Устройство управления направляющими аппаратами компрессора газотурбинного двигателя Российский патент 2022 года по МПК F01D17/16 F04D29/56 

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к устройствам управления угловым положением поворотных направляющих лопаток компрессора газотурбинного двигателя (далее ГТД).

В качестве прототипа выбрано известное устройство управления направляющими аппаратами компрессора ГТД, содержащее передающий элемент представляющий собой цилиндрическую втулку, закрепленную на промежуточном корпусе компрессора на которой соосно закреплены два рычага, один из которых соединен со штоком силового цилиндра, а второй - с приводом направляющих аппаратов, цилиндрическая втулка закреплена на промежуточном корпусе компрессора (RU 2674173 С1).

Недостаток известного устройства состоит в том, что при перекладке механизмов управления в месте контакта трущихся поверхностей оси о втулку возникает износ и вынос графитового покрытия из зоны контакта. После чего происходит быстрый износ трущихся поверхностей под действием сил, создаваемых (возникающих) при перемещении поршня (штока) гидроцилиндра, и сил, создаваемых (возникающих) на поворотных направляющих аппаратах компрессора от давления воздушного потока на профиль пера лопатки. В результате устройство имеет относительно низкий ресурс. Износ устройства управления направляющими аппаратами компрессора приводит к заклиниванию механизации или разрушению деталей механизации из-за повышенных усилий от гидроцилиндра в результате заклинивания, вследствие чего поворотные лопатки не осуществляют поворот на необходимый угол при заданном режиме работы двигателя, при этом на поворотных лопатках происходит срыв потока воздуха, в результате которого происходит ухудшение параметров двигателя или его отказ. Износ поверхностей трения и увеличение зазора, помимо заклинивания механизации, ведет к перекосу уплотнительных элементов, которые не способны обеспечить герметичность проточной части двигателя из-за перекоса втулки, что приводит к снижению параметров двигателя.

Технический результат, достигаемый заявленным устройством, заключается в повышении износостойкости трущихся поверхностей заявленного устройства и, как следствие, повышению срока последнего.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве управления направляющими аппаратами компрессора газотурбинного двигателя, содержащем цилиндрическую втулку, по меньшей мере на участке внутренней поверхности которой выполнен слой графита, установленную и жестко закрепленную в промежуточном корпусе, в которой установлена ось, на которой жестко закреплены два рычага, один из которых соединен со штоком силового цилиндра, а второй - с приводом направляющих аппаратов, при этом на участке наружной поверхности оси, расположенном непосредственно в зоне контакта втулки и оси выполнено, по меньшей мере, одно отверстие и/или канавка, в котором установлен, по меньшей мере, один графитовый элемент, подпружиненный к внутренней поверхности втулки с помощью пружины.

Наличие отверстий на локальных участках наружной поверхности оси, расположенных непосредственно в зоне контакта втулки и оси, в которые установлены графитовые вставки, подпружиненные к внутренней поверхности втулки, приводит к тому, что при работе устройства истираясь о наружную поверхность втулки, графитовый элемент натирает внутреннюю поверхность втулки слоем графита, что обеспечивает слой смазки, который постоянно восполняется по мере истирания и уноса графита из зоны контакта трущихся поверхностей. Следовательно, это приводит к увеличению срока службы заявленного устройства.

Отверстие и/или канавка выполнены глухим или сквозным. Выполнение отверстий и/или канавки глухим или сквозным является различными вариантами исполнения заявленного устройства.

Предпочтительно, чтобы ось, являясь силовым элементом устройства, была выполнена из материала, более твердого, чем материал, из которого выполнена втулка, для того, чтобы при работе устройства управления направляющими аппаратами компрессора основной износ шел по внутренней поверхности втулки, тем самым не ослабляя силовую часть устройства.

Сущность настоящего изобретения поясняется фигурами чертежей.

На фиг. 1 показано заявленное устройство в собранном виде.

На фиг. 2 показано заявленное устройство в разобранном виде.

На фиг. 3 показана ось заявленного устройства с круглыми глухими отверстиями и графитовыми элементами.

На фиг. 4 показана ось заявленного устройства с глухим продольным пазом и графитовым элементом.

Устройство управления направляющими аппаратами компрессора газотурбинного двигателя содержит цилиндрическую втулку 1, по меньшей мере на участке внутренней поверхности 2 которой выполнен слой графита, установленную и жестко закрепленную в промежуточном корпусе (на фигах не показан), в которой установлена ось 3, на которой жестко закреплены два рычага 4 и 5, один 4 из которых соединен со штоком силового цилиндра (на фигах не показан), а второй 5 - с приводом направляющих аппаратов (на фигах не показан), при этом на участке наружной поверхности оси 6, расположенном непосредственно в зоне контакта втулки 1 и оси 3 выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 7 и/или канавка 8, в котором установлен, по меньшей мере, один графитовый элемент 9, подпружиненный к внутренней поверхности 2 втулки 1 с помощью пружины 10.

Отверстие 7 и/или канавка 8 выполнены глухим или сквозным. В случае выполнения сквозного отверстия 7 (на фигах не показано) графитовый элемент 9 размещается с двух сторон отверстия. Пружина 10 при такой компоновке установлена между графитовыми элементами 9 и двумя торцами упирается в них.

Ось 3 выполнена из материала, более твердого, чем материал из которого выполнена втулка 1.

При необходимости изменить положение направляющего аппарата компрессора газотурбинного двигателя гидроцилиндр передает усилие на рычаг 4 устройства управления направляющими аппаратами компрессора газотурбинного двигателя. Рычаг 4 в свою очередь передает усилие на ось 3 устройства, которая проворачивается в закрепленной на корпусе втулке 1 и передает усилие на нижний рычаг 5 устройства, который в свою очередь посредством тяги передает усилие на привод направляющих аппаратов компрессора. При повороте устройства наружная поверхность оси 6 трется о внутреннюю поверхность втулки 2. Подпружиненная графитовая вставка 9, проворачиваясь вместе с осью 3 относительно втулки 1, истирается в месте контакта и оставляет след из графита на внутренней поверхности 2 втулки 1. Так графит доставляется в зону трения наружной цилиндрической поверхности оси 3 и внутренней цилиндрической поверхности 2 втулки 1. Смазка в свою очередь уменьшает усилие необходимое для проворота оси 3 во втулке 1 под нагрузкой, которую должен преодолеть гидроцилиндр со стороны направляющих аппаратов компрессора.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к устройствам управления угловым положением поворотных направляющих лопаток компрессора газотурбинного двигателя (ГТД). Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве управления направляющими аппаратами компрессора газотурбинного двигателя, содержащем цилиндрическую втулку, по меньшей мере на участке внутренней поверхности которой выполнен слой графита, установленную и жестко закрепленную в промежуточном корпусе, в которой установлена ось, на которой жестко закреплены два рычага, один из которых соединен со штоком силового цилиндра, а второй - с приводом направляющих аппаратов, при этом на участке наружной поверхности оси, расположенном непосредственно в зоне контакта втулки и оси выполнено, по меньшей мере, одно отверстие и/или канавка, в котором установлен, по меньшей мере, один графитовый элемент, подпружиненный к внутренней поверхности втулки с помощью пружины. Технический результат, достигаемый заявленным устройством, заключается в повышении износостойкости трущихся поверхностей заявленного устройства и, как следствие, повышению срока последнего. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство управления направляющими аппаратами компрессора газотурбинного двигателя, характеризующееся тем, что содержит цилиндрическую втулку, по меньшей мере, на участке внутренней поверхности которой выполнен слой графита, установленную и жестко закрепленную в промежуточном корпусе, в которой установлена ось, на которой жестко закреплены два рычага, один из которых соединен со штоком силового цилиндра, а второй - с приводом направляющих аппаратов, при этом на участке наружной поверхности оси, расположенном непосредственно в зоне контакта втулки и оси выполнено, по меньшей мере, одно отверстие и/или канавка, в котором установлен, по меньшей мере, один графитовый элемент, подпружиненный к внутренней поверхности втулки.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что отверстие и/или канавка выполнено глухим или сквозным.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ось выполнена из материала, более твердого, чем материал, из которого выполнена втулка.