Вузол і спосіб кріплення опорної цапфи до барабана вала ротора осьового компресора

Реферат: Вузол і спосіб для осьового компресора включає в себе осьовий вал, що проходить між впускним кожухом і розвантажувальним кожухом вздовж подовжньої довжини корпусу компресора. Вузол осьового вала містить першу опорну цапфу, другу опорну цапфу і порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь. Перша опорна цапфа і друга опорна цапфа прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж подовжньої осі. Множина пазів розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала. Множина штифтів заходить у множину пазів так, що штифти запобігають осьовому повороту барабана вала відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. UA 111842 C2 (12) UA 111842 C2 UA 111842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ГАЛУЗЬ ТЕХНІКИ, ДО ЯКОЇ НАЛЕЖИТЬ ВИНАХІД Даний винахід стосується, загалом, осьових компресорів, і конкретніше - способу кріплення опорної цапфи до барабана вала ротора осьового проточного компресора. РІВЕНЬ ТЕХНІКИ Турбоагрегати, такі як відцентрові проточні компресори, осьові проточні компресори і турбіни використовуються в різних галузях промисловості. Зокрема, осьові проточні компресори мають широкопоширене використання на електростанціях, в застосуваннях, пов'язаних з реактивними двигунами, в газових турбінах і в задачах, пов'язаних з автомобілями. Крім того, осьові проточні компресори звичайно використовуються в широкомасштабних промислових застосуваннях, таких як газороздільні станції і використовувані при перегонці нафти розширювачі гарячого газу. Осьові проточні компресори звичайно включають в себе обертовий вал, з'єднаний з центральним барабаном, що має ряд аеродинамічних лопаток, розподілених по окружності і віддалених одна від іншої в численних рядах вздовж осьової довжини барабана. Ці аеродинамічні лопатки обертаються між відповідною кількістю нерухомих лопаток, прикріплених до нерухомого трубчастого корпусу. Робоча текуча субстанція, така як повітря, входить в осьовий компресор і виходить з нього в осьовому напрямку обертового вала. Енергія робочої текучої субстанції спричиняє відносний рух обертових аеродинамічних лопаток відносно нерухомих лопаток. Площа поперечного перерізу між центральним барабаном і корпусом зменшується від вхідного кінця до розвантажувального кінця таким чином, що робоча текуча субстанція, по мірі того, як вона проходить через осьовий проточний компресор, стискується. При виробництві осьових проточних компресорів одна або більша кількість опорних цапф приєднуються для роботи до порожнистого барабана вала за допомогою з'єднання з натягом, такого як гніздове з'єднання. Відповідно до конструкції опорної цапфи і порожнистого барабана під час роботи компресора два компоненти прагнуть розходженням як в радіальному, так і в осьовому напрямках. Найбільша зміна в розмірах має місце в радіальному напрямку. Величина радіального збільшення опорної цапфи звичайно менша, ніж величина радіального збільшення порожнистого барабана, що зменшує ефективність посадки з натягом. Для того, щоб подолати цю проблему, системи попереднього рівня техніки використовують довгі наскрізні болти, які проходять між вхідним і розвантажувальним кінцями опорної цапфи. Ці наскрізні болти проходять в осьовому напрямку всередині кільцевого простору зазору між опорними цапфами і порожнистим барабаном вала для запобігання радіальному відходу барабана вала від опорної цапфи. У рамках попереднього рівня техніки патент США №1142069, виданий Westinghouse, розкриває корабельну турбіну, що включає в себе роторний елемент, що має барабан, до якого за допомогою множини болтів привернуте робоче колесо турбіни. Перша кінцева цапфа з боку приводу сформована воєдино з робочим колесом, в той час як друга кінцева цапфа сформована воєдино з барабаном. Фіг. 1 і 3 патенти Westinghouse показують, що болти розподілені по окружності робочого колеса. Патент США №3749516, виданий на ім'я Samurin та інш., розкриває конструкцію ротора для турбінних установок, що має опорні цапфи, нерухомо прикріплені до кінців наскрізного болта. До опорних цапф прикріплена множина лопатевих коліс. Опорні цапфи зв'язані нарізним з'єднанням з наскрізним болтом і стиснуті в осьовому напрямку з утворенням жорсткої конструкції. Між лопатевими колесами і між лопатевими колесами і опорними цапфами розташована множина засобів приводу у вигляді штифтів. Між лопатевими колесами і опорними цапфами передбачені радіально розташовані пази для зчеплення з штифтами і забезпечення привідного з'єднання від опорних цапф до зборки лопатевого колеса. Патент США №7335108, виданий на ім'я Lin та інш., розкриває складений привідний вал із "захопленими" кінцевими адаптерами. Вузол привідного вала включає в себе складену трубу, "захоплену" кінцевими адаптерами. Кінцеві адаптери захоплені на кінцевих ділянках складеної труби. Кожний кінцевий адаптер включає в себе проміжний адаптерний елемент труби, сконфігурований для зчеплення зі складеною трубою. Для зчеплення зі складеною трубою по її внутрішній поверхні з проміжного адаптерного елемента радіально назовні виступає множина шпичок. Призначенням цих шпичок є передача моменту обертання від кінцевих адаптерів до складеної труби і назад. З використанням цих звичайних пристроїв з метою запобігання відносному переміщенню між опорною цапфою і осьовим барабаном пов'язані численні недоліки. У тих варіантах виконання, в яких використовуються наскрізні болти, ці болти схильні до періодичного дисбалансу і резонансу по мірі того, як осьовий проточний компресор виводиться на робочу швидкість, оскільки болти, щоб пройти по всій довжині опорної цапфи, повинні мати істотну довжину. Цю 1 UA 111842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 проблему ще більше ускладнюють високі швидкості, з якими звичайно обертаються опорні цапфи. Крім того, наскрізні болти кріпляться в умовах дуже високого попереднього натягу, який потім має тенденцію послабити болти, оскільки осьовий проточний компресор працює з численними циклами. СУТЬ ВИНАХОДУ У зв'язку з вищевикладеним існує потреба в пристрої і в способі для кріплення опорної цапфи до барабана вала осьового проточного компресора, тим самим виключаючи потребу в наскрізних болтах для запобігання відносному переміщенню опорної цапфи і осьовому барабану. Існує додаткова необхідність в забезпеченні пристрою і способу для кріплення опорної цапфи до барабана вала осьового проточного компресора, які зменшують виробничі витрати і скорочують витрати на технічне обслуговування. Відповідно до одного варіанта виконання вузол вала для осьового компресора включає в себе першу опорну цапфу, другу опорну цапфу і порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь. Перша опорна цапфа і друга опорна цапфа можуть бути прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж його подовжньої осі. Множина пазів можуть бути розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала. Множина штифтів може заходити у множину пазів, при цьому штифти запобігають осьовому повороту барабана вала відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. Відповідно до іншого варіанта виконання осьовий компресор може додатково містити множину конструктивних елементів у вигляді заплечиків, виконаних на першій опорній цапфі і на другій опорній цапфі, і множину виїмок для заплечиків, виконаних на протилежних кінцях барабана вала вздовж його подовжньої осі. Множина конструктивних елементів у вигляді заплечиків може працювати зі зчепленням з множиною виїмок для заплечиків, утворюючи гніздове з'єднання між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала для збереження коаксіальної конфігурації. Відповідно до ще одного варіанта виконання кожний штифт вузла осьового вала може бути виконаний з такими розмірами, щоб бути більшим, ніж відповідний паз, щоб між штифтом і пазом можна було здійснити посадку з натягом. Додатково, кожний паз може включати в себе отвір, виконаний в першій і другій опорних цапфах, і відповідний отвір, виконаний в барабані вала. Барабан вала може також включати в себе множину виїмок, виконаних на його зовнішній поверхні в аксіально-зміщених рядах, при цьому кожна з множини виїмок призначена для прийому лопаті ротора. В іншому варіанті виконання вузла осьового вала між першою і другою опорними цапфами через барабан вала можуть проходити в осьовому напрямку одну або більшу кількість наскрізних болтів. Одна або більша кількість наскрізних болтів, бажано, забезпечують стискаюче зусилля для запобігання відносному руху між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала. Кожний наскрізний болт може включати в себе нарізні кінці, а на кожному нарізному кінці є гайка для стягування наскрізного болта і скріплення першої і другої опорних цапф з барабаном вала. Відповідно до іншого варіанта виконання може бути забезпечений осьовий компресор, що включає в себе корпус, що має впускний кожух, встановлений на одному кінці, і розвантажувальний кожух, встановлений на протилежному кінці, і вузол осьового вала, розташований всередині корпусу. Вузол осьового вала може пройти між впускним кожухом і розвантажувальним кожухом вздовж подовжньої довжини корпусу. Множина лопаток статора проходить радіально всередину з внутрішньої поверхні корпусу, і множина лопатей ротора можуть пройти радіально назовні із зовнішньої поверхні вузла осьового вала. Вузол осьового вала може додатково містити першу опорну цапфу, другу опорну цапфу і порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь. Перша опорна цапфа і друга опорна цапфа можуть бути прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж його подовжньої осі. Множина пазів може бути така, що розташована в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала. Додатково, множина штифтів можуть заходити у множину пазів, тим самим штифти захищають барабан вала від осьового повороту відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. Згідно з наступним варіантом виконання спосіб кріплення опорних цапф до барабана вала осьового компресора може включати в себе етапи забезпечення вузла осьового вала, що має першу опорну цапфу, другу опорну цапфу і порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь. Перша опорна цапфа і друга опорна цапфа, бажано, прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж його подовжньої осі. Спосіб може додатково включати в себе етап 2 UA 111842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 забезпечення множини пазів, які розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала. Далі, спосіб може включати в себе етап забезпечення множини штифтів, що заходять у множину пазів, в якій ці штифти захищають барабан вала від осьового повороту відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. В іншому варіанті виконання спосіб може далі включати в себе етапи забезпечення множини конструктивних елементів у вигляді заплечиків, виконаних на першій опорній цапфі і на другій опорній цапфі, і забезпечення множини виїмок для заплечиків, виконаних на протилежних кінцях барабана вала вздовж його подовжньої осі. Бажано, щоб множина конструктивних елементів у вигляді заплечиків могли працювати зі зчепленням з множиною виїмок для заплечиків, утворюючи гніздове з'єднання між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала для збереження коаксіальної конфігурації. Кожний штифт може бути виконаний з такими розмірами, щоб бути більшим, ніж відповідний паз, щоб між штифтом і пазом можна було здійснити посадку з натягом. Більш того кожний паз може містити отвір, виконаний в першій і другій опорних цапфах, і відповідний отвір, виконаний в барабані вала. Відповідно до іншого варіанта виконання спосіб збирання опорних цапф з барабаном вала осьового компресора може включати в себе етап забезпечення однієї або більшої кількості наскрізних болтів, що проходять в осьовому напрямку між першою і другою опорними цапфами через барабан вала. Одна або більша кількість наскрізних болтів може працювати для забезпечення стискаючого зусилля, щоб запобігти відносному руху між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала. Кожний наскрізний болт може включати в себе нарізні кінці, а на кожному нарізному кінці є гайка для стягування наскрізного болта і скріплення першої і другої опорних цапф з барабаном вала. Додаткові деталі і переваги винаходу стануть очевидними з наступного докладного опису, прочитаного разом з кресленнями. КОРОТКИЙ ОПИС КРЕСЛЕНЬ Фіг. 1 являє собою вигляд в перерізі осьового проточного компресора, що показує розташування наскрізного болта відповідно до попереднього рівня техніки. Фіг. 2 являє собою вигляд в перерізі внутрішніх компонентів осьового проточного компресора відповідно до одного варіанта виконання даного винаходу. Фіг. 3 являє собою докладний вигляд в перерізі іншого варіанта виконання штифта при його використанні у вузлі осьового вала відповідно до варіанта виконання за фіг. 2. Фіг. 4 являє собою докладний вигляд в перерізі штифта при його використанні у вузлі осьового вала, показаному на фіг. 2. Фіг. 5 являє собою деталювальний вигляд внутрішніх компонентів осьового проточного компресора відповідно до іншого варіанта виконання даного винаходу. ДОКЛАДНИЙ ОПИС ВИНАХОДУ У цілях опису, який йде далі, терміни просторової орієнтації, якщо вони використовуються, будуть стосуватися посилального варіанта виконання в тому вигляді, як він орієнтований на фігурах супровідних креслень, або ж описаний в нижченаведеному докладному описі. Однак потрібно розуміти, що описані далі варіанти виконання можуть передбачати багато альтернативних змін і варіантів виконання. Потрібно також розуміти і те, що проілюстровані в супровідних кресленнях описані тут конкретні пристрої є лише зразковими і не повинні розглядатися як обмежувальні. Звертаючись до креслень, на яких однакові позиційні позначення стосуються подібних частин у всіх їх видах, даний винахід, в основному, описаний в термінах пристрою і способу кріплення опорної цапфи до барабана вала ротора осьового проточного компресора. На фіг. 1 показаний осьовий компресор 10 відповідно до попереднього рівня техніки. Осьовий компресор 10 включає в себе впускний кінець 20, розташований навпроти розвантажувального кінця 30 вздовж осьового напрямку осьового компресора 10. Впускний кінець 20 включає в себе впускний кожух 40 для спрямування робочої текучої субстанції в осьовий компресор 10. Бажано, щоб впускний кожух 40 був прикріплений до першого кінця корпусу 50 осьового компресора 10 множиною механічних кріпильних елементів 55. На розвантажувальному кінці 30 встановлений розвантажувальний кожух 60 для виведення робочої текучої субстанції, як тільки вона пройде через осьовий компресор 10. Розвантажувальний кожух 60 множиною механічних кріпильних елементів 55 прикріплений до другого кінця корпусу 50. Продовжуючи звертатися до фіг. 1, всередині корпусу 50 встановлений вузол 70 радіального вала. Вузол 70 радіального вала є поворотним відносно подовжньої осі 80 корпусу 50 для подачі робочої текучої субстанції від впускного кінця 20 до розвантажувального кінця 30. Вузол 70 радіального вала включає в себе множину лопатей 90 ротора, що проходять 3 UA 111842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 радіально назовні з його зовнішнього окружного краю. Множина лопаток 100 статора проходить радіально всередину з внутрішнього окружного краю корпусу 50. Лопаті 90 ротора і лопатки 100 статора впорядковані в одну або більшу кількість переміжних рядів вздовж подовжньої осі 80. Робоча текуча субстанція, по мірі того, як вона проходить від впускного кінця 20 в напрямку до розвантажувального кінця 30, перенаправляється між переміжними рядами лопатей 90 ротора і лопаток 100 статора. У проміжній зоні з впускним і розвантажувальним кожухами (відповідно, 40 і 60) забезпечене ущільнення 110 вала для ущільнення вузла 70 радіального вала і запобігання протікання робочої текучої субстанції з осьового компресора 10. Вузол 70 радіального вала додатково включає в себе опорну цапфу 120 впускного кінця і опорну цапфу 130 розвантажувального кінця, приєднаних до порожнистого барабана 140 вала. Опорна цапфа 120 впускного кінця і опорна цапфа 130 розвантажувального кінця приєднані до протилежних кінців барабана 140 вала вздовж його подовжньої осі. В опорної цапфи 120 впускного кінця і опорної цапфи 130 розвантажувального кінця виконані конструктивні елементи 150 у вигляді заплечиків. На кожному кінці барабана 140 вала в проміжній зоні між барабаном 140 вала з кожною з опорних цапф 120 впускного кінця і 130 розвантажувального кінця виконані доповнюючі виїмки 160 для заплечиків. Конструктивні елементи 150 у вигляді заплечиків і виїмки 160 для заплечиків утворюють гніздове з'єднання між опорними цапфами 120, 130 і барабаном 140 вала для збереження коаксіального розташування цих компонентів. Опорні цапфи 120, 130, далі, прикріплені до барабана 140 вала за допомогою множини наскрізних болтів 170, що проходять через барабан 140 вала від опорної цапфи 120 впускного кінця до опорної цапфи 130 розвантажувального кінця. По окружностям опорної цапфи 120 впускного кінця і опорної цапфи 130 розвантажувального кінця в радіальній конфігурації виконана множина отворів 180. Крізь кожен з цієї множини отворів 180 протягнутий наскрізний болт 170 для надійного кріплення опорних цапф до барабана 140 вала. Кожний наскрізний болт 170 повинен бути попередньо натягнутим, для того, щоб забезпечити велике стискаюче зусилля в гніздовому з'єднанні між опорними цапфами 120, 130 і барабаном 140 вала. Така конфігурація утримує барабан 140 вала від прослизання відносно кожної з опорних цапф 120, 130 і запобігає осьовому і радіальному відходу барабана 140 вала від опорних цапф 120, 130 під час роботи осьового компресора 10. Маючи на увазі базову конструкцію осьового компресора 10, що має вузол 70 радіального вала відповідно до варіанта виконання попереднього рівня техніки, щойно описаного з посиланням на фіг. 1, тепер з посиланнями на фіг. 2-5 буде описаний вузол 200 вала. У різних варіантах виконання вузол 200 вала використовується з осьовим компресором 10, однак потрібно розуміти, що цей описаний варіант виконання всього лише зразковий, і що вузол 200 вала може бути використаний з множиною інших турбінних установок. Звертаючись до фіг. 2, вузол 200 вала включає в себе опорну цапфу 210 впускного кінця і опорну цапфу 220 розвантажувального кінця, приєднаних до порожнистого барабана 230 вала. Опорна цапфа 210 впускного кінця і опорна цапфа 220 розвантажувального кінця приєднані до протилежних кінців барабана 230 вала вздовж його подовжньої осі 240. Барабан 230 вала може бути виготовлений з того ж самого матеріалу, що і опорні цапфи 210 і 220. Альтернативно, барабан 230 вала може бути виготовлений з іншого матеріалу в порівнянні з опорними цапфами 210 і 220. Такий барабан 230, бажано, має множину виїмок 250 для прийому лопатей 260 ротора (показані на фіг. 4, 5). Кожна виїмка 250 виконана на зовнішній поверхні барабана 230 вала. Наприклад, фіг. 4 і 5 ілюструють виїмку 250 типу "ластівчин хвіст", однак можливі інші варіанти виконання без відхилення від об'єму і суті конструкції барабана 230 вала. Як показано на фіг. 4 і 5, кожна з лопатей 260 ротора з ковзанням приймається всередині виїмки 250 таким чином, що множина лопатей 260 ротора розташована по рядах, що продовжуються в осьовому напрямку вздовж подовжньої довжини барабана 230 вала. Знову звертаючись до фіг. 2, в опорної цапфи 210 впускного кінця і опорної цапфи 220 розвантажувального кінця виконані конструктивні елементи 270 у вигляді заплечиків. На кожному кінці барабана 230 вала в проміжній зоні між барабаном 230 вала з кожною з опорних цапф 210 впускного кінця і 220 розвантажувального кінця виконані доповнюючі виїмки 280 для заплечиків. Конструктивні елементи 270 у вигляді заплечиків та виїмки 280 для заплечиків утворюють гніздове з'єднання між опорними цапфами 210 і 220 і барабаном 230 вала для збереження коаксіального розташування цих компонентів. Бажано, щоб конструктивні елементи 270 у вигляді заплечиків проходили над виїмками 280 для заплечиків в радіальному напрямку барабана 230 вала. Така конфігурація утримує барабан 230 вала від прослизання відносно кожної з опорних цапф 210, 220 і запобігає осьовому і радіальному відходу барабана 230 вала від опорних цапф 210, 220 під час роботи осьового компресора 10. 4 UA 111842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Продовжуючи звертатися до фіг. 2, опорні цапфи 210 і 220 додатково скріплені з барабаном 230 вала за допомогою множини штифтів 290, вставлених всередину пазів 300, виконаних в опорних цапфах 210, 220 і в барабані 230 вала. Ці пази 300 розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю опорних цапф 210, 220 і барабана 230 вала. Кожний паз 300 включає в себе отвір 310 опорної цапфи і виконаний на відповідному компоненті відповідний отвір 320 барабана вала. Кожний паз 300 в поперечному перерізі може бути круглим, однак фахівці в даній галузі зрозуміють, що можуть бути можливі також й інші форми, такі як квадратна або прямокутна. Кожному штифту 290 надана така форма, що він може бути розташований всередині відповідного паза 300. Наприклад, кожний штифт 290 може мати видовжену циліндричну форму, яка відповідає пазу 300. Бажано, щоб кожний штифт 290 був виконаний з розмірами, трохи більшими, ніж відповідний паз 300, щоб між штифтом 290 і пазом 300 можна було здійснити посадку з натягом. Така конфігурація утримує барабан 230 вала від прослизання відносно кожної з опорних цапф 210, 220 і захищає барабан 230 вала від осьового і радіального відходу від опорних цапф 210, 220 під час роботи осьового компресора 10. Звернемося до фіг. 3 - на ній проілюстрований інший варіант штифта 290. У цьому варіанті виконання штифт 290 включає в себе заглиблення 370, що продовжується в осьовому напрямку всередину одного кінця штифта 290. Заглиблення 370, бажано, коаксіально з подовжньою віссю штифта 290 і продовжується крізь частину тіла штифта 290. Заглибленню 370 надана така форма, щоб воно могло приймати в себе інструмент установки штифта (не показаний) для введення цього штифта 290 у відповідний паз 300. Для того, щоб зібрати штифт 290 всередині паза 300 з посадкою з натягом, штифт 290 бажано охолодити, для того, щоб злегка зменшити його розміри. Таке охолоджування може бути виконане, наприклад, з використанням рідкого азоту. Заглиблення 370 виконане для полегшення поводження зі штифтом 290 при його доставці зі станції охолоджування, такої як контейнер з рідким азотом, і позиціонування для вставляння в паз 300. Встановлювальний інструмент вставляється в заглиблення 370 таким чином, щоб штифт 290 міг бути охолоджений і введений в паз 300. Після цього встановлювальний інструмент з заглиблення 370 витягується. Для полегшення вставляння встановлювального інструмента заглиблення 370 має зенкований край 380. Звернемося до фіг. 5 - на ній показаний деталювальний вигляд вузла 200 вала. Можливо, між опорною цапфою 210 впускного кінця і опорною цапфою розвантажувального кінця (на фіг. 5 не показана) може бути вставлена множина наскрізних болтів 330. Наскрізний болт 330, бажано, продовжується через барабан 230 вала і включає в себе нарізні кінці 335. По окружностям опорної цапфи 210 впускного кінця і опорної цапфи 220 розвантажувального кінця в радіальній конфігурації виконана множина отворів 340. Крізь кожен з цієї множини отворів 340 протягнутий наскрізний болт 330 для надійного кріплення опорних цапф 210 і 220 до барабана 230 вала. На кожний нарізний кінець 335 наскрізного болта 330 навернена і затягнута гайка 350, щоб скріпити опорні цапфи 210 і 220 з барабаном 230. У проміжок між гайкою 350 і отвором 340 може бути вставлена шайба 350. Маючи на увазі базову конструкцію вузла 200 вала згідно зі щойно описаним варіантом виконання даного винаходу, тепер з посиланнями на фіг. 2-5 буде описаний спосіб кріплення опорних цапф 210 і 220 до барабана 230 вала. Відповідно до варіанта виконання вузла 200 вала для осьового компресора 10, спосіб кріплення опорних цапф 210 і 220 до барабана 230 вала починається з етапу, на якому по протилежних кінцях барабана 230 вала забезпечують опорну цапфу 120 впускного кінця і опорну цапфу 130 розвантажувального кінця. На наступному етапі в опорної цапфи 210 впускного кінця і опорної цапфи 220 розвантажувального кінця виконують конструктивні елементи 270 у вигляді заплечиків. На наступному етапі на кожному кінці барабана 230 вала в проміжній зоні між барабаном 230 вала з кожною з опорних цапф 210 впускного кінця і 220 розвантажувального кінця виконують доповнюючі виїмки 280 для заплечиків. Конструктивні елементи 270 у вигляді заплечиків і виїмки 280 для заплечиків утворюють гніздове з'єднання між опорними цапфами 210 і 220 і барабаном 230 вала для збереження коаксіального розташування цих компонентів. Потім на опорних цапфах 210, 220 і барабані 230 вала виконують множину пазів 300. Пази 300 розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю опорних цапф 210, 220 і барабана 230 вала. На наступному етапі в один з отворів 310 або 320, виконаних, відповідно, в опорній цапфі 210 впускного кінця або в барабані 230 вала вставляють множину штифтів 290. Бажано, щоб кожний штифт 290 був виконаний з розмірами, трохи більшими, ніж відповідний паз 300, щоб між штифтом 290 і пазом 300 можна було здійснити посадку з натягом. На кінцевому етапі опорні цапфи 210 впускного кінця і опорні цапфи 220 розвантажувального кінця прикріпляють до барабана 230 вала вставлянням і закріпленням кожного штифта 290 всередині паза 300. 5 UA 111842 C2 5 10 Посадка з натягом між кожним штифтом 290 і пазом 300 достатня для запобігання відносному руху опорних цапф 210 і 220 відносно барабана 230 вала. Переважно, через відповідну множину отворів 340, виконаних в опорних цапфах 210 і 220, може бути протягнута множина наскрізних болтів 330 для додаткового зміцнення вузла 200 вала. Хоча на супровідних кресленнях показаний і тут детально описаний варіант виконання вала осьового компресора, який має вузол, а також спосіб кріплення опорних цапф до барабана вала осьового компресора, фахівцями в даній галузі будуть вигадані і легко виконані інші варіанти виконання без відхилення від об'єму і суті даного винаходу. Наприклад, в той час як в даному описі в основному обговорюється вузол 200 вала, що використовується в осьовому компресорі 10, представляється, що варіанти виконання вузла вала і спосіб можуть бути застосовні до інших газотурбінних установок. Об'єм винаходу буде визначений прикладеними пунктами формули винаходу і їх еквівалентами. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Вузол вала для осьового компресора, який містить першу опорну цапфу, другу опорну цапфу, порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь, при цьому перша опорна цапфа і друга опорна цапфа прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж подовжньої осі; множину пазів, які розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала, і множину штифтів, що заходять у множину пазів, при цьому штифти запобігають осьовому поворотубарабана вала відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. 2. Вузол вала за п. 1, який додатково містить множину конструктивних елементів у вигляді заплечиків, виконаних на кожній з першої опорної цапфи і другої опорної цапфи, і множину виїмок для заплечиків, виконаних на протилежних кінцях барабана вала вздовж подовжньої осі, при цьому множина конструктивних елементів у вигляді заплечиків виконана з можливістю зчеплення з множиною виїмок для заплечиків для утворення гніздового з'єднання між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала для збереження коаксіальної конфігурації вузла вала. 3. Вузол вала за п. 1, в якому кожний штифт виконаний з такими розмірами, щоб бути більшим, ніж відповідний паз, щоб між штифтом і пазом можна було здійснити посадку з натягом. 4. Вузол вала за п. 1, в якому кожний паз містить отвір, виконаний в першій і другій опорних цапфах, і відповідний отвір, виконаний в барабані вала. 5. Вузол вала за п. 1, в якому кожний штифт включає в себе виїмку, по суті коаксіальну з подовжньою віссю цього штифта, при цьому виїмка адаптована для полегшення вставляння штифта у відповідний паз. 6. Вузол вала за п. 1, що додатково містить один або більше наскрізних болтів, що проходять в осьовому напрямку між першою і другою опорними цапфами через барабан вала, причому один або більше наскрізних болтів забезпечують стискаюче зусилля для запобігання відносному руху між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала. 7. Вузол вала за п. 6, в якому кожний наскрізний болт включає в себе нарізні кінці, а на кожному нарізному кінці є гайка для стягування наскрізного болта і скріплення першої і другої опорних цапф з барабаном вала. 8. Осьовий компресор, що містить корпус, що має впускний кожух, встановлений на одному кінці, і розвантажувальний кожух, встановлений на протилежному кінці, вузол осьового вала, розташований з можливістю обертання всередині корпусу, при цьому вузол осьового вала продовжується між впускним кожухом і розвантажувальним кожухом вздовж подовжньої довжини корпусу, множину лопаток статора, що проходять радіально всередину з внутрішньої поверхні корпусу, множину лопатей ротора, що проходять радіально назовні із зовнішньої поверхні вузла осьового вала, при цьому вузол осьового вала містить першу опорну цапфу, другу опорну цапфу, 6 UA 111842 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь, першу опорну цапфу і другу опорну цапфу, прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж подовжньої осі; множину пазів, які розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала, і множину штифтів, що заходять у множину пазів, при цьому штифти запобігають осьовому повороту барабана вала відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. 9. Осьовий компресор за п. 8, що додатково містить множину конструктивних елементів у вигляді заплечиків, виконаних на першій опорній цапфі і другій опорній цапфі, і множину виїмок для заплечиків, виконаних на протилежних кінцях барабана вала вздовж його подовжньої осі, при цьому множина конструктивних елементів у вигляді заплечиків виконана з можливістю зчеплення з множиною виїмок для заплечиків, утворюючи гніздове з'єднання між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала для збереження коаксіальної конфігурації вузла вала. 10. Осьовий компресор за п. 8, в якому кожний штифт виконаний з такими розмірами, щоб бути більшим, ніж відповідний паз, щоб між штифтом і пазом можна було здійснити посадку з натягом. 11. Осьовий компресор за п. 8, в якому кожний паз містить отвір, виконаний в першій і другій опорних цапфах, і відповідний отвір, виконаний в барабані вала. 12. Осьовий компресор за п. 8, в якому кожний штифт включає в себе виїмку, по суті коаксіальну з подовжньою віссю цього штифта, при цьому виїмка адаптована для полегшення вставляння штифта у відповідний паз. 13. Осьовий компресор за п. 8, що додатково містить один або більше наскрізних болтів, що проходять в осьовому напрямку між першою і другою опорними цапфами через барабан вала, причому один або більше наскрізних болтів забезпечують стискаюче зусилля для запобігання відносному руху між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала. 14. Осьовий компресор за п. 8, в якому кожний наскрізний болт включає в себе нарізні кінці, а на кожному нарізному кінці є гайка для стягування наскрізного болта і скріплення першої і другої опорних цапф з барабаном вала. 15. Спосіб кріплення опорних цапф до барабана вала осьового компресора, що містить етапи: забезпечення вузла осьового вала, що містить: першу опорну цапфу, другу опорну цапфу, порожнистий барабан вала, що має подовжню вісь, першу опорну цапфу і другу опорну цапфу, прикріплені до протилежних кінців барабана вала вздовж його подовжньої осі; забезпечення множини пазів, які розташовані в радіальній конфігурації поруч із зовнішньою окружністю першої і другої опорних цапф і барабана вала, і забезпечення множини штифтів, що заходять у множину пазів, при цьому штифти запобігають осьовому повороту барабана вала відносно першої опорної цапфи і другої опорної цапфи і запобігають осьовому і радіальному відділенню барабана вала від опорних цапф. 16. Спосіб за п. 15, що додатково включає в себе етапи забезпечення множини конструктивних елементів у вигляді заплечиків, виконаних на першій опорній цапфі і другій опорній цапфі, і забезпечення множини виїмок для заплечиків, виконаних на протилежних кінцях барабана вала вздовж його подовжньої осі, при цьому множина конструктивних елементів у вигляді заплечиків виконана з можливістю зчеплення з множиною виїмок для заплечиків, утворюючи гніздове з'єднання між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала для збереження коаксіальної конфігурації. 17. Спосіб за п. 15, в якому кожний штифт виконаний з такими розмірами, щоб бути більшим, ніж відповідний паз, щоб між штифтом і пазом можна було здійснити посадку з натягом. 18. Спосіб за п. 15, в якому кожний паз містить отвір, виконаний в першій і другій опорних цапфах, і відповідний отвір, виконаний в барабані вала. 19. Спосіб за п. 15, що додатково включає в себе етап забезпечення одного або більше наскрізних болтів, що проходять в осьовому напрямку між першою і другою опорними цапфами через барабан вала, причому один або більше наскрізних болтів забезпечують стискальне зусилля для запобігання відносному руху між першою і другою опорними цапфами і барабаном вала. 20. Спосіб за п. 19, в якому кожний наскрізний болт включає в себе нарізні кінці, а на кожному нарізному кінці є гайка для стягування наскрізного болта і скріплення першої і другої опорних цапф з барабаном вала. 7 UA 111842 C2 8 UA 111842 C2 Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9