УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ СИЛОВОГО ЦИЛИНДРА ПРИВОДА НАПРАВЛЯЮЩИХ АППАРАТОВ С ПРОМЕЖУТОЧНЫМ КОРПУСОМ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
UNIT FOR CONNECTION OF POWER CYLINDER DRIVE OF GUIDE VANES WITH GAS TURBINE ENGINE INTERMEDIATE HOUSING

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в конструкциях турбомашин, в частности в узлах соединения гидроцилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) выбран узел соединения силового цилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя, содержащий корпус силового цилиндра и сферический подшипник (Атлас деталей и узлов двухконтурного турбореактивного двигателя АЛ-31Ф. Московский авиационный институт (Государственный Технический Университет), ОАО "НПО "Сатурн" НТЦ имени А. Люльки, 2008. http://airspot.ru/library/book/aviatsionnyy-dvuhkonturnyy-trd-al-31f-atlas-detaley-i-uzlov).
В известной конструкции силовой цилиндр установлен на кронштейне, в свою очередь установленном на промежуточном корпусе, и закреплен на нем при помощи сферического подшипника, расположенного в задней части корпуса силового цилиндра. Кронштейн закреплен на промежуточном корпусе консольно и при эксплуатации силового цилиндра, в особенности на переходных режимах работы двигателя, когда происходит резкое выдвижение или втягивание штока, испытывает значительные знакопеременные нагрузки, что приводит к изгибным деформациям кронштейна. При этом повышение жесткости кронштейна невозможно без значительного увеличения массы. Также проблематично уйти от консольного закрепления кронштейна при помощи переноса мест крепления к задней части, так как корпус двигателя в данном месте не обладает необходимой прочностью и жесткостью. Деформации кронштейна приводят к погрешностям в управлении угловым положением направляющих аппаратов статора компрессора и влияют на способность направляющих аппаратов к резким перекладкам, что ухудшает такой параметр двигателя, как «приемистость» - способность к быстрой смене режима. Также при длительной эксплуатации двигателя может возникать выработка контактирующих поверхностей элементов крепления силового цилиндра - колец подшипника, пальца и отверстий под палец в кронштейне. Вышеуказанные недостатки приводят к снижению надежности двигателя и снижают эффективность компрессора и двигателя в целом.
Техническими результатами, достигаемыми при использовании настоящего изобретения, являются: повышение надежности узла, снижение массы и уменьшение габаритов конструкции, а также повышение эффективности работы компрессора и двигателя в целом.
Указанные технические результаты достигаются тем, что узел соединения силового цилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя содержит корпус силового цилиндра и сферический подшипник, при этом согласно настоящему изобретению, наружное кольцо сферического подшипника установлено непосредственно на промежуточном корпусе и жестко зафиксировано относительно него, а внутреннее кольцо сферического подшипника установлено на корпусе силового цилиндра и зафиксировано относительно его продольной оси.
За счет того, что наружное кольцо сферического подшипника закреплено непосредственно на промежуточном корпусе - основном силовом элементе двигателя, а также выполнено в виде компактной жесткой детали, достигается снижение деформаций конструкции, что способствует повышению быстродействия и точности работы поворотных направляющих аппаратов статора компрессора, в особенности на переходных режимах работы двигателя. Это, в свою очередь, повышает эффективность работы двигателя и его КПД. Закрепление внутреннего кольца сферического подшипника непосредственно на корпусе силового цилиндра позволяет избавиться от кронштейна, за счет чего уменьшаются осевые габариты и снижается масса конструкции. Значительное увеличение площади контакта колец в сферическом подшипнике повышает несущую способность подшипника и стойкость к износу даже в условиях отсутствия смазки или попадания загрязнений на контактные поверхности, что увеличивает ресурс и надежность работы конструкции.
Сущность настоящего изобретения поясняется фигурой чертежа, где изображен продольный разрез заявленного узла соединения силового цилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя.
Узел соединения силового цилиндра привода направляющих аппаратов с промежуточным корпусом газотурбинного двигателя содержит корпус силового цилиндра 1 и сферический подшипник 2, при этом наружное кольцо 3 сферического подшипника 2 установлено непосредственно на промежуточном корпусе 4 и жестко зафиксировано относительно него, в частности, посредством фланцевого соединения (на чертеже не показано), а внутреннее кольцо 5 сферического подшипника 2 установлено на корпусе силового цилиндра 1 и зафиксировано относительно его продольной оси, в частности, посредством радиального бурта 6 и гайки 7, выполненной и установленной соответственно на корпусе силового цилиндра 1.
Сборка узла осуществляется следующим образом.
Наружное кольцо 3 сферического подшипника 2 устанавливается на промежуточный корпус 4, в него через специальные пазы боком заводится внутреннее кольцо 5 сферического подшипника 2, после чего поворачивается в рабочее положение. Далее во внутреннее кольцо 5 устанавливается силовой цилиндр 1 до упора в бурт 6 на корпусе силового цилиндра 1 и фиксируется при помощи гайки 7.
При работе двигателя в зависимости от требуемого режима поворотные лопатки направляющего аппарата устанавливаются на тот или иной угол. Движение лопаткам передает силовой цилиндр 1 через систему рычагов. При этом усилие сопротивления лопаток передается от силового цилиндра 1 через наружное кольцо 3 сферического подшипника 2 на промежуточный корпус 4. Перемещение внутреннего кольца 5 сферического подшипника 2 относительно наружного кольца 3 позволяет силовому цилиндру 1 отслеживать положение рычага привода направляющих аппаратов, а также компенсирует перекосы, возникающие за счет погрешностей изготовления или температурных деформаций деталей.