Металлокерамический ротор турбины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 166320 01 О 5/ ТЕНИЯ О ГОСУДАРСТВЕЮЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение может быть использованов высокотемпературных газовых турбинах ипозволяет повысить надежность соединения металлической и керамической частейротора. Установка в расточке 2 металлического вала 1 между его стенкой 8 и диском 3разрезного металлического кольца 5 с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями 6 и 7 и металлических штифтов 9 в выполненных в стенке 8 и кольце 5 соосных радиальных отверстий 10 позволяет компенсировать путем перемещения шейки 4 в осевом направлении под действием. газодинамической силы зазор между конической поверхностью 7 и стенкой 8, возникающий из-за различных коэффициентов линейного расширения металла и керамики. При снижении температуры рабочего тела за счет выполнения шейки 4 диска 3 с углом конусности, превышающим угол трения. обеспечивается возможность обратного осевого перемещения шейки, 4 диска 3 относительно вала 1, Передача крутящего момента от диска 3 к валу 1 обеспечивается посредством выступа 14 некруглого сечения, входящего в соответствующий паз 12 дна 11 расточки 2. 4 ил.РИзобретение относится к турбостроению и может быть использовано в высокотемпературных газовых турбинах,Целью настоящего изобретения являе- ся повышение надежности соединения металлической и керамической частей ротора.На фиг. 1 показан ротор, шейка диска которого сужается к телу диска, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, продольный разрез; на фиг, 3 - сечение А - А на фиг,1 и 2; на фиг,4 - сечение Б-Б на фиг. 1 и 2,Металлокерамический ротор турбины содержит металлический вал 1 с расточкой 2 и керамический диск 3 с конусной шейкой 4, установленной в расточке 2 вала 1. Ротор снабжен разрезным металлическим коль. цом 5 с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями 6 и 7, установленным в расточке 2 металлического вала 1 между его стенкой 8 и диском 3 и металлическими штифтами 9, установленными в выполненных в стенке 8 расточки 2 вала и кольце 5 соосных радиальных отверстиях 10. Шейка 4 диска 3 выполнена с сужением по напревлению действия на диск осевой силы Р и углом 2 а. конусности, превышаю- щим угол трения, В дне 11 расточки 2 выполнен глухой паз 12 некруглого сечения, а на торце 13 шейки 4 подобный пазу 12 выступ 14,Сборку металлокерамического ротора осуществляют в следующей последовательности,На шейке 4 керамического диска 3 предварительно набирается металлическое кольцо 5, Шейка 4 с кольцом 5 заводятся в расточку 2 металлического вала 1. В стенке 8 расточки 2 и кольце 5 высверливают соосные радиальные отверстия 10, в которые вставляют и фиксируют металлические штифты 9. Во время работы турбины при повышении температуры рабочего тела происходит нагрев всех деталей узла соединения. При этом из-за различных коэффициентов линейного температурного расширенияметалла и керамики образуется зазор между конической поверхностью 7 шейки 4 и5 стенкой 8 расточки 2, На диск 3 колеса тур- .бины действует осевая газодинамическаясила Р, вследствие чего шейка 4 диска 3 смещается в осевом направлении относительнокольца 5 до полной компенсации разности10 температурных деформаций металла и керамики При этом штифты 9 фиксируют кольцо5 в расточке 2. При снижении температурысопрягаемых деталей эа счет выполненияшейки 4 диска 3 с углом 2 а конусности, пре 15 вышающим угол трения, обеспечена возможность обратного осевого перемещения шейки 4диска 3 относительно металлического вала 1 безнарушения центровки,Передача крутящего момента от диска 320 к валу 1 обеспечивается посредством выступа 14 некруглого сечения, входящего в соответствующий паз 12 дна 11 расточки 2,Формула изобретенияМеталлокерамический ротор турбины.25 содержащий металлический вал с расточкойи керамический диск рабочего колеса с конусной шейкой, установленной в расточкевала, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения надежности соединения метал 30 лической и керамической частей ротора. онснабжен разрезным металлическим коль-цом с цилиндрической наружной и конической внутренней поверхностями,установленным в расточке металлического35 вала между его стенкой и диском, и металлическими штифтами, установленными ввыполненных в стенке расточки вала и кольцесоосных радиальных отверстиях, причемшейка диска выполнена с сужением по на 40 правлению действия на диск осевой силы иуглом конусности, превышающим угол трения, а в дне расточки выполнен глухой паэнекруглого сечения. а на торце шейки - подобный пазу выступ.45, Сеое едакт роиэводственно-издательский комбинат "Патент"; г, Ужгород, ул.Гагарина. акаэ 2246 Тираж 332 ПОдписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5