УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ РОТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области турбомашиностроения, а именно, к способам снижения вибраций турбомашин, и может быть использована в авиационных газотурбинных двигателях (ГТД).
Известно устройство, включающее статор и вал ротора компрессора ГТД с передней и задней цапфами, установленными на опорах, при этом задняя цапфа и соседний с ней диск снабжены лабиринтными уплотнениями, образующими полость между ротором и статором, в корпусе которого выполнен канал, через который осуществляется сброс воздуха, поступающего из проточной части компрессора, для снижения осевой нагрузки ротора на опору (Н.Н.Сиротин «Конструкция и эксплуатация, повреждаемость и работоспособность ГТД», М., РИА «ИН-ИНФОРМ», 2002 г.
Такое устройство не предусматривает возможности директивного изменения податливости опоры с целью снижения динамических прогибов роторов и вибрационных нагрузок на опоры в случае работы двигателя в области критических частот вращения ротора.
Задачей заявленного технического решения является обеспечение требуемой осевой нагрузки на ротор, необходимой для работы опоры с изменяемой податливостью, путем варьирования расхода воздуха через канал.
Указанная задача решается тем, что в устройстве для изменения динамических свойств ротора ГТД, включающем статор и вал ротора с передней и задней цапфами, установленными на опорах, при этом задняя цапфа и соседний с ней диск снабжены уплотнениями, образующими полость между ротором и статором, в корпусе которого выполнен, по меньшей мере, один канал, согласно полезной модели, на корпусе статора установлен клапан, соединенный с выходами каналов, а опора задней цапфы вала выполнена с изменяемой податливостью.
Выполнение опоры с изменяемой податливостью позволяет регулировать во время работы ГТД жесткостные свойства опоры с целью снижения динамических прогибов ротора и вибрационных нагрузок на опоры в случае работы двигателя в области критических частот вращения. Постановка на корпусе статора клапана позволяет в нужный момент времени прекращать сброс воздуха из «думисной» полости, тем самым менять осевую нагрузку, необходимую для работы опоры с изменяемой податливостью.
На чертеже представлен продольный разрез предложенного устройства.
Устройство для изменения динамических свойств ротора газотурбинного двигателя, включает статор 1 и вал ротора 2 с передней и задней цапфами 3 и 4, установленными на опорах 5 и 6. Задняя цапфа 4 и соседний с ней диск 7 снабжены уплотнениями 8 и 9, образующими полость 10 между ротором и статором, в корпусе 11 которого выполнен канал 12. На корпусе статора 1 установлен клапан 13, соединенный с выходами каналов, а опора 6 задней цапфы вала выполнена с изменяемой податливостью.
Для работы опоры 6 с максимальной податливостью в полости 10 установлено минимальное давление за счет сброса воздуха через канал 12 и открытый клапан 13. При закрытии клапана 13 в полости 10 возрастает давление до максимального за счет поступления воздуха из проточной части компрессора через лабиринт 9. При этом происходит увеличение действия осевой силы на ротор 2, которое приводит к изменению жесткостных характеристик опоры 6. Это позволяет путем кратковременного изменения динамических характеристик ротора на определенных режимах работы двигателя не испытывать значительного увеличения вибраций при прохождении критических частот вращения. Учитывая непродолжительность работы двигателя на проходных режимах, данное мероприятие не скажется на ресурсе работы подшипника при увеличении на него осевой нагрузки.
Предложенное устройство повышает надежность работы двигателя.