Устройство для соединения корпусов двухконтурного газотурбинного двигателя

Устройство для соединения корпусов двухконтурного газотурбинного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, в частности к устройствам узловых соединений корпусов внутреннего и наружного контуров газотурбинных двигателей (далее - ГТД) летательных аппаратов.

Известно устройство для соединения корпусов газотурбинного двигателя, содержащее закрепленные на корпусах наружного и внутреннего контуров двигателя контактирующие друг с другом элементы соединения этих корпусов [1].

В этом устройстве в качестве элементов соединения используются штыри, закрепленные на корпусе наружного контура и входящие в сферические шарниры ползунов, находящихся в пазах кольца смесителя. Это устройство обеспечивает вторую опору газогенератору, а также передачу от корпуса внутреннего контура корпусу наружного контура поперечной силы и крутящего момента. Соединение позволяет также развязать корпуса двигателя в радиальном и осевом направлениях.

Однако в известном устройстве установка на корпусе внутреннего контура двигателя большого числа радиальных штырей должна производится с точностью, обеспечивающей одинаковую величину зазора между ползунами и пазами стенки внутреннего контура двигателя, что на практике трудноосуществимо. Вместе с тем в процессе работы двигателя неравномерная величина этих зазоров приводит к неравномерной нагрузке на штыри и, следовательно, к перегрузке отдельных элементов соединения. Кроме того, в процессе работы двигателя наличие температурного градиента между наружным и внутренним корпусами двигателя приводит к внештатной работе сферических шарниров, которые вместо вращательного движения сдвигаются в линейном направлении, при этом дополнительно нагружая штыри. Все это может привести к поломке штырей, в результате чего снижается надежность работы всего устройства.

Задачей заявленного изобретения является повышение надежности работы устройства для соединения корпусов двухконтурного ГТД за счет предотвращения поломки отдельных элементов соединения с одновременным обеспечением полной кинематической развязки корпусов в осевом и радиальном направлениях.

Задача решается тем, что в устройстве для соединения корпусов двухконтурного газотурбинного двигателя, содержащем закрепленные на корпусах наружного и внутреннего контуров двигателя и контактирующие друг с другом элементы соединения этих корпусов, элементы соединения выполнены в виде, по меньшей мере, четырех пар стоек, одна из которых закреплена на корпусе внутреннего контура двигателя, а другая - на корпусе наружного контура двигателя, причем стойки в каждой паре контактируют друг с другом своими плоскими стенками, направленными вдоль продольной оси двигателя, при этом каждые две соседние стойки, закрепленные на одном из корпусов двигателя, размещены между двумя соседними стойками, закрепленными на другом корпусе двигателя.

Кроме того, стойки могут быть расположены в радиальном направлении.

Выполнение элементов соединения корпусов в виде пар стоек, одна из которых закреплена на корпусе внутреннего контура двигателя, а другая - на корпусе наружного контура двигателя, позволяет осуществить соединение корпусов при помощи простых деталей, уменьшает вероятность поломки элементов соединения в процессе работы двигателя, а также упрощает технологию сборки корпусов.

Контактирование стоек друг с другом посредством своих плоских стенок обеспечивает беспрепятственное перемещение наружного и внутреннего корпусов двигателя относительно друг друга в осевом и радиальном направлениях при их температурных расширениях, возникающих во время работы двигателя.

Наличие в заявленном устройстве, по меньшей мере, четырех пар стоек, а также направленность плоских стенок этих стоек вдоль продольной оси двигателя обеспечивают надежную работу устройства в качестве опоры газогенератора за счет компенсации возникающего от действия вибрационных нагрузок крутящего момента и устранения тем самым смещения корпусов относительно друг друга в окружном направлении.

Размещение стоек, закрепленных на корпусе наружного контура двигателя, относительно стоек, закрепленных на корпусе внутреннего контура двигателя, таким образом, что каждые две соседние стойки, закрепленные на одном из корпусов двигателя, расположены между двумя соседними стойками, закрепленными на другом корпусе двигателя, позволяет осуществить надежное соединение корпусов, а также обеспечивают передачу от одного корпуса на другой действующих во время работы двигателя крутящего момента и поперечной силы.

Расположение стоек в радиальном направлении является оптимальным вариантом их размещения, поскольку исключает возможность принудительного закручивания корпусов при действии крутящего момента.

На фиг.1 изображен общий вид соединения корпусов наружного и внутреннего контуров двигателя, на фиг.2 в укрупненном виде показана одна из пар стоек, соединяющих корпуса.

Устройство содержит корпус 1 наружного контура двигателя, корпус 2 внутреннего контура двигателя и элементы соединения этих корпусов, выполненные в виде стоек 3, закрепленных на корпусе 1 и стоек 4, закрепленных на корпусе 2. Устройство включает в себя не менее четырех пар стоек 3 и 4. В каждой паре стойки 3 и 4 контактируют друг с другом своими плоскими стенками 5 и 6, направленными вдоль продольной оси двигателя.

У каждых двух соседних стоек 4 плоские стенки 5, контактирующие со стенками 6 стоек 3, расположены по разные стороны относительно продольной оси 7 стойки 4. Соответственно и у каждых двух соседних стоек 3 плоские стенки 6, контактирующие со стенками 5, расположены по разные стороны от продольной оси 7. Таким образом, в заявленном устройстве стойки 3 и 4 взаимно расположены так, что каждые две соседние стойки, закрепленные на одном из корпусов двигателя, располагаются между двумя соседними стойками, закрепленными на другом корпусе двигателя.

При монтаже устройства стойки 3, за счет эллипсных пазов 8, придвигаются вплотную к стойкам 4 и крепятся к нему болтами, при этом стенки 5, 6 стоек 4, 3 прижаты друг к другу с усилием, исключающим взаимное перемещение корпусов наружного и внутреннего контуров двигателя относительно друг друга.

Во время работы двигателя инерционные усилия и крутящий момент с внутреннего корпуса 2 на наружный корпус 1 передаются посредством контактной поверхности стенок 5, 6 стоек 4, 3. Компенсация тепловых расширений и осевых перемещений корпусов обеспечивается возможностью взаимного перемещения стенок 5 и 6 стоек 4 и 3 по поверхности друг друга. Таким образом, обеспечивается кинематическая развязка корпусов 1 и 2 в осевом и радиальном направлениях.

Предлагаемое соединение, не требуя высокой точности изготовления деталей и высокой квалификации сборщика, является простым в изготовлении и надежным в эксплуатации. Кроме того, оно не требует замены деталей в случае частичного износа рабочих поверхностей.

Изобретение обеспечивает надежную работу устройства для соединения корпусов наружного и внутреннего контуров двухконтурного газотурбинного двигателя при полной кинематической развязке корпусов в осевом и радиальном направлениях.

Источник информации

1. Патент РФ № 2117796, МКИ 6 F 02 С 7/20, 1998 г.

1. Устройство для соединения корпусов двухконтурного газотурбинного двигателя, содержащее закрепленные на корпусах наружного и внутреннего контуров двигателя и контактирующие друг с другом элементы соединения этих корпусов, отличающееся тем, что элементы соединения выполнены в виде, по меньшей мере, четырех пар стоек, одна из которых закреплена на корпусе внутреннего контура двигателя, а другая - на корпусе наружного контура двигателя, причем стойки в каждой паре контактируют друг с другом своими плоскими стенками, направленными вдоль продольной оси двигателя, при этом каждые две соседние стойки, закрепленные на одном из корпусов двигателя, размещены между двумя соседними стойками, закрепленными на другом корпусе двигателя.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что стойки расположены в радиальном направлении.