СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ВАЛА ВЕНТИЛЯТОРА

Полезная модель относится к авиадвигателестроению и может быть использована в конструкциях опор подшипников газотурбинных двигателей (ГТД), в частности в соединительной системе вала вентилятора ГТД.
Известна система соединения вала вентилятора, включающая вал с установленным на одном конце вентилятором, первым подшипником в коническом корпусе позади вентилятора, вторым подшипником позади первого подшипника, причем второй подшипник установлен в кольцевом корпусе, который в свою очередь соединен со статором винтами, а конический корпус первого подшипника соединен с кольцевым корпусом второго подшипника с помощью разрушающихся элементов (Патент РФ №2303704 от 24.10.2002, опубл. 27.07.2007 бюл. №21, МПК F01D 21/04).
Недостатками данной системы является наличие двух систем разрушающихся элементов: первая система соединяет конический корпус первого подшипника и кольцевой корпус второго подшипника, вторая система соединяет кольцевой корпус и радиальный кольцевой фланец второго подшипника. Это приводит к усложнению конструкции системы соединения вала вентилятора, и как следствие, к увеличению массы опор подшипников и самого двигателя.
Наиболее близкой является соединительная система вала вентилятора, включающая вал с установленным на одном конце вентилятором и первым подшипником позади вентилятора и вторым подшипником, расположенным за первым подшипником, причем первый подшипник удерживается коническим корпусом, а второй подшипник установлен в кольцевом корпусе, который соединен винтами с неподвижной частью, конический корпус первого подшипника соединен с кольцевым корпусом второго подшипника при помощи фиксирующих болтов и разрушающихся элементов, оси которых параллельны оси вала (Патент ЕР 2071141 от 14.12.2007, опубл. 12.11.2008, МПК F01D 25/24).
Недостатками данной системы являются повышенный вес конструкции соединительной системы вала вентилятора, который приводит к увеличенному весу самого двигателя и тем самым ухудшению его эксплуатационных характеристик, а так же сложный процесс сборки системы в связи с наличием закрывающей крышки для одного из концов разрушающихся элементов.
Техническим результатом, достигаемым в предлагаемой полезной модели, является уменьшение массы соединительной системы вала вентилятора и массы самого двигателя, а так же упрощение процесса сборки системы, и, как следствие, упрощение конструкции соединительной системы вала вентилятора.
Технический результат достигается тем, что соединительная система вала вентилятора включает вал с установленным на одном конце вентилятором и первым подшипником позади вентилятора и вторым подшипником, расположенным за первым подшипником, причем первый подшипник удерживается коническим корпусом, а второй подшипник установлен в кольцевом корпусе, который соединен винтами с неподвижной частью, конический корпус первого подшипника соединен с кольцевым корпусом второго подшипника при помощи фиксирующих болтов и разрушающихся элементов, оси которых параллельны оси вала.
Новым в заявленной полезной модели является то, разрушающиеся элементы выполнены в виде шпилек с сужающейся средней частью, при этом один конец шпилек зафиксирован в коническом корпусе при помощи гаек, а другой конец шпилек установлен в глухое отверстие кольцевого корпуса, при этом фиксирующие болты установлены в отверстия конического корпуса первого подшипника с зазором.
Первый подшипник удерживается в коническом корпусе при помощи винтов, соединяющих наружный корпус первого подшипника и конический корпус.
Второй подшипник крепится на валу при помощи гайки с выступом в форме зуба.
На чертежах показаны:
Фиг. 1 - соединительная система вала вентилятора;
Фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Соединительная система вала вентилятора газотурбинного двигателя включает вал 1 с установленным на одном конце вентилятором 2 и первым подшипником 3 позади вентилятора 2 и вторым подшипником 4, расположенным за первым подшипником 3 (Фиг. 1).
Первый подшипник 3 удерживается коническим корпусом 5, а второй подшипник 4 установлен в кольцевом корпусе 6.
Кольцевой корпус 6 второго подшипника 4 прикреплен винтами 7 к неподвижной части 8. Конический корпус 5 первого подшипника 3 соединен с кольцевым корпусом 6 второго подшипника 4 при помощи фиксирующих болтов 9 и разрушающихся элементов, оси которых параллельны оси вала 1 (Фиг. 2).
Разрушающиеся элементы выполнены в виде шпилек 10 с сужающейся средней частью, при этом один конец шпилек 10 зафиксирован в коническом корпусе 5 при помощи гаек 11, а другой конец шпилек 10 установлен в глухое отверстие 12 кольцевого корпуса 6.
Фиксирующие болты 9 установлены в отверстия конического корпуса 5 первого подшипника 3 с зазором 13, свободный конец болта 9 при этом закреплен с помощью гайки в кольцевом корпусе 6.
Первый подшипник 3 удерживается в коническом корпусе 5 при помощи винтов 14, соединяющих наружный корпус 15 первого подшипника 3 и конический корпус 5.
Второй подшипник 4 крепится на валу 1 при помощи гайки 16 с выступом 17 в форме зуба.
Соединительная система вала вентилятора работает следующим образом.
При вращении вала 1 приводится во вращение и вентилятор 2. При этом для удержания первого подшипника 3 в коническом корпусе 5 имеются винты 14, соединяющие наружные корпус 15 первого подшипника 3 и конический корпус 6. Для удержания второго подшипника 4 в осевом направлении используется гайка 16 с выступом 17 в форме зуба, которая крепит второй подшипник 4 к валу 1. Гайка 16 с выступом 17 в форме зуба обеспечивает осевое удержание вала 1 в случае разрушения вала 1 под действием внешних нагрузок, например, попадания птицы в вентилятор.
При возникновении неисправности в вентиляторе 2 (попадании птицы и других посторонних предметов или деформации вентилятора) на валу 1 происходят значительные нарушения равновесия, приводящие к возникновению циклических нагрузок и вибраций.
При возникновении циклических нагрузок их устраняют путем разрушения шпилек 10 по средней части, которые соединяют конический корпус 5 первого подшипника 3 и кольцевой корпус 6 второго подшипника 4. После разрушения шпилек 10 циклические нагрузки устраняются и не передаются на неподвижные части 8 двигателя, препятствуя распространению повреждений.
В случае разрыва шпилек 10, для предотвращения вращения конического корпуса 5 относительно кольцевого корпуса 6, используются фиксирующие болты 9, установленные в коническом корпусе 5 с зазором 13.
Благодаря такой конструкции и работе соединительной системы вала вентилятора сохраняется удержание конического корпуса первого подшипника, возникающие циклические и вибрационные нагрузки не передаются на неподвижные части двигателя, что значительно увеличивает безопасность его работы.
Благодаря тому, что разрушающиеся элементы выполнены в виде шпилек с сужающейся средней частью, при этом один конец шпилек зафиксирован в коническом корпусе при помощи гаек, а другой конец шпилек установлен в глухое отверстие кольцевого корпуса, при этом фиксирующие болты установлены в отверстия конического корпуса первого подшипника с зазором, первый подшипник удерживается в коническом корпусе при помощи винтов, соединяющих наружный корпус подшипника и конический корпус, и второй подшипник крепится на валу при помощи гайки с выступом в форме зуба достигается упрощение конструкции соединительной системы вала вентилятора, и как следствие, уменьшение ее массы и массы самого двигателя, а так же упрощение процесса сборки системы.