Ротор турбонасосного агрегата
Использование: в области насосостроения, в частности, в роторах турбонасосных агрегатов ЖРД. Сущность изобретения: контактирующая с опорной поверхностью вала центрирующая поверхность выполнена в крыльчатке первой ступени со стороны входа, а в крыльчатке последней ступени - со стороны, обратной входу в крыльчатку. На участке между опорными поверхностями вала крыльчатки по отношению к валу установлены с радиальным зазором , превышающим максимальную величину прогиба вала. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к области насосостроения и может быть использовано в роторах турбонасосных агрегатов ЖРД.
Известен ротор турбонасосного агрегата (ТНА) с трехступенчатым водородным насосом для кислородно-водородного двигателя, содержащий вал с опорными поверхностями, колеса турбины, опоры вала и крыльчатки насоса с центрирующими поверхностями, контактирующими с опорными поверхностями вала и с центрирующими поверхностями смежных крыльчаток (Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей под общей редакцией проф. Г. Г. Гахуна. М. Машиностроение, 1989, с. 205, рис. 10.8). Недостатком известной конструкции являются повышенные радиальные нагрузки на подшипники и увеличенный прогиб ротора. Это связано с разбалансировкой ротора при переходе через критические обороты. Переход через критические обороты сопровождается постоянными динамическими нагрузками, действующими на ротор. Под действием этих нагрузок вал ротора прогибается, при этом величина прогиба имеет различную величину вдоль оси ротора. Максимальная величина прогиба находится вблизи посадочной поверхности крыльчатки второй ступени. Так как вал крыльчатки опирается на вал в различных вдоль оси вала местах, а ступицы крыльчаток жесткие и практически не имеют прогиба, происходит взаимное смещение посадочных поверхностей крыльчаток. Это вызывает разбалансировку ротора. При этом величина разбалансировки при каждом запуске двигателя может быть различной, так как величина остаточных смещений посадочных поверхностей после останова двигателя. Турбонасосные агрегаты с таким ротором могут значительно отличаться друг от друга своим ресурсом. Явление разбалансировки такого ротора в полной мере проявляется при многократных испытаниях ротора в процессе высокочастотной балансировки ротора. Поэтому такой ротор не может быть качественно отбалансирован и при работе имеет повышенные динамические нагрузки на подшипники и увеличенные прогибы вала. Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и повышение ресурса ТНА. Технический результат достигается тем, что в роторе турбонасосного агрегата с многоступенчатым насосом, содержащим вал с опорными поверхностями, колеса турбины, опоры вала и крыльчатки насоса с центрирующими поверхностями, контактирующими с опорными поверхностями вала и центрирующими поверхностями смежных крыльчаток, контактирующая с опорной поверхностью вала центрирующая поверхность выполнена в крыльчатке первой ступени со стороны входа, а в крыльчатке последней ступени со стороны обратной входу в крыльчатку, а на участке между опорными поверхностями вала крыльчатки по отношению к валу установлены с радиальным зазором, превышающим максимальную величину прогиба вала. Со стороны входа в крыльчатку первой ступени может быть установлено опорное кольцо, контактирующее своими внутренними поверхностями с опорной поверхностью вала и с наружной поверхностью выступа на ступице крыльчатки. На фиг. 1 приведен продольный разрез ротора турбонасосного агрегата с трехступенчатым насосом, а на фиг. 2 узел А на фиг. 1, посадки опорного кольца и крыльчатки первой ступени, где: 1 вал, 2, 3 опоры вала, 4, 5 опорный поверхности вала, 6 крыльчатка первой ступени, 7 центрирующая поверхность крыльчатки первой ступени, 8, 11, 13 вход в крыльчатку, 9 крыльчатка последней ступени, 10 центрирующая поверхность крыльчатки последней ступени,12 крыльчатка промежуточной ступени,
14, 15 центрирующие поверхности крыльчатки промежуточной ступени,
16 кольцевой выступ,
17 опорное кольцо,
18, 19 центрирующие поверхности опорного кольца. Ротор содержит вал 1, установленный на двух подшипниковых опорах 2, 3. На валу выполнены две опорные поверхности 4 и 5 для посадки крыльчаток. Крыльчатка 6 первой ступени своей центрирующей поверхностью 7, выполненной со стороны входа 8 крыльчатки, опирается на опорную поверхность 4 вала 1. Крыльчатка 9 последней ступени своей центрирующей поверхностью 10, выполненной со стороны обратной входу 11 крыльчатки, опирается на опорную поверхность 5 вала. Крыльчатка 12 промежуточной ступени опирается со стороны входа 13 посредством центрирующей поверхности 14 на крыльчатку 6 первой ступени, а со стороны обратной входу посредством центрирующей поверхности 15 на крыльчатку 9 последней ступени. На ступице крыльчатки 6 первой ступени выполнен кольцевой выступ 16. Опорное кольцо 17, установленное со стороны входа 8 крыльчатки 6 первой ступени имеет две центрирующие поверхности 18 и 19. Опорное кольцо опирается центрирующей поверхностью 18 на кольцевой выступ 16 крыльчатки, а центрирующей поверхностью 19 на опорную поверхность 4 вала. На участке между опорными поверхностями 4, 5 вала 1 крыльчатки по отношению к валу установлены с радиальным зазором. Величина радиального зазора
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/948.gif)
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение
Извещение опубликовано: 10.03.2006 БИ: 07/2006