклеры, линии подачи масла и т.д. Опора 11 подшипника имеет вентиляционные отверстия, которые позволяют продувочному воздуху войти в камеру. Камера E1 выполнена так, чтобы в ней находилась воздушно-масляная смесь, которая образует масляный туман внутри камеры. Между стенками ротора и статора камеры, в данном случае, например, на переднем и заднем краях камеры, размещены уплотнители (такие, как лабиринты) для вмещения масла, и воздушный контур создает избыточное давление в этих уплотнителях, чтобы избежать утечек масла. Уплотнительные средства могут находиться между подвижной стенкой и неподвижной стенкой камеры или между двумя подвижными стенками, как в случае уплотнения между двумя валами и, в частности, между валами 3, 8 (можно видеть на фиг. 3). Поток газа отбирается из компрессора высокого или низкого давления турбомашины и подается на все уплотнения камеры E1.

Затем давление в камере E1 повышается (воздух поступает в нее непрерывно, оттесняя масло, которое могло бы выйти из уплотнений через капилляры), и подшипники работают в среде смеси масла и воздуха. Масло остается в смазочном контуре. Подача масла в подшипники обеспечивается питающей трубкой 25, а извлечение обеспечивается особой рекуперативной трубкой, находящейся в нижней точке камеры. Чтобы избежать чрезмерного давления в камере и обеспечить постоянный поток поступающего воздуха, внутри камеры продувается воздухом при более низком давлении, чем давление воздуха, входящего в уплотнения. Этот воздух, наполненный частицами масла, удаляемый на уровне депрессионных воронок, должен сначала быть обработан, чтобы извлечь почти все масло, которое он несет. Для этого загрязненный маслом воздух проводится в маслоотделитель, который отделяет воздух от содержащегося в нем масла и выбрасывает очищенный от масла воздух наружу двигателя. Это представляет собой принцип удаления масла из камеры.

На фигуре 2 показана технология, предшествующая изобретению, в соответствии с которой входной вал 8 редуктора 2 имеет упругодеформирующееся средство, в данном случае сильфоны 16, придающие некоторую гибкость валу 8 и, следовательно, системе связи между валами 4, 15 и редуктором 7.

Однако, чтобы соблюдать высокие значения гибкости для вала 8, необходимо предусмотреть несколько соседних сильфонов, что выражается в слишком больших размерах по радиусу и оси и что будет препятствовать его использованию в турбомашине.

Фигура 3 показывает вариант осуществления изобретения, в котором система связи между валами 4, 15 и редуктором 7 содержит деформирующееся средство с сильфонами 16 и шпилькой 17.

В данном примере сильфон или сильфоны 16 находятся на участке 15a вала 15, который предпочтительно выполнен за одно целое с последним. Шпилька 17 образована входным валом 8 и простирается по радиусу между участком 15a вала и редуктором 7.

Сильфоны 16 могут проходить с одной стороны редуктора 7, в данном случае сзади, а шпилька может проходить с другой стороны редуктора, здесь с передней. Как можно видеть на фигуре 3, сильфоны могут частично проходить в радиальном направлении внутри редуктора 7.

Обратимся теперь к фигуре 4, на которой показан более конкретный пример осуществления изобретения.

Участок 15a вала 15 имеет в целом форму трубы вокруг оси турбомашины и имеет заднюю часть 15ab, содержащую один или несколько сильфонов 16, и переднюю часть 15aa, по существу цилиндрическую, которая по меньшей мере частично окружена входным валом 8. Эта передняя часть 15aa имеет на переднем конце соединительные канавки 18, которые сцепляются с соединительными канавками 19 входного вала 8.

В показанном примере число сильфонов 16 больше двух. Сильфоны предпочтительно являются идентичными.

Участок 15a имеет наружный диаметр, ограниченный максимальным диаметром DM сильфонов 16, и внутренний диаметр, ограниченный минимальным диаметром Dm этих сильфонов. Задняя часть 15ab соединена с остальным валом 15 цилиндрической стенкой с максимальным диаметром DM, а передняя часть 15aa имеет диаметр Dm.

Входной вал 8 имеет внешнее кольцевое ответвление 8b для соединения с редуктором 7 и внутреннее кольцевое ответвление 8a для соединения с участком 15a вала 15. Таким образом, внешнее ответвление 8b содержит канавки 20 для соединения с центральным зубчатым колесом редуктора, а внутреннее ответвление 8a содержит вышеуказанные канавки 19.

Ответвления 8a, 8b соединены друг с другом посредством кольцевой перемычки 21, расположенной выше по потоку, толщина 22 которой уменьшается на уровне ее соединения с внешним ответвлением 8a. Перемычка 21 может иметь в сечение радиальную ориентацию, проходя от заднего конца к переднему радиально наружу.

Как можно видеть из рисунков, задний конец внешнего ответвления 8b находится вблизи переднего конца сильфонов 16. Это внешнее ответвление 8b имеет диаметр, который превышает диаметр DM. В случае значительного числа сильфонов 16, как в показанном примере, или когда эти сильфоны имеют большой суммарный размер в осевом направлении, они могут размещаться, по меньшей мере частично, в кольцевом пространстве E, ограниченном внешним ответвлением 8b.

Предпочтительно, внутреннее ответвление 8a продолжается вверх по потоку за пределы перемычки 21 и несет внешние кольцевые ленты 23, которые посредством лабиринтного эффекта взаимодействуют с внутренней периферией кольцевой крышки 24, которую несет вал вентилятора 3 (фигура 3). Таким образом, ленты 23 образуют уплотнительные средства камеры E1, в данном случае между валами 3 и 8.

Обратимся теперь к фигурам 5-9, на которых показаны этапы сборки турбомашины.

Первый этап, показанный на фигуре 5, состоит в том, чтобы соединить вал вентилятора 3 с выходным валом редуктора и ввести по оси на вал вентилятора подшипники 13, 14, а также их опору 11.

Затем входной вал 8 редуктора вводят по оси внутрь редуктора до тех пор, пока его канавки 20 не начнут взаимодействовать с канавками центрального зубчатого колеса редуктора (фигура 6).

Затем все это устанавливают в промежуточный картер 2 турбомашины и закрепляют на картере подходящими средствами, например, с помощью хомута 2a и ряда винтовых пар (фигура 7).

Затем монтируется средство 25 подачи масла в смазочную камеру E1 редуктора 7 (фигура 8).

Наконец, валы 4 и 15 приводятся в контакт сзади путем перемещения по оси, при этом вал 15 вставляется в вал 8 до тех пор, пока их канавки 18, 19 не войдут в зацепление друг с другом. Затем опора 12 подшипника крепится к промежуточному картеру 2 подходящими средствами, например, с помощью хомута 2b и ряда винтовых пар (фигура 9).

Деформирующееся средство согласно изобретению придает оптимизированную гибкость системе связи между валами 4, 15 и редуктором 7, в частности, в осевом, радиальном направлении и при изгибе. Например, упругость в радиальном направлении может составлять порядка 2×10^-8-2×10^-5 м/Н, предпочтительно 2×10^-6 м/Н, а угловая упругость порядка 4×10^-5-3×10^-7, предпочтительно 3×10^-6 рад/Н⋅м.

Фигуры 10-13 иллюстрируют один вариант осуществления изобретения, причем элементы, уже описанные выше, обозначены теми же позициями.

Вал 15 содержит единственный сильфон 16, в кольцевом дне 16a которого проделаны отверстия 30 для прохождения смазочного масла при работе. Задний конец вала 15 имеет в данном примере канавки 32 для соединения с цапфой 15c опоры подшипника 10, причем указанная цапфа сама соединена с валом BP 4 через канавки 34.

Передний конец вала 15 содержит канавки 18. Канавки 18 находятся между, спереди, резьбой для завинчивания гайки 35 и, сзади, наружной центровочной цилиндрической поверхностью 36. Аналогично, наружная цилиндрическая поверхность 38 может располагаться на валу 15 непосредственно перед канавками 32.

Сильфон 16 простирается в радиальном направлении между диаметрами Dm и DM, при этом канавки 18 и 32 находятся по существу на уровне диаметра Dm.

Шпилька вала 8 заменена здесь сильфоном 40, кольцевое дно 40a которого перфорировано отверстиями 42 для прохождения смазочного масла при работе. Задний конец вала 8 имеет канавки 20, а его передний конец имеет канавки 19.

Вал 8 входит в контакт соосно с валом 15 путем перемещения по оси вверх по потоку до тех пор, пока канавки 18, 19 не сцепятся друг с другом. При этом поверхность 36 опирается на внутреннюю цилиндрическую поверхность вала 8, в данном случае находящегося выше сильфона 40. Кроме того, поверхность 38 опирается на внутреннюю цилиндрическую поверхность цапфы 15c. Затем гайка 35 навинчивается на резьбу вала 15 и опирается в осевом направлении на вал 8, чтобы надежно удерживать цапфу на валу 15.

Как можно видеть на фигуре 13, затем на вал 15 наносят стопорную шайбу 43 и зажимное кольцо 44. Стопорная шайба 43 взаимодействует посредством сцепления с гайкой 35, препятствуя случайному ослаблению гайки 35, а зажимное кольцо 44 блокирует в осевом направлении прокладку 43 на валу 15.

Канавки 18, 19, 20 и даже 32 и 34 предпочтительно имеют обрезанные продольные края, что можно реализовать, например, шлифовкой. Канавки предпочтительно являются изогнутыми, то есть их боковые стороны, проходящие в осевом направлении между двумя продольными концами, имеют выпуклость, как можно видеть на фигуре 11a. Изогнутая форма канавок придает некоторую свободу движения в них за счет наклона, что ограничивает напряжения в канавках.

Канавки 20 взаимодействуют с дополняющими канавками 46 центрального зубчатого колеса 48 редуктора 7, причем канавки 46 прерываются кольцевым пазом, в котором размещено кольцевое уплотнение 50 (фигура 11). Паз и уплотнение 50 находятся вблизи переднего конца центрального зубчатого колеса 48. Задний конец центрального зубчатого колеса 48 содержит по меньшей мере один кольцевой фланец 52, ориентированной радиально внутрь и расположенный в осевом направлении между двумя выступающими кольцевыми кромками 54 на валу 15 (фигуры 10 и 11).

Редуктор 7 может содержать по меньшей мере один масляный жиклер 56 для выброса струи 58 смазочного масла между двумя кромками 54. В данном примере жиклер 56 находится на заднем и радиально внешнем конце редуктора 7.

Фигура 12 показывает траекторию прохождения масла при работе.

Масло, выбрасываемое между кромками 54, центрифугируется и проецируется к канавкам 20, 46. Уплотнение 50 ограничивает прохождение этого масла по оси вверх по потоку. Масло течет также внутрь вала 8 и может выходить через отверстия 42 сильфона 40. Кроме того, масло течет внутрь вала 15 и может выходить через отверстия 30 сильфона 16.

На фигуре 11 показана длина или осевой размер L1 между сильфонами 16, 40 и осевой размер L2 между сильфоном 40 и серединой канавок 20, 46 или центральным зубчатым колесом 48. Увеличение размера L2 позволяет уменьшить угол α2 упругой деформации вала 8 между его цилиндрическим положением в свободном состоянии и его деформированным положением, в которой его задний конец смещен радиально наружу. Увеличение размера L1 позволяет уменьшить угол α1 упругой деформации вала 15 между его цилиндрическим положением в свободном состоянии и его деформированным положением, представленном на рисунке, причем его задний конец выступает по радиусу внутрь. Изогнутая форма канавок позволяет сохранить сцепление валов 15, 8 в этих деформированных положениях. Во время этих деформаций сильфоны 16, 40 деформируются путем сжатия или расширения.

Изобретение относится к турбомашине с редуктором летательного аппарата. Авиационная турбомашина с редуктором содержит первый вал (15) и второй вал (3) с одной осью вращения, причем второй вал приводится во вращение первым валом через редуктор (7), первый вал содержит упругодеформирующееся средство сильфонного типа и соединен с редуктором системой связи, содержащей также упругодеформирующееся средство (17) зажимного или сильфонного типа. Настоящее изобретение относится также к способу установки такой турбомашины. Изобретение позволяет ограничить размеры системы посредством оптимизированной системы связи между двумя валами или участками вала. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 14 ил.

1. Турбомашина (1) с редуктором летательного аппарата, содержащая первый вал (15) и второй вал (3), имеющие одну и туже ось вращения, причем второй вал приводится во вращение первым валом посредством редуктора (7), первый вал содержит первое упругодеформирующееся средство, которое придает ему некоторую гибкость при работе, причем указанное деформирующееся средство содержит по меньшей мере один первый кольцевой сильфон (16), проходящий вокруг указанной оси, отличающаяся тем, что первый вал (15) имеет участок (15a), соединенный с редуктором (7) системой связи, содержащей входной вал (8), причем входной вал (8) содержит первые канавки (20) для соединения с редуктором (7) и вторые канавки (19) для соединения с третьими канавками (18), комплементарными указанному участку (15a) указанного первого вала (15), причем участок (15a) указанного первого вала (15) имеет в целом форму трубы вокруг указанной оси, и содержит заднюю часть (15ab), содержащую указанный, по меньшей мере один, первый сильфон (16), и переднюю часть (15aa), по существу цилиндрическую, которая окружена указанным входным валом (8), и этот входной вал имеет по меньшей мере одну кольцевую часть (17), которая проходит вокруг указанной оси и которая имеет по существу U-образное или C-образное сечение и задает кольцевое отверстие вокруг указанной оси, причем эта кольцевая часть образует второе упругодеформирующееся средство, придающее ей некоторую гибкость при работе.

2. Турбомашина по п. 1, в которой указанная кольцевая часть (17), имеющая U-образное сечение, задает кольцевое отверстие, открывающееся в осевом направлении.

3. Турбомашина (1) по любому из предыдущих пунктов, в которой указанный, по меньшей мере один, первый сильфон (16) проходит радиально между диаметром (Dm), по существу равным диаметру третьих канавок (18), и диаметром (DM), по существу равным диаметру указанных первых канавок (20).

4. Турбомашина (1) по одному из предыдущих пунктов, в которой указанный входной вал (8) имеет наружное кольцевое ответвление (8b) для соединения с указанным редуктором (7) и внутреннее кольцевое ответвление (8a) для соединения с передней частью (15aa) указанного первого вала (15).

5. Турбомашина (1) по п. 4, в которой ответвления (8a, 8b) соединены между собой кольцевой перемычкой (21) с толщиной (22), уменьшающейся на уровне ее соединения с указанным внешним ответвлением (8b).

6. Турбомашина (1) по п. 3 или 4, в которой внешнее ответвление (8b) имеет задний конец, находящийся вблизи переднего конца указанного, по меньшей мере одного, первого сильфона (16), и/или диаметр которого больше наружного диаметра указанного, по меньшей мере одного, первого сильфона.

7. Турбомашина (1) по одному из пп. 3-5, в которой по меньшей мере часть указанного, по меньшей мере одного, первого сильфона (16) окружена указанным внешним ответвлением (8b).

8. Турбомашина (1) по одному из пп. 3-6, в которой внутреннее ответвление (8a) продолжается вверх по потоку за перемычку (21) и имеет внешние кольцевые ленты (23), которые взаимодействуют посредством эффекта лабиринта с внутренней периферией кольцевой крышки (24), которую несет указанный второй вал (3).

9. Турбомашина (1) по одному из предыдущих пунктов, в которой количество первых сильфонов (16) больше двух.

10. Турбомашина по п. 1, в которой указанная кольцевая часть (17) с U-образным сечением задает кольцевое отверстие, которое открывается радиально внутрь, и эта кольцевая часть образует второй сильфон (40).

11. Турбомашина по п. 10, в которой первый сильфон (17) находится за редуктором (7), а второй сильфон (40) находится перед редуктором (7).

12. Турбомашина по п. 10 или 11, в которой указанная кольцевая часть (17) является аксиальной промежуточной частью входного вала (8), которая включает переднюю цилиндрическую часть, содержащую указанные вторые канавки (19), а также заднюю цилиндрическую часть, содержащую указанные первые канавки (20).

13. Турбомашина (1) по одному из предыдущих пунктов, в которой продольные концы по меньшей мере некоторых из указанных канавок (18, 19, 20) обрезаны путем механической обработки.

14. Турбомашина (1) по одному из предыдущих пунктов, в которой по меньшей мере некоторые из указанных канавок (18, 19, 20) имеют изогнутые боковые стороны, и эти боковые стороны простираются между продольными концами этих канавок.

15. Турбомашина (1) по одному из предыдущих пунктов, в которой единственный имеющийся или каждый сильфон (16, 40) имеет кольцевое дно (16a, 40a), которое содержит множество отверстий (30, 42) для прохождения масла во время работы.

16. Турбомашина (1) по одному из предыдущих пунктов, в которой указанный первый вал (15) является валом компрессора низкого давления.

17. Способ установки турбомашины по одному из предыдущих пунктов, включающий следующие этапы, на которых:

- соединяют указанный второй вал (3), который является валом вентилятора, с выходным валом указанного редуктора (7) и вводят в осевом направлении на указанный вал вентилятора подшипники (13, 14), а также их опору (11),

- вставляют входной вал (8) в осевом направлении внутрь указанного редуктора до тех пор, пока первые канавки (20) этого вала не начнут взаимодействовать с канавками центрального зубчатого колеса редуктора,

- устанавливают эту сборку в промежуточный картер (2) и прикрепляют к картеру соответствующими средствами,

- устанавливают средство (25) для подачи масла к указанным подшипникам, и

- вставляют указанный первый вал (15) путем перемещения в осевом направлении в указанный входной вал (8) до их сцепления вторыми и третьими канавками (18, 19) и прикрепляют указанную опору (11) подшипников (13, 14) к промежуточному картеру (2).