РЕЗЬБОВОЙ ХВОСТОВИК, СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ, ГАЗОТУРБИННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ И СПОСОБ СБОРКИ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УВЕЛИЧЕННОГО СРОКА СЛУЖБЫ ДО УСТАЛОСТНОГО РАЗРУШЕНИЯ

1. Резьбовой хвостовик (1) ротора турбомашины, предназначенный для взаимодействия с резьбовым дополнительным компонентом (2) ротора турбомашины,
при этом резьбовой хвостовик (1) выполнен с возможностью взаимодействия с дополнительным компонентом (2), дополнительный компонент (2) имеет цилиндрическую первую резьбу (3) с постоянным шагом (31) первой резьбы и постоянным углом (32) профиля первой резьбы вдоль протяженности первой резьбы (3) в аксиальном направлении, причем резьбовой хвостовик (1) имеет вторую резьбу (4) с постоянным шагом (41) второй резьбы и постоянным углом (42) профиля второй резьбы вдоль протяженности второй резьбы (4) в аксиальном направлении и имеет третью резьбу (5) с постоянным шагом (51) третьей резьбы и постоянным углом (52) профиля третьей резьбы вдоль протяженности третьей резьбы (5) в аксиальном направлении,
при этом угол (32) профиля первой резьбы, и угол (42) профиля второй резьбы, и угол (52) профиля третьей резьбы, по существу, идентичны,
шаг (31) первой резьбы, и шаг (41) второй резьбы, и шаг (51) третьей резьбы, по существу, идентичны, и
вторая резьба (4) и третья резьба (5) выполнены с возможностью взаимодействия с первой резьбой (3), отличающийся тем, что
вторая резьба (4) и третья резьба (5) разнесены в аксиальном направлении посредством зоны (6), свободной от резьбы, и
винтовая линия второй резьбы, которую имеет вторая резьба (4), и винтовая линия третьей резьбы, которую имеет третья резьба (5), имеют осевое смещение (200) друг относительно друга, в частности, когда они введены во взаимодействие с резьбовым дополнительным компонентом (2) в невращающемся состоянии с предварительным натягом.
2. Резьбовой хвостовик (1) по п. 1, отличающийся тем, что осевое смещение (200) меньше смещения конфигурации резьбы, предназначенной для фиксации противовибрационного предварительного натяга.
3. Резьбовой хвостовик (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что осевое смещение (200) имеет такую конфигурацию, что вторая резьба (4) и третья резьба (5) обеспечивают образование осевого зазора относительно первой резьбы (3), когда резьбовой хвостовик (1) и дополнительный компонент (2) введены во взаимодействие друг с другом без внешнего осевого усилия, приложенного к резьбовому хвостовику (1) и/или дополнительному компоненту (2), при этом внешнее осевое усилие, в частности, представляет собой усилие, обусловленное вращением ротора турбомашины.
4. Резьбовой хвостовик (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что
в том случае, когда резьбовой хвостовик (1) введен во взаимодействие с дополнительным компонентом (2),
осевое смещение (200) имеет такую конфигурацию, что в результате действия первого усилия (F1, F2), в частности усилия предварительного нагружения, действующего между множеством боковых поверхностей (33) профиля первой резьбы, которые имеет первая резьба (3) компонента (2), и множеством боковых поверхностей (43) профиля второй резьбы, которые имеет вторая резьба (4), создаются воспринимающий нагрузку контакт (100) боковых поверхностей (33) профиля первой резьбы и боковых поверхностей (43) профиля второй резьбы и свободное от восприятия нагрузки и/или бесконтактное соединение (101) боковых поверхностей (33) профиля первой резьбы и множества боковых поверхностей (53) профиля третьей резьбы, которые имеет третья резьба (5).
5. Резьбовой хвостовик (1) по п. 4, отличающийся тем, что,
в том случае, когда резьбовой хвостовик (1) введен во взаимодействие с дополнительным компонентом (2),
осевое смещение (200) имеет такую конфигурацию, что в результате действия второго усилия (F1′, F2′), превышающего первое усилие (F1, F2), действующего, в частности вследствие вращения ротора турбомашины, между боковыми поверхностями (33) профиля первой резьбы, которые имеет первая резьба (3) дополнительного компонента (2), и боковыми поверхностями (43) профиля второй резьбы, которые имеет вторая резьба (4), создаются воспринимающий нагрузку контакт (100) боковых поверхностей (33) профиля первой резьбы и боковых поверхностей (43) профиля второй резьбы и воспринимающий нагрузку контакт (102) боковых поверхностей (33) профиля первой резьбы и боковых поверхностей (53) профиля третьей резьбы.
6. Резьбовой хвостовик (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что свободная от резьбы зона (6) имеет диаметр (D6), который меньше внутреннего диаметра (D42) второй резьбы (4) и внутреннего диаметра (D52) третьей резьбы (5) резьбового хвостовика (1), так что ее осевая длина может быть увеличена, если осевое усилие будет приложено к резьбовому хвостовику (1) и/или к дополнительному компоненту (2), в частности, в том случае, когда резьбовой хвостовик (1) введен во взаимодействие с дополнительным компонентом (2).
7. Резьбовой хвостовик (1) по п. 5, отличающийся тем, что свободная от резьбы зона (6) является упругой, так что ее осевая длина может быть увеличена за счет осевого смешения (200), если второе усилие (F1, F2) будет приложено к резьбовому хвостовику (1) и/или к дополнительному компоненту (2), в частности, в том случае, когда резьбовой хвостовик (1) введен во взаимодействие с дополнительным компонентом (2).
8. Резьбовой хвостовик (1) по п. 1 или 2, отличающийся тем, что свободная от резьбы зона (6) является удлиненной в аксиальном направлении.
9. Соединительный узел (10) ротора турбомашины, предназначенный для обеспечения взаимодействия резьбового хвостовика (1), в частности стяжной шпильки, содержащей резьбовой хвостовик (1), с резьбовым дополнительным компонентом (2), в частности, стопорной гайкой, отличающийся тем, что резьбовой хвостовик (1) и дополнительный компонент (2) выполнены с конфигурацией, определенной в одном из п.п. 1-8.
10. Соединительный узел (10) по п. 9, отличающийся тем, что, в том случае когда резьбовой хвостовик (1) и дополнительный компонент (2) взаимно соединены без приложенной внешней нагрузки, первая резьба (3) и вторая резьба (4) имеют осевой зазор, и осевое смещение (200) имеет такую конфигурацию, что оно составляет, по существу, 1/2 или 1/3 осевого зазора.
11. Газотурбинный двигатель, содержащий ротор, установленный в корпусе с возможностью вращения вокруг оси ротора, при этом аксиальное направление определено вдоль оси ротора,
причем ротор содержит шпильку, первую гайку, предназначенную для создания предварительного натяга, или первый вал ротора и вторую гайку, предназначенную для создания предварительного натяга, или второй вал ротора,
при этом шпилька проходит вдоль оси ротора и шпилька дополнительно содержит
- первый наружный конец и второй наружный конец, при этом первый наружный конец выполнен с возможностью взаимодействия с первой гайкой, предназначенной для создания предварительного натяга, или с первым валом ротора, и второй наружный конец выполнен с возможностью взаимодействия со второй гайкой, предназначенной для создания предварительного натяга, или со вторым валом ротора,
- стержень, соединенный с первым наружным концом и со вторым наружным концом,
причем шпилька выполнена с конфигурацией в виде резьбового хвостовика (1) по одному из п.п. 1-8,
при этом, по меньшей мере, один из первого наружного конца и второго наружного конца имеет вторую резьбу (4) и третью резьбу (5) и свободную от резьбы зону (6), при этом вторая резьба (4) и третья резьба (5) и свободная от резьбы зона (6) выполнены с конфигурацией по одному из п.п. 1-8,
при этом, по меньшей мере, одна/один из первой гайки, предназначенной для создания предварительного натяга, и второй гайки, предназначенной для создания предварительного натяга, и первого вала ротора и второго вала ротора выполнена/выполнен с конфигурацией дополнительного компонента (2) по одному из п.п. 1-8.
12. Газотурбинный двигатель по п. 11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна/один из первой гайки, предназначенной для создания предварительного натяга, и второй гайки, предназначенной для создания предварительного натяга, и первого вала ротора и второго вала ротора вводится во взаимодействие со шпилькой таким образом, что усилие предварительного натяга будет приложено в первом аксиальном направлении от первой резьбы (3) ко второй резьбе (4) так, что боковые поверхности (33) профиля первой резьбы и боковые поверхности (43) профиля второй резьбы будут находиться в воспринимающем нагрузку контакте (100).
13. Газотурбинный двигатель по п. 12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, одна/один из первой гайки, предназначенной для создания предварительного натяга, и второй гайки, предназначенной для создания предварительного натяга, и первого вала ротора и второго вала ротора вводится во взаимодействие со шпилькой таким образом, что усилие предварительного натяга будет приложено в первом аксиальном направлении от первой резьбы (3) к третьей резьбе (5) так, что боковые поверхности (33) профиля первой резьбы и боковые поверхности (53) профиля третьей резьбы будут находиться в свободном от восприятия нагрузки и/или в бесконтактном соединении (101).
14. Газотурбинный двигатель по п. 12 или 13, отличающийся тем, что во время работы газотурбинного двигателя обеспечивается приложение эксплуатационной нагрузки со стороны стержня к первому наружному концу и/или второму наружному концу во втором аксиальном направлении, противоположном по отношению к первому аксиальному направлению, так, что свободная от резьбы зона (6) расширяется в аксиальном направлении, так что боковые поверхности (33) профиля первой резьбы и боковые поверхности (53) профиля третьей резьбы будут находиться в воспринимающем нагрузку контакте (102).
15. Способ сборки ротора турбомашины газотурбинного двигателя, при этом ротор содержит первый компонент с резьбовым хвостовиком (1) и резьбовой дополнительный компонент (2), при этом дополнительный компонент (2) имеет цилиндрическую первую резьбу (3), резьбовой хвостовик (1) имеет вторую резьбу (4) и третью резьбу (5), которые разнесены в аксиальном направлении посредством зоны (6), свободной от резьбы,
при этом способ включает этап ввода второй резьбы (4) и третьей резьбы (5) во взаимодействие с первой резьбой (3), при этом винтовая линия второй резьбы, которую имеет вторая резьба (4), и винтовая линия третьей резьбы, которую имеет третья резьба (5), имеют осевое смещение (200) друг относительно друга, когда они введены во взаимодействие с резьбовым дополнительным компонентом (2), в частности, в невращающемся состоянии с предварительным натягом, так, что,
(i) если ротор не вращается,
- боковые поверхности (33) профиля первой резьбы, которые имеет первая резьба (3) дополнительного компонента (2), находятся в воспринимающем нагрузку контакте (100) с боковыми поверхностями (43) профиля второй резьбы резьбового хвостовика (1), и
- боковые поверхности (33) профиля первой резьбы, которые имеет первая резьба (3) дополнительного компонента (2), находятся в свободном от восприятия нагрузки и/или в бесконтактном соединении (101) с боковыми поверхностями (53) профиля третьей резьбы, которые имеет третья резьба (5) резьбового хвостовика (1), и,
(ii) если ротор вращается,
- боковые поверхности (33) профиля первой резьбы, которые имеет первая резьба (3) дополнительного компонента (2), находятся в воспринимающем нагрузку контакте (100) с боковыми поверхностями (43) профиля второй резьбы резьбового хвостовика (1), и
- боковые поверхности (33) профиля первой резьбы, которые имеет первая резьба (3) дополнительного компонента (2), находятся в воспринимающем нагрузку контакте (100) с боковыми поверхностями (53) профиля третьей резьбы, которые имеет третья резьба (5) резьбового хвостовика (1).