Узел ротора турбины высокого давления

Полезная модель относится к двигателестроению, в частности к турбине газотурбинного двигателя и может найти применение в конструкции турбины высокого давления.
Известна конструкция узла ротора турбины высокого давления (патент №2318120, МПК F01D5/08 опубл. 27.02.2008), содержащая диск ТВД с установленными в нем охлаждаемыми рабочими лопатками, покрывной диск, байонетно соединенный в верхней своей части с диском ТВД и состоящий из криволинейного полотна, байонетных выступов, лабиринтного уплотнения, отверстий для прохода воздуха, ступицы. Недостатком вышеуказанного решения в конструкции высоконагруженной турбины являются высокий уровень напряжений в верхнем байонетном зацеплении (на ободе диска). Высокий уровень напряжений, обусловленный высоким уровнем центробежных сил, дополнительно увеличивается осевой составляющей в байонетном зацеплении от момента вызванного расстоянием от крепления покрывного диска (фланец) до центра тяжести покрывного диска (где реализуется центробежная сила).
Также известна конструкция узла ротора турбины высокого давления (патент № СА2059913, МПК F01D5/06 опубл. 29.08.1992), содержащая диск ТВД с установленными в нем охлаждаемыми рабочими лопатками, покрывной диск, байонетно соединенный в верхней своей части с диском ТВД и состоящий из криволинейного полотна, байонетных выступов, лабиринтных уплотнений, отверстий для прохода воздуха, ступицы. Недостатком данной конструкции является отсутствие элементов уменьшающих в байонетном зацеплении осевую составляющую в контакте с диском.
Наиболее близкой является конструкция узла ротора турбины высокого давления  («Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок»: учеб./ А.А.Иноземцев, М.А.Нихамкин, В.Л.Сандрацкий.– М.: Машиностроение, 2008. - Т.1. - 208с., стр. 117, рис.3.6), содержащая диск ТВД с установленными в нем охлаждаемыми рабочими лопатками, покрывной диск, байонетно соединенный в верхней своей части с диском ТВД и состоящий из криволинейного полотна, байонетных выступов, лабиринтных уплотнений, отверстий для прохода воздуха и, расположенной в нижней его части, ступицы с фланцевым креплением. В данном решении наиболее близкой является общая схема полотна покрывного диска, однако, здесь нет элементов, уменьшающих осевую составляющую в контакте с диском, что при росте центробежных сил приводит к росту осевой составляющей напряжений.
Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель, является повышение надежности конструкции узла ротора ТВД, за счет уменьшения напряжения в байонетном зацеплении, путём уменьшения осевой составляющей от действия полотна покрывного диска.
Технический результат достигается тем, что в узле ротора турбины высокого давления (ТВД), содержащем диск ТВД с установленными в нем охлаждаемыми рабочими лопатками, покрывной диск, байонетно соединенный в верхней своей части с диском ТВД и состоящий из криволинейного полотна, байонетных выступов, лабиринтных уплотнений отверстий для прохода воздуха и, расположенной в нижней его части, ступицы с фланцевым креплением, в отличие от известного, центральная часть криволинейного полотна покрывного диска выполнена выпуклой в сторону диска ТВД, при этом верхняя и нижняя части криволинейного полотна выполнены прямолинейными, а диапазон угла их расположения относительно друг друга составляет 92-100°.
Заявляемое решение поясняется рисунком, на котором представлен продольный разрез узла ротора турбины высокого давления.
Узел ротора ТВД (фиг.) содержит диск ТВД  1, с установленными в нем охлаждаемыми рабочими лопатками, покрывной диск 2. Покрывной диск 2 байонетно соединен в верхней своей части с диском ТВД 1 .  Покрывной диск 2 состоит из криволинейного полотна 3, байонетных выступов 4, лабиринтных уплотнений 5 и 6, отверстий для прохода воздуха 7. В полотне  покрывного диска 2 предусмотрены болтовые отверстия 8 предназначенные для крепления с передним фланцем диска ТВД и валом. В нижней части покрывного диска расположена ступица 9.  Центральная часть 10 криволинейного полотна 3 покрывного диска 2 выполнена выпуклой в сторону диска  ТВД 1, при этом верхняя 11 и нижняя 12 части криволинейного полотна  3 выполнены прямолинейными, а диапазон угла их расположения относительно друг друга составляет 92-100°. В результате, с целью снижения осевой составляющей в байонетном зацеплении от момента вызванного расстоянием от крепления покрывного диска 2 до центра тяжести покрывного диска, где реализуется центробежная сила, криволинейное полотно 3 покрывного диска 2 выполнено с выпуклой в сторону диска  ТВД 1 центральной частью 10, причем наклон полотна в верхней части 11 выполнен в противоположном направлении, чем в нижней части 12.
Таким образом, уменьшение осевой составляющей в байонетном зацеплении от действия криволинейного полотна покрывного диска 2 ведет к снижению напряжения в данном зацеплении, что позволяет повысить надежность конструкции узла ротора ТВД.