Устройство для соединения внутреннего и наружного корпусов турбомашины
DEVICE FOR CONNECTING INNER AND OUTER BODIES OF TURBOMACHINE

Изобретение относится к области турбо и авиадвигателестроения, к устройствам для соединения элементов турбомашин, а именно, к устройствам соединения наружных и внутренних корпусов турбомашины.
Известно устройство соединения наружных и внутренних корпусов турбомашины, содержащее тяги, концы которых шарнирно соединены с соответствующими кронштейнами наружного корпуса и кронштейнами внутреннего корпуса, при этом кронштейны закреплены на соответсвующих корпусах посредством силового крепления (Патент №2561353).
Недостатками известного устройства является отсутствие возможности снять часть наружного корпуса в случае наличия у него фланцев горизонтального разъема без потери позиционирования части кронштейнов наружного корпуса относительно последнего, при этом кронштейны повисают на тягах и кронштейнах внутреннего корпуса, а также требуют при последующей сборке персонального выставления относительно наружного корпуса в неудобных для сборки условиях, так как кронштейны внешнего корпуса, кронштейны внутреннего корпуса и тяги располагаются в стесненном пространстве между наружным и внутреннем корпусами, то есть значительные сложность, время сборки и количество технологических операций при установке части или всего наружного корпуса.
Техническим результатом, достигаемом при использовании заявленного изобретения, является устранение недостатков известного устройства, то есть устранение необходимости проводить выставление относительно устанавливаемой части внешнего корпуса его кронштейнов, что повышает удобство, ускоряет и упрощает процесс сборки устройства, а также турбомашины в целом при обеспечении требуемой взаимосвязи между внутренним и наружным корпусом в работе.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для соединения внутреннего и наружного корпусов турбомашины содержит тяги, концы которых шарнирно соединены с соответствующими кронштейнами наружного корпуса и кронштейнами внутреннего корпуса, при этом кронштейны закреплены на соответсвующих корпусах посредством силового крепления. Согласно изобретению устройство содержит промежуточный кольцевой элемент, на внутренней поверхности наружного корпуса, выполненного с фланцами горизонтального разъема, сформирован кольцевой паз, в котором установлен промежуточный кольцевой элемент, закрепленный с возможностью разъема на кронштейнах наружного корпуса, при этом средства силового крепления со стороны наружного корпуса проходят насквозь через кольцевой промежуточный элемент и образуют зазор с последним. Кроме того устройство содержит, по меньшей мере, три тяги. Кроме того промежуточный кольцевой элемент закреплен на кронштейнах наружного корпуса посредством винтов с потайными головками.
При разборке корпусов турбомашины в рамках технического обслуживания и ремонта, а именно при снятии наружного корпуса, необходимо отсоединить элементы устройства соединения внутреннего и наружного корпусов от последнего. В случае наличия у наружного корпуса фланцев горизонтального разъема часто проводят снятие только части наружного корпуса. Устройство соединения внутреннего и наружного корпусов при этом разбирается частично и требует при последующей сборке доступа во внутреннюю полость между внутренним и наружным корпусами, то есть полного рассоединения корпусов и всех коммуникаций турбомашины по одному из ее поперечных стыков. Это является очень трудоемким и долгим процессом. В известном устройстве за счет конструктивных особенностей исключается необходимость полного рассоединения по одному из поперечных стыков наружных корпусов.
Снабжение устройства промежуточным кольцевым элементом позволяет закрепить на нем кронштейны наружного корпуса, обеспечить их позиционирование при сборке или исключить потерю их позиционирования при разборке относительно части или всего наружного корпуса, что повышает удобство, ускоряет и упрощает последующий процесс сборки наружного корпуса и устройства, а также турбомашины в целом при обеспечении требуемой взаимосвязи между внутренним и наружным корпусом в работе.
Формирование на внутренней поверхности наружного корпуса, выполненного с фланцами горизонтального разъема, кольцевого паза, в котором установлен промежуточный кольцевой элемент, закрепленный с возможностью разъема на кронштейнах наружного корпуса, при этом прохождение средств силового крепления со стороны наружного корпуса насквозь через кольцевой промежуточный элемент и образование зазора с последним, позволяют исключить промежуточный кольцевой элемент из силовой связи внутреннего и наружного корпусов за счет того, что промежуточный кольцевой элемент располагается в пазу без выступания из него, при этом кронштейны наружного корпуса притягиваются к последнему посредством силового крепления, то есть промежуточный кольцевой элемент предназначен для позиционирования кронштейнов наружного корпуса относительно последнего, что повышает удобство, ускоряет и упрощает последующий процесс сборки наружного корпуса и устройства, а также турбомашины в целом при обеспечении требуемой взаимосвязи между внутренним и наружным корпусом в работе.
Выполнение устройства с, по меньшей мере, тремя тягами позволяет обеспечить требуемую взаимосвязь между внутренним и наружным корпусом в работе.
Закрепление промежуточного кольцевого элемента на кронштейнах наружного корпуса посредством винтов с потайными головками позволяет данному крепежу не выступать за пределы промежуточного кольцевого элемента в сторону паза наружного корпуса, то есть обеспечить невыступание промежуточного кольцевого элемента из паза, исключение его деформирования после установки кронштейнов наружного корпуса и затяжки силового крепежа, это обеспечивает требуемое позиционирование кронштейнов наружного корпуса относительно последнего при последующей сборке, что повышает удобство, ускоряет и упрощает последующий процесс сборки наружного корпуса и устройства, а также турбомашины в целом при обеспечении требуемой взаимосвязи между внутренним и наружным корпусом в работе.
На фиг.1 представлена геометрическая модель устройства в месте соединения корпусов. На фиг.2 представлено поперечное сечение в месте установки кронштейна наружного корпуса. На фиг.3 представлен фланец горизонтального разъема на наружном корпусе.
В частном случае реализации (фиг.1) устройство для соединения внутреннего корпуса 1 и наружного корпуса 2 турбомашины выполнено с восемью тягами 3, установленными на кронштейны внутреннего корпуса 4 и кронштейны наружного корпуса 5. В местах соединения тяг 3 с кронштейнами внутреннего корпуса 4, а также кронштейнами наружного корпуса 5 реализованы шарнирные развязки. При этом наружный корпус 2 выполнен из двух частей и содержит фланцы горизонтального разъема 6 (фиг.3). Кронштейны внутреннего корпуса 4 и кронштейны наружного корпуса 5 закреплены на соответствующих корпусах посредством силового крепежа 7. Причем кронштейны наружного корпуса 5 закреплены на обечайке наружного корпуса 2, а кронштейны внутреннего корпуса 4 закреплены на поперечном фланце внутреннего корпуса 1. При этом на наружном корпусе 2 выполнен кольцевой паз 8, в котором располагается промежуточный кольцевой элемент 9, закрепленный на кронштейнах наружного корпуса 5 при помощи винтов 10 с потайной головкой (фиг.2). Притом в промежуточном кольцевом элементе 9 выполнены отверстия под силовой крепеж 7. Для удобства сборки между промежуточным кольцевым элементом 9 и силовым крепежом 7 существует зазор 11. Кронштейны наружного корпуса 5 выполнены шире кольцевого паза 8, а промежуточный кольцевой элемент 9 не выступает из последнего. Это позволяет не включать промежуточный кольцевой элемент 9 в силовую схему передачи усилий между внутренним корпусом 1 и наружным корпусом 2 через заявленное устройство в работе для исключения в нем остаточных деформаций, что может привести к проблемам при последующих сборках/разборках устройства по причине потери позиционирования кронштейнов наружного корпуса 5 относительно наружного корпуса 2.
В процессе сборки на внутренний корпус 1 устанавливают кронштейны внутреннего корпуса 4 посредством силового крепежа 7. Далее на них устанавливают тяги 3, на свободные концы которых закрепляют кронштейны наружного корпуса 5, к которым крепят посредством винтов 10 промежуточный кольцевой элемент 9. Далее устанавливают одну из частей наружного корпуса 2 таким образом, чтобы промежуточный кольцевой элемент 9 оказался в ее пазу 8. После устанавливают силовой крепеж 7 там, где это возможно. При этом за счет жесткой связи между кронштейнами наружного корпуса 5 нет необходимости выставлять последние относительно наружного корпуса 2, а наличие зазора 11 позволяет, несмотря на погрешности производства элементов устройства, обеспечить совмещение силового крепежа 7 с ответными отверстиями на кронштейнах наружного корпуса 5. Потом устанавливают вторую из частей наружного корпуса 2 таким образом, чтобы промежуточный кольцевой элемент 9 оказался полностью в пазу 8. Далее устанавливают весь силовой крепеж 7 и проводят стяжку крепежа фланцев горизонтального разъема 6.
В работе из-за разницы относительных перемещений наружного корпуса 1 и внутреннего корпуса 2 под действием эксплуатационных нагрузок элементы заявленного устройства подвергаются воздействию усилий от эксплуатационных нагрузок, возникающих в результате ограничений, вызванных наличием заявленного устройства. При этом кольцевой промежуточный элемент 9 не подвергается воздействию данных усилий, которые передаются через контактное взаимодействие кронштейнов наружного корпуса 5 с наружным корпусом 2, силовой крепеж 7, тяги 3, кронштейны внутреннего корпуса 4 на внутренний корпус 1.
Реализация жесткой связи между кронштейнами наружного корпуса для их позиционирования относительно наружного корпуса при снятой его части или отсутствии всего наружного корпуса повышает удобство и упрощает процесс сборки устройства, а также турбомашины в целом при обеспечении требуемой взаимосвязи между внутренним и наружным корпусом в работе.