Картер турбомашини

1. Картер турбомашини, що має принаймні циліндричний отвір (6), що утворює підшипник ковзання для поворотної осі (5) лопатки (3) зі змінним кутом встановлення, причому згаданий циліндричний отвір оснащений всередині вкладишем, який відрізняється тим, що згаданий вкладиш складається виключно з наступних елементів: C2 2 (19) 1 3 встановлюють поворотну вісь, виконану з матеріалу на основі заліза, нікелю або кобальту, або поворотну вісь, насаджену у бандажне кільце, виконане з матеріалу на основі заліза, при цьому оксиди заліза, нікелю або кобальту, що утворюються при постійному контакті між поворотною віссю лопатки та підшипником ковзання, виконують роль мастильного матеріалу. Одним з факторів, що обмежують використання кераміки як матеріалу вкладишів, є її крихкість та низька міцність. З цієї причини під час встановлення на картері або під час роботи відбуваються поломки вкладишів через різні коефіцієнти розширення між металом картера та керамічним матеріалом, а також через ударні зусилля, що діють на системи. Задача цього винаходу полягає у розробці керамічного вкладиша, що дозволяє усунути вищезгадані недоліки. Ця задача вирішується цим винаходом завдяки тому, що вкладиш складається з металевої гільзи та керамічного кільця, закріпленого за допомогою паяння на внутрішній стінці згаданої гільзи. Металева гільза забезпечує жорсткість вкладиша під час його монтажу на картері, завдяки чому знижується небезпека поломок у перебігу цієї операції. У разі появи можливих тріщин у керамічному кільці його шматки залишаються жорстко з'єднаними з гільзою завдяки спайці. Крім того, спайка виконує роль поверхні поділу між двома матеріалами з різними коефіцієнтами розширення і компенсує зсуви при розширенні. Таким чином, зв'язок кераміка/метал є більш гнучким, а кераміка стає більш міцною. Переважно гільзу виконують циліндричною, і на одному зі своїх кінців вона має фланець, виконаний радіально назовні. На своєму зовнішньому боці цей фланець має керамічну шайбу, закріплену паянням. Керамічне кільце може бути виконане у вигляді однієї деталі, яку закріплюють за допомогою паяння, або складатись з декількох частин, скріплених паянням. Цей винахід відноситься також до компресора газотурбінного двигуна, що має зовнішній картер та принаймні одне колесо з нерухомими лопатками зі змінним кутом установки, при цьому поворотні осі керування їх поворотом встановлюють у наскрізних отворах, виконаних у картері, із вставкою вкладишів з матеріалу на основі кераміки, що утворюють підшипники ковзання, при цьому використовують вкладиші вищеописаного типу. У разі, коли поворотна вісь виконана зі сталі або титану, вона додатково містить вставне кільце з металевого матеріалу на основі заліза, нікелю або кобальту, що насаджується на поворотну вісь. Інші переваги та відмітні ознаки цього винаходу будуть більш очевидними з нижченаведеного опису, представленого як приклад, із посиланнями на фігури креслень, що додаються, серед яких: Фіг. 1 представляє вигляд у розрізі половини статора компресора високого тиску газотурбінного двигуна, що містить колеса спрямних лопаток зі змінним кутом установки. 93177 4 Фіг. 2 - вигляд у розрізі по осьовій площині вкладиша згідно з цим винаходом. Фіг. 3 - перший варіант виконання підшипника ковзання. Фіг. 4 - вигляд у збільшеному масштабі нижнього підшипника з варіанту, показаного на фіг. 3. Фіг. 5 - другий варіант здійснення цього винаходу. Фіг. 6 - вигляд у збільшеному масштабі верхнього підшипника, показаного на фіг. 5. Фіг. 7 - вигляд у збільшеному масштабі нижнього підшипника, показаного на фіг. 5. На фіг. 1 показаний статор компресора високого тиску газотурбінного двигуна, що містить зовнішній картер 2 із встановленою на ньому безліччю коліс нерухомих лопаток 3 зі змінним кутом встановлення. Лопатки 3 виконані радіально у напрямку внутрішнього об'єму картера 2 у контурі газового потоку. У своїй радіально зовнішній ділянці вони містять круглу площадку 4, встановлену у порожнині, виконаній на зовнішньому боці 2а картера 2, при цьому зверху площадки коаксіально з площадкою 4, що має вісь X, виконана поворотна вісь 5, встановлена у наскрізному циліндричному отворі 6, виконаному у картері 2. Головка 7 поворотної осі 5 оснащена приводним важелем 8, з'єднаним із приводним кільцем 9. Кожне лопаткове колесо з'єднане з приводним кільцем 9. Надання руху приводному кільцю змушує синхронно повертатись одразу всі лопатки 3 одного колеса. Кожна поворотна вісь 5 встановлена в отворі 6 всередині принаймні одного вкладиша 10, що утворює підшипник ковзання. На фіг. 2 показаний вкладиш 10 згідно з цим винаходом. Цей вкладиш 10 містить металеву гільзу 11, зовнішній діаметр якої по суті дорівнює діаметру отвору 6, та керамічне кільце 16, закріплене на внутрішній стінці 11а гільзи 11 за допомогою паяння. Позицією 12 позначений шар спайки між зовнішнім боком керамічного кільця 16 та внутрішньою стінкою 11а гільзи 11. Керамічний матеріал кільця 16 виконують, наприклад, на основі глинозему. Виготовлення кільця 16 здійснюють будь-яким відомим способом. Діаметр кільця 16 по суті дорівнює і краще є трохи меншим за внутрішній діаметр камери 11. Матеріал спайки 12 вибирають із групи матеріалів або сплавів з температурою плавлення, що є меншою за температуру плавлення матеріалу гільзи 11, і він природнім чином змочує цей матеріал, а також кераміку. Крім того, його вибирають з матеріалів, які мають підвищену ковкість та які стискаються у холодному стані й розширюються у гарячому стані, щоб кераміка не зазнавала впливу будь-яких зусиль розтягування або згинання при перепадах температур під час роботи компресора або під час насаджування вкладишу 10 у картер 2 при монтажі. Оскільки шар спайки 12 покриває усю зовнішню поверхню кільця 16, то поява тріщини під час роботи не є критичною, так як усі частини утримуються спайкою, тобто у разі появи тріщин різні частини кільця 16 утримуються у гільзі 11. Кільце 5 16 може бути виконане з декількох частин, закріплюваних за допомогою паяння на внутрішній стінці 11а гільзи 11. Переважно на одному зі своїх кінців вкладиш 10 має фланець 13, виконаний радіально назовні. На боці 13а цього фланця також за допомогою паяння закріплюють керамічну шайбу 14, що забезпечує сухе тертя на кінцевому боці площадки 4. На фіг. 3 і 4 показаний перший варіант виконання підшипника ковзання 20, призначеного для встановлення поворотної осі 5. Цей підшипник 20 має нижній підшипник 20а, виконаний у вигляді вкладиша 10 згідно з цим винаходом, і верхній підшипник 20b, виконаний у вигляді гільзи 21, що охоплює втулку 22 з матеріалу з більш низьким коефіцієнтом тертя, ніж у кераміки, наприклад, з поліаміду. Вкладиш 10 розташований поблизу площадки 4 лопатки 3 і відповідає найбільш навантаженому підшипнику. Цей вкладиш сприймає значне зусилля і дозволяє значно обмежити знос найбільш навантаженого 93177 6 боку поворотної осі 5. Зовнішній підшипник 20b обмежує зусилля від приводного важеля 8 та від силових циліндрів, що надають руху приводному кільцю 9. Позицією 30 позначене вставне кільце, виконане на основі нікелю, кобальту або заліза, насаджене на поворотну вісь 5 у разі, коли її виконують зі сплаву, який не володіє гарними фрикційними характеристиками. Краще це вставне кільце 30 має фланець 31, що опирається на кінцевий бік площадки 4. На фіг. 6 і 7 показаний другий варіант виконання підшипника ковзання 20 для поворотної осі 5, що має нижній підшипник 20а і верхній підшипник 20b, виконані із вкладишами 10, що відповідають вкладишу 10, показаному на фіг. 2. Обидва вкладиша 10 забезпечують максимальне сприйняття зусиль і значно обмежують перевертальну напругу завдяки гарним характеристикам зносостійкості нижнього підшипника 20а і верхнього підшипника 20b. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 93177 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601