Ротор двухступенчатой турбины

19) НЦ (Д) Я) 5 Г 01 Р 5 18 ации акам САНЦЕ ИЗОБРЕ 1 ЕНИЯ ПАТЕ 2 Комитет Российской Фел по патентам и товарным(71) Акционерное общество открытого типа(73) Акционерное общество открытого типа(54) РОТОР ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ ТУРБИНЫ(57) Использование; в авиадвигателестроениСущность изобретения: ротор двухступенчатой турбины содержит вал с радиальным буртиком, на ко тором установлены диски рабочих колес, между которыми размещены дефлекторные диски. Диски рабочих колес снабжены фланцами, попарно размещенными один напротив другого, и радиальными штифтами. Первая пара фланцев контактирует с дефлекторными дисками. Во второй паре фланцев один из них выполнен випкообразным, а другой - с ответным выступом, размещенным в кольцевом пазу первого фланца и зафиксированным штифтами. Радиальный буртик вала размещен за диском второй ступени. 4 ил.Изобретение относится к авиадвигателестроению.Для улучшения параметров авиационных газотурбинных двигателей необходимо увеличивать температуру газа перед турбиной и частоту вращения ротора. Это приводит к увеличению размеров дисков рабочих колес турбины,особенно ширины ступицы диска, что уменъш,вет расстояние между торцами ступиц. Поэтому все более затруднительно выполнять соединение дисков ротора между собой и с валом ротора,Известен ротор двухступенчатой турбины, у которого диски рабочих колес установлены на радиальном буртике вала, расположенном в зазоре между ступицами дисков при помощи фланцев, выполненных за одно целое с дисками 1, Диск рабочего колеса первой ступени установлен на периферии радиального буртика вала и закреплен призонными болтами, Диск рабочего колеса второй ступени установлен на том же буртике и закреплен стяжной гайкой, навинченной на резьбу вала. Ступицы дисковдефлекторов в осевом направлении зафиксированы фланцами, закрепленными болтами на том же радиальном буртике вала ротора.Однако в таком роторе при высокой температуре газа и высокой частоте вращения ступицы дисков становятся такими широкими, что в зазоре между ними нельзя разместить радиальный буртик вала для крепления дисков рабочих колес. Недостаточно охлаждается диск второй ступени изза больших гидравлических потерь охлаждающего воздуха при проходе его через периферийные отверстия в дисках-дефлекторах. Это снижает надежность ротора. Оба диска установлены на одном радиальном буртике вала. Поэтому ввиду различной температуры дисков возможна потеря посадки дисков на буртике вала, что ухудшает надежность,Конструкция осевой фиксации дисковдефлекторов сложная, с использованием болтового соединения фланцев к радиальному буртику вала.Известен также ротор двухступенчатой турбины, передний диск которого закреплен болтовым соединением на фланце переднего вала, а задний диск - на фланце заднего вала, Между собой диска соединены также при помощи болтового соединения, дефлектором и проставкой,Положительным свойством данного ротора является то, что между ступицами дисков нет радиального буртика для крепления дисков,Однако имеются существенные недостатки, уменьшающие его надежность: наличие в дисках отверстий для крепежныхболтов, которые ослабляют диски, так как5 являются концентратами напряжений; диски с деталями соединены болтами по окружности большого диаметра, что приводит кдополнительной нагрузке дисков центробежной силой от болтов, проходящих через10 отверстия в дисках; диски ротора являютсячастью силовой схемы ротора, поэтому онинагружены дополнительно крутящим моментом и осевой силой, действующими наротор.Целью изобретения является повышение надежности ротора и упрощение конструкции,Это достигнуто тем, что ротор турбины,содержащий вал с радиальным буртиком, на20 котором установлены диски рабочих колес,снабжены попарно размещенными один напротив другого фланцами, из которых первая пара контактирует с дефлекторнымидисками, установленными между дисками25 рабочих колес, а во второй паре фланцеводин из фланцев выполнен вилкообразным,а другой - с ответным выступом, размещенным в кольцевом пазу первого фланца, Радиальный буртик вала размещен эа диском30 второй ступени.На фиг.1 изображен ротор турбины,продольный разрез; на фиг,2 - узел 1 нафиг.1; на фиг,З - то же, но радиальныйштифт выполнен с наружной резьбой; на35 фиг,4 - сечение А-А на фиг.2.Ротор двухступенчатой турбины содержит вал 1 с радиальным буртиком, диски 2 и3 рабочих колес, между которыми размещены дефлекторные диски 4 и 5, Рабочие диски40 2 и 3 снабжены попарно размещеннымиодин напротив другой фланцами 2 а и За, 26и Зб, а также радиальными штифтами 6. Первая пара фланцев 2 а и За контактирует сдефлекторными дисками 4 и 5. Во второй45 паре фланцев 26 и 36 один из фланцев, например 26, выполнен вилкообразным, а другой - с ответным выступом, размещенным вкольцевом пазу первого фланца 26. Фланцы26 и 36 зафиксированы радиальными штиф 50 тами 6. Буртик вала 1 размещен эа диском 2второй ступени турбинц, Диск 2 центрируется фланцем 2 а в проточке фланца и закреплен приэонными болтами 7.Фланцы 26 и Зб имеют центрирующие55 поверхности В и Г, по которым диск 3 центрируется относительно диска 2, При работетурбины радиальные штифты 6 удерживают. ся .центробежной силой, действующей наних, а в нерабочем состоянии - за счет посадки штифгов в отверстиях фланцев с на2001288 30 тягом. Для удобства сборки и разборки штифты 6 имеют головку с резьбой.На периферии дисков 2 и 3 установлены рабочие лопатки 8 и 9. Между ободами дисков 2 и 3 образована сплошная перемычка иэ ободов промежуточных дисков-дефлекторов 4 и 5, которая надежно герметизирует проточную часть турбины от междисковой полости, предотвращая утечку газа из проточной части. На периферии дисков 4 и 5 выполнены отверстия 10 и 11 для прохода охлаждающего воздуха, Ступицы дисковдефлекторов 4 и 5 зафиксированы в осевом направлении торцами фланцев 2 а и За, выполненными за одно целое с дисками 2 и 3.На диске 2 установлен дефлектор 12 системы охлаждения, а на диске 3 - дефлектор 13. Для герметизации тракта подвода охлаждающего воздуха между фланцем втулки 14 и дефлектором 12 установлены разрезные пружинные кольца 15,При сборке турбины диск 3 центрируется относительно диска 2 по поверхности Г, В рабочем состоянии температура диска 3 существенно выше температуры диска 2. Поэтому вследствие большего расширения диска 3 по сравнению с диском 2 диск 3 Формула изобретения Ротор двухступенчдтой турБины, содержащий вал с радиальным буртиком, диски рабочих колес и размещенные между ними дефлекторные диски, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, диски снабжены попарно размещенными друг напротив друга фланцами ирадиальными штифтами, причем первая пара фланцев центрируется по поверхности В. Для этогофланец 2 б и выполнен вилкообраэным, сдвумя центрирующими поверхностями В иГ, Таким образом, диск 3 относительно дис 5 ка 2 центрируется или по поверхности Г, илипо поверхности В,При работе турбины крутящий момент иосевая сила от диска 3 передаются черезрадиальные штифты 6 на диск 2, а от диска10 2 - на вал 1 через призонные болты 7 ирадиальный буртик 1 а.Охлаждающий воздух поступает в полость 16, иэ которой он идет непосредственно по трем направлениям: в полости 17, 1815 и 19, Отсутствие радиального бурта 1 а взазоре между ступицами дисков 2 и 3 позволило подавать охлаждающий воздух в полости 18 и 19 через отверстия во фланцах 2 а и2 б. Это существенно уменьшает гидравли 20 ческие потери воздушного потока, что улучшает охлаждение диска 2 и, соответственно,повышает надежность ротора.(56) Авторское свидетельство СССР25 М. 1130008, кл. Е 01 О 5/18, 1985.Патент США 1 ч. 363222, кл, Е 01 О 5/18.НКИ 415-115, опублик. 1972. выполнена контактирующей с дефлекторными дисками, а во второй паре фланцев один иэ них выполнен вилкообраэным, а 35 другой - с ответным выступом, размещенным в кольцевом пазу первого фланца и зафиксированным штифтом, а буртик вала размещен за диском второй ступени.2001288 Фиг Составитель О.ТащкиновТехред М,Моргентал ектор С,Лисина Редактор Л,Валко аз 3121 писно Тираж НПО "Поиск" Роспатен 035, Москва, Ж, Раушская