IT9020037A1 - Assieme rotorico per turbomotore a gas - Google Patents

Description

La presente invenzione riguarda generalmente turbomotori a gas e, più specificamente, un perfezionato assieme rotorico per turbomotore a gas che incorpora uno smorzatore inerziale atto a smorzare selezionate vibrazioni trasmesse da una porzione all’altra dell'assieme rotorico.

I turbomotori a gas hanno un assieme rotorico montato a rotazione entro ad uno statore. L'assieme rotorico ha tipicamente una pluralità di file assialmente distanziate di palette circonferenzial mente distanziate montate su un albero principale del rotore. Nello stadio del compressore di un tale assieme rotorico, le palette di ciascuna fila diminuiscono progressivamente di dimensione nella direzione del flusso, cioè le palette di ciascuna fila sono più piccole delle palette della fila adiacente immediatamente a monte.

Un ingranaggio conico è tipicamente montato sull’albero principale del rotore ed è continuamente ingranato con un cooperante ingranaggio conico ausiliario posto all'estremità di un albero ausiliario. Quest’albero ausiliario è comunemente noto come albero di presa di potenza che ha spesso il suo asse longitudinale disposto in modo da essere perpendicolare, o almeno obliquo, rispetto all’asse dell’albero principale. All'albero ausiliario è operativamente accoppiato un avviatore. Cosi<* >per esempio durante ravviamento del motore l'avviatore fa ruotare l'albero ausiliario fino a circa 7000 giri al primo. Tale movimento viene trasmesso tramite gli ingranaggi conici degli alberi ausiliario e principale in modo da far ruotare l’assieme rotorico. Dopo che il motore è stato avviato, la rotazione dell’albero principale provoca la rotazione dell’albero ausiliario. In questo modo l’avviatore viene convenzionalmente sconnesso mentre un’alternatore, che è collegato all’albero, fornisce energia elettrica al sistema del quale il motore fa parte. Perciò l’albero ausiliario imane meccanicamente accoppiato all’albero principale del rotore in tutto l'intero campo di velocità operative dell'albero principale che tipicamente arriva fino a circa 46000 giri al primo.

In certe configurazioni di motore si è osservato con degli estensimetri o trasduttori di forza che le palette del quinto stadio del compressore erano soggette a eccessivi livelli di sollecitazione vibratoria in corrispondenza o vicino ad una frequenza di risonanza durante ravviamento del motore. Si è notato che la sollecitazione dovuta alle frequenze di risonanza di tali palette aveva una apparente relazione col numero di denti dell'ingraggio conico dell’assieme rotorico. Piu particolarmente si è osservato che le palette del quinto stadio venivano eccitate a "38/gir o" (cioè 38 volte la velocità rotorica), numero che coincide col numero di denti dell’ingraggio conico dell’assieme rotorico. Da questa osservazione si è dedotto che l’eccitazione vibrazionale delle palette del quinto stadio era attribuibile ad una fonte di vibrazioni trasmessa dall'ingranaggio ausiliario all’ingranaggio conico dell’assieme rotorico e, mediante la vibrazione torsionale dell’albero rotorico, al quinto stadio del compressore.

Perciò uno scopo dell’invenzione è quello di realizzare un perfezionato assieme rotorico di turbomotore a gas.

Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzare un assieme rotorico nel quale una particolare fila di palette non sia eccitata a vibrazione in risposta all’applicazione di una fonte di vibrazioni ad una particolare porzione dell’assieme rotorico.

Un altro scopo è quello di realizzare un perfezionato smorzatore inerziale da utilizzare in un turbomotore a gas, smorzatore che è efficace nello smorzare le vibrazioni trasmesse da una prima porzione dell’assieme retorico ad un’altra sua porzione.

Un altro scopo è quello di realizzare un perfezionato smorzatore inerziale che sia efficace nello smorzare prescelte vibrazioni trasmesse da un ingranaggio conico del rotore alla fila di palette del quinto stadio.

Un altro scopo è quello di realizzare un perfezionato smorzatore inerziale da utilizzare in un turbomotore a gas che può essere facilmente incorporato nella configurazione e nei limiti fisici di un motore esistente con minime modifiche delle parti e dei componenti esistenti.

Viene descritto un perfezionato assieme rotorico di turbomotore a gas comprendente un perfezionato smorzatore inerziale. Il perfezionato smorzatore è adatto ad essere montato sull’assieme rotorico in modo da esercitare una predeterminata forza su una superficie d’appoggio realizzata sull’assieme rotorico e su un’altra superficie d'appoggio realizzata sull’ingranaggio conico. Il valore di questa forza di precarico, il momento d’inerzia polare dello smorzatore ed il coefficiente d’attrito fra lo smorzatore e le due superfici d'appoggio vengono selzionati in modo che l’eccitazione di vibrazione trasmessa attraverso l’ingranaggio conico venga effettivamente smorzata e non faccia eccitare a vibrazione un’altra porzione dell’assieme rotorico (per esempio le palette del quinto stadio) in corrispondenza o vicino ad una frequenza di risonanza, il tutto allo scopo di ottenere una preferita vita a fatica con cilco elevato di tali palette. Nello stesso tempo tale smorzatore inerziale può essere facilmente incorporato in un tipo ed in una configurazione esistente di motore con un minimo di modifiche alle altre strutture. Cosi* si ottiene un effettivo smorzamento con minimo costo e minimi sforzi.

In una preferita realizzazione il perfezionato smorzatore è sotto forma di un tubo cilindrico. Le opposte faoce di estremità di questo tubo vengono adattate per appoggiare contro opposte ed affacciate superfici d’appoggio del rotore e dell’ingranaggio conico. Il tubo ha almeno due file assialmente distanziate di feritoie circonferenziaimente distanziate. Le feritone di ciascuna fila sono separate da pieni di interruzione e le interruzioni delle varie file sono circonferenziaimente sfalsate l'una rispetto all’altra. Cosi’ lo smorzatore è fatto in modo da essere assialmente flessibile e viene compresso assialmente di un predeterminato valore per far esercitare allo smorzatore la desiderata forza di precarico sulle ‘superfici di appoggio.

L'invenzione secondo le preferite realizzazioni, unitamente ad altri suoi scopi e vantaggi, viene più particolarmente descritta nella seguente descrizione dettagliata da prendere in considerazione unitamente ai seguenti disegni, dove:

la figura 1 è una vista prospettica e schematica ^Lella. pòrtone anteriore di un perfezionato turbomotore a gas dove una parte dell’involucro esterno è in spaccato per mettere in vista la porzione anteriore dell’assieme rotorico che si trova all’interno e questa vista mostra anche l'aviatore in relazione esplosa e allineata rispetto all’involucro statorico.

La figura 2 è una vista in sezione, parziale e longitudinale, di una porzione del perfezionato motore, vista che mostra l’ingranaggio conico e l’ingranaggio ausiliario ingranati l’uno con l’altro e che mostra il perfezionato smorzatore disposto operativamente fra il dado e l’ingranaggio conico del rotore.

La figura 3 è una vista prospettica e dettagliata del perfezionato smorzatore.

La figura 4 è una vista longitudinale in sezione verticale del perfezionato smorzatore, vista presa secondo la linea 4-4 della figura 3.

La figura S è una vista trasversale in sezione verticale del perfezionato smorzatore, vista presa generalmente secondo la linea 5-5 della figura 4. Facendo inizialmente riferimento alla figura 1, una porzione di un perfezionato turbomotore a gas secondo una preferita realizzazione deirinvenzi one è indicato generalmente con 10.

Il motore 10 è mostrato come comprendente generalmente uno statore allungato 11 e al suo interno un assieme rotorico 12. Lo statore comprende un involucro esterno 13 ed un involucro interno 14 che definiscono tra di loro un passaggio anulare per il flusso il quale si estende verso Γ indietro a partire da una entrata anteriore 15 verso una porzione intermedia del compressore generalmente indicata con 16. Una pluralità di palette direttrici circonferenzialmente distanziate ed estendentesi radialmente, indicate rispettivamente con 18, congiungono gli involucri interno ed esterno dello statore vicino all’entrata.

L’assieme rotorico 12 mostrato ha un albero principale 19 opportunamente imperniato sullo statore all’estremità anteriore mediante un cuscinetto posteriore 21 mentre l’estremità posteriore dell’albero 19 è opportunamente connessa ad una turbina ad alta pressione (non mostrata) che aziona l'albero 19. Coassialmente entro l’albero 19 si estende un albero d’azionamento 17 supportato all'estremità anteriore da un cuscinetto anteriore 20 mentre l’estremità posteriore dell’albero 17 è opportunamente connessa ad una turbina a bassa pressione (non mostrata) che fa ruotare l’albero 17 per azionare per esempio un’elica o un rotore di elicottero. L'anello esterno del -cuscinetto anteriore 20 è fissato all’involucro interno mediante una pluralità che sostegni radiali circonferenzialmente distanziati uno dei quali è indicato -con 22. L’anello esterno del cuscinetto 21 è opportunamente fissato all’estremità marginale posteriore -dell’involucro interno.

La porzione di compressore 16 comprende cinque file assialmente distanziate di palette rotoriche circonferenzialmente distanziate che si estendono verso l’esterno a partire dall’albero pricipale 19 entro il passaggio anulare definito fra il disco sul quale sono montate le radici delle palette e l’involucro esterno 13. Le cinque file di palette sono rispettivamente indicate con 16A, 16B, 16C, 16D e 16E. A monte di ciascuna fila di palette è disposta una fila di deflettori statorici mentre ciascuna combinazione di file di deflettori e di palette è chiamata "stadio". La dimensione fisica delle palette di ciascuna fila diminuisce progressivamente nella direzione del flusso lungo il motore, cioè le palette 16A del primo stadio sono più grandi delle palette 16B del secondo stadio che sono più grandi delle palette 16C del terzo stadio e cosi’ via. Un compressore centrifugo 23 è pure montato svll’pUjerp.^ principale 19 dietro alla fila di palette del quinto stadio.

Un ingranaggio conico rivolto verso l’avanti, generalmente indicato con 24, è montato sull’albero principale del motore proprio davanti al cuscinetto 21. Questo ingranaggio conico 24 è continuamente ingranato con un ingranaggio conico o ingranaggio ausiliario 25 fissato all'estremità marginale interna di un albero ausiliario 26 o albero di presa di potenza. Un motore 28 d’avviamento, mostrato in relazione esplosa e allineata rispetto al motore, è normalmente montato sullo statore ed è ingranato in modo disinnestabile con l’albero ausiliario 26. Durante 1'awiamento del motore viene fatto funzionare l’avviatore 28 per far ruotare selettivamente l'albero principale 19 del rotore rispetto allo statore. Comunque, dopo che il motore è stato avviato, l'avviatore 28 viene disinnestato. Altri componenti a valle del perfezionato motore, quali il combustore e le turbine ad alta e a bassa pressione, sono stati omessi per motivi di chiarezza.

Le porzioni del motore ora descritte sono convenzionati. Comunque nell’uso si è osservato che le palette 16E del quinto stadio mostravano ridotta vita a fatica a ciclo elevato a causa di un’apparente risonanza in corrispondenza o vicino ad una particolare velocità del rotore. Più particolarmente si è osservato che tale risonanza si verificava durante ravviamento a velocità rotoriche fino a circa 7000 giri al primo dell’albero 19 del rotore. Poiché il campo di velocità del rotore è da 0 fino a circa 46000 giri al primo, il rotore passava per una velocità di induzione di risonanza ogni volta che il motore veniva avviato. Vennero quindi posti degli estensimetri sulle palette del quinto stadio nel tentativo di identificare la fonte delle vibrazioni che incitavano tale palette. NeU'analizzare i dati forniti da questi estensimetri, si è notato che le sollecitazioni sulle palette in corrispondenza o vicino alla velocità critica del rotore (cioè di circa 7000 giri al primo) avevano una frequenza di 38/giro. Poiché l'ingranaggio conico 24 aveva 38 denti, ciò faceva supporre che l’ingranaggio ausiliario 25 trasmettesse vibrazioni all’ingranaggio conico che facevano vibrare le palette del quinto stadio in corrispondenza o vicino ad una frequenza di risonanza. Perciò venne progettato il perfezionato smorzatore, generalmente indicato con 29 in figura 1, ed esso è configurato in modo da poter essere operativamente montato sull’assieme rotorico 12 con un minimo di modifiche alla rimanente esistente struttura del motore.

Con riferimento ora alla figura 2 è mostrata la porzione pertinente del motore comprendente anche qui l’albero principale 19 del rotore, il cuscinetto 21, l'ingranaggio conico 24, lo smorzatore 29, un dado 30, l’albero ausiliario 26 ed un ingranaggio 23. Dalla figura 2 sono state omesse per motivi di chiarezza le altre strutture del motore che sono secondarie per una comprensione del perfezionato smorzatore.

L’albero ausiliario 26 è mostrato come rotante attorno all’asse y-y che è perpendicolare all’asse longitudinale x-x di mezzaria del rotore ed esso ha un’estremità inferiore montata fissamente sull’ingranaggio 23. L'albero ausiliario 26 è mostrato imperniato a rotazione in un cuscinetto 31 il cui anello esterno è atto ad essere montato sulla porzione statorica del motore. L’ingranaggio 23 ha i denti, rivolti in giù e verso l’avanti, disposti in continuo impegno con i denti, rivolti in su e vero sinistra, dell’ingranaggio conico 24.

La porzione illustrata dell’albero 19 è mostrajf .conje un elemento tubolare allungato lungo l’asse orizzontale x-x ed ha una superficie esterna che comprende sequenzialmente nella parte pertinente: ' una superficie cilindrica orizzontale rivolta verso l’esterno 32, una porzione esternamente filettata 33, una superficie anulare verticale 34 rivolta verso sinistra, una superficie cilindrica orizzontale 33 rivolta verso l’esterno, una superficie 36 rivolta verso l’esterno che definisce dei denti di scanalatura, una superficie cilindrica orizzontale 38 rivolta verso l’esterno, una superficie anulare verticale 39 rivolta verso sinistra ed una superficie cilindrica orizzontale 40 rivolta verso l’esterno e che continua da li’ verso il retro. Gli altri dettagli dell’albero 19 sono ritenuti secondari per una comprensione fondamentale dell’invenzione e non sono stati illustrati. L’albero rotorico è atto a ruotare attorno all’asse x-x con velocità angolare da 0 a circa 46000 giri al primo.

Il cuscinetto 21 è di tipo convenzionale ed è disposto in modo da circondare l'albero 19 cosi' che la faccia anulare verticale 42 d'estremità destra dell’anello interno 43 è disposta in modo da appoggiare contro la superficie 39 dell’albero. La superficie cilindrica orizzontale 44, rivolta verso l’interno, deU’anello interno è disposta in relazione affacciata di distanziamento stretto rispetto alla porzione d’estremità marginale destra della superficie 38.

L’ingranaggio conico 24 è mostrato come un elemento a speciale configurazione che circonda l’albero 19 ed ha la faccia anulare verticale 45 dell’estremità destra attestata contro la faccia 46 d’estremità sinistra deU’anello interno del cuscinetto. L’ingranaggio conico 24 ha i denti, rivolti verso l’alto e verso sinistra e indicati con 48, in impegno con i denti 49, rivolti verso il basso e verso destra, dell’ingranaggio ausiliario 25. L’ingranaggio conico 24 ha una superficie anulare esterna che comprende in sequenza:

una superficie troncoconica 50 rivolta verso l’alto e verso destra, un’altra superficie troncoconica 51 rivolta verso l’alto e verso destra ed una superficie cilindrica orizzontale 52 rivolta verso t’esterno che continua verso il retro da li’ fino a raggiungere la faccia d’estremità destra 45. Le varie porzioni della superficie esterna fra le superfici 50, 51 e 51, 52 sono mostrate come dolci transizioni continue. La superficie interna dell'ingranaggio conico 24 comprende in sequenza: una superficie troncoconica 53 rivolta verso l’interno e verso sinistra che si estende verso destra e verso l’interno a partire dai denti 48, una superficie orizzontale cilindrica 54 rivolta verso l’interno, una superficie anulare verticale 55 rivolta verso destra, una superficie cilindrica orizzontale 56 rivolta verso l’interno, una superficie anulare verticale 58 rivolta verso sinistra, una superficie cilindrica orizzontale 59 rivolta verso l’intemo, una superficie 60 rivolta verso l’interno che definisce dei denti di scanalatura ed una superficie cilindrica orizzontale 61 rivolta verso rinterno che continua verso destra per raggiungere la faccia 42 d’estremità destra. L’ingranaggio conico mostrato ha una connessione scanalata, indicata con 62, con l’albero 19 la quale è definita dai denti di scanalatura incastrati delle superfici 36 e 60. Cosi* l’ingranaggio conico viene fatto scorrere sull’albero 19 e viene spinto verso destra rispetto ad esso di modo che la faccia d'estremità destra 45 dell’ingranaggio conico appoggi contro la faccia d'estremità sinistra 46 deU'anello interno del cuscinetto.

Il dado 30 è mostrato come un elemento anulare a speciale configurazione avente una faccia anulare verticale 63 d’estremità sinistra, una faccia anulare verticale 64 d'estremità destra ed una superficie esterna a gradino che comprende in sequenza una superficie poligonale 65, una superficie anulare verticale d'appoggio 66 rivolta verso destra; ed una superficie cilindrica orizzontale 68 rivolta verso l’esterno che continua verso destra per raggiungere la faccia d’estremità destra 64. La superficie interna del dado è mostrata con una porzione 69 internamente filettata che si estende verso destra a partire dalla faccia d’estremità sinistra 63 e con una superficie troncoconica 70 rivolta verso destra e verso l’interno che continua poi per raggiungere la faccia d’estremità destra 64. Il dado è avvitato sulla filettatura 33 deU’albero 19 ed è selettivamente serrato fino a che la faccia d’estremità destra 64 del dado appoggia contro la porzione d’estremità marginale interna della superficie d’appoggio 58 dell’ingranaggio conico.

Con riferimento ora alle figura 2-5, lo smorzatore 29 è mostrato come un tubo cilindrico orizzontalmente allungato interposto a compressione fra l’ingranaggio conico 24 e il dado 30. Come meglio mostrato in figura 4, lo smorzatore ha una faccia anulare verticale 71 d’estremità sinistra, una faccia anulare verticale 72 d’estremità destra, una superficie esterna cilindrica orizzontale 73 ed una superficie interna cilindrica orizzontale 74. Il margine interno della faccia d’estremità sinistra 71 dello smorzatore è disposta in modo da impegnare la superficie d’appoggio 66 del dado. La faccia d’estremità destra 72 dello smorzatore è disposta in modo da impegnare la superficie d’appoggio 58 dell’ingranaggio conico. La superficie interna 74 dello smorzatore 6 distanziata dalla superficie 68 del dado per creare fino a circa 0,05 mm (2 mil) di massimo gioco diametrale onde impedire un indesiderato squilibrio dovuto ad eccentricità dello smorzatore 29. Un minimo gioco diametrale di circa 0,0127 mm (1/2 mil) è preferito onde impedire un bloccaggio dello smorzatore 29 e onde consentire un movimento circonferenziale non impedito.

Come meglio mostrato nelle figure 3-5, la forma preferita dello smorzatore 29 é realizzata con due file assialmente distanziate di feritoie passanti circonferenzialmente distanziate mentre ci sono tre di tali feritoie in ciascuna fila. Le due file sono preferibilmente realizzate nella porzione centrale dello smorzatore mentre le feritoie della fila sinistra sono disposte alla sinistra del punto assialmente mediano dello smorzatore e mentre le feritoie della fila destra sono disposte alla destra di tale punto mediano. Cosi’ nella preferita realizzazione le file sinistra e destra di feritoie sono centrate attorno a tale punto mediano. Le feritoie della fila sinistra sono indicate rispettivamente con 75 ed i pieni o interruzioni fra di esse sono rispettivamente indicati come 76. Similmente le feritoie della fila destra sono rispettivamente indicate con 78 ed i pieni o interruzioni fra di esse sono rispettivamente indicati con 79. Le feritoie di ciascuna fila occupano rispettivamente degli archi di circa 110 mentre le porzioni piene di interruzione occupano archi di circa 10? Le feritoie ed i pieni delle due file sono ugualmente dimensionati e proporzionati ma sono circonferenzialmente sfalsati l'uno rispetto all’altro come mostrato in figura 5. Se desiderato tali feritoie possono essere ottenute mediante una convenzionale lavorazione * a scarica elettrica. Lo scopo di queste file di feritoie è quello di rendere lo smorzatore flessibile a compressione in direzione assiale. Cosi’ lo smorzatore ha un'elasticità relativamente bassa nella direzione assiale.

Lo smorzatore è montato sull’assieme rotorico come mostrato in figura 2 con la faccia d’estremità destra 72 che impegna la .superficie d’appoggio 58 dell’ingranaggio conico e con la faccia d’estremità sinistra 7 1 attestata contro la superficie d’appoggio 66 del dado. Lo smorzatore è formato in modo d’avere una particolare lunghezza assiale non compressa ed il dado è configurato in modo da avere una predeterminata più piccola dimensione assiale fra la faccia d’estremità destra 64 e la superficie d’appoggio 66. Quindi, quando il dado viene avvitato sul rotore di modo che la faccia d'estremità del dado impegni a fondo la superficie 58 dell’ingranaggio conico, lo smorzatore viene assialmente compresso di una misura nota (cioè la differenza tra la lunghezza libera assiale non compressa dello smorzatore e la distanza assiale fra la superficie d’appoggio 66 e la faccia d'estremità 64 del dado). L’elasticità dello smorzatore, accoppiata alla sua compressione assiale in misura nota, fa si che le facce d’estremità sinistra e destra dello smorzatore esercitino una forza di precarico su ciascuna delle superfici d’appoggio rispettivamente 66 e 58 del dado e dell’ingranaggio conico. In una specifica realizzazione, Io smorzatore è configurato in modo che tale forza di precarico sia di circa 44, SN (10 libbre). La forza di precarico viene scelta in modo da dare un massimo smorzamento per ciascuna applicazione.

Inoltre lo smorzatore 29 è configurato e dimensionato in modo che il valore di tale forza di precarico, il coefficiente di attrito fra le facce d’estremità dello smorzatore e le affacciate superfici di appoggio ed il momento d’inerzia polare dello smorzatore siano tali che entrambe le facce di estremità 71 e 72 dello smorzatore 29 "slittino” o scivolino rispetto alle superfici d'appoggio 58 e 66 quando il rotore viene eccitato a torsione dall’ingraggio conico 24 durante l'avviamento onde smorzare cosi’ le vibrazioni trasmesse dall’ingraggio conico attraverso l'albero o attraverso altra struttura che conduce le vibrazioni fino alla porzione eccitabile del rotore, quale le palette della quinta fila.

Specificamente il perfezionato assieme rotorico 12 secondo la realizzazione esemplificativa preferita dell'invenzione comprende lo smorzatore 29 che dissipa per attrito l’energia di eccitazione vibrazionale e che comprende in modo predeterminato una flessibilità assiale sufficente a rendere pratico lo smorzatore 29 senza compromettere l’integrità strutturale quando funziona ad un’elevata velocità di rotazione fino a circa 46000 giri al primo.

Lo smorzamento viene ottenuto scegliendo il momento d’inerzia polare dello smorzatore 29 e la forza d’attrito fra lo smorzatore 29 e le superfici d’appoggio 58 e 66 in modo da provocare un deliberato slittamento torsionale relativo fra di essi quando l'ingranaggio conico 24 viene eccitato a vibrazione ad una predeterminata frequenza quale quella che si verifica a causa della eccitazione a 38/giro dell’ingranaggio conico 24.

Ad una tale condizione di eccitazione, l’ingranaggio conico 24, l’albero 19 ed il dado 30 vibrano o oscillano torsionalmente e lo smorzatore 29 tende a contrastare tale vibrazione a causa del suo momento d'inerzia polare. Se le forze d’attrito fra lo smorzatore 29 e le superfici d’appoggio 58 e 66 sono relativamente basse, lo smorzatore 29 tende a rimanere alla velocità nominale di rotazione dell’albero 19 ed a non seguire il movimento vibrazionale dell’ingranaggio conico 24. Se le forze d'attrito solo relativamente elevate, lo smorzatore 29 segue l’ingranaggio conico 24 e vibra con esso e non si verifica un efficace smorzamento. Se si ha un moderato valore di attrito, tale attrito dissipa l’energia di vibrazione torsionale a causa dello slittamento torsionale fra lo smorzatore 29 e le superfici d’appoggio

Perciò il momento d’inerzia polare ed il precarico assiale dello smorzatore 29 vengono scelti secondo un compromesso onde assicurare che la resistenza alle forze di torsione dovuta al momento d’inerzia polare diventi più grande delle forze d’attrito dovute al precarico assiale dello smorzatore 29 e]la predeterminata condizione che provoca l'eccitazione torsionale. In tale condizione il contatto fra lo smorzatore 29 e le superfici d’appoggio 58 e 66 è tale da consentire uno slittamento torsionale che dissipa per attrito l'energia d’eccitazione.

In una preferita realizzazione il momento d’inerzia polare ha un valore di

Un accurato valore di precarico assiale sullo smorzatore 29 è richiesto per assicurare uno slittamento dello smorzatore 29 ad un predeterminato livello di vibrazione torsionale. Sebbene lo smorzatore 29 possa essere non intagliato, sarebbe relativamente rigido assialmente e le tolleranze dimensionali dello smorzatore 29 rispetto alle superfici d’appoggio 38 e 66, richieste per assicurare un predeterminato precarico assiale, sarebbero sostanzialmente piccole e non pratiche. 11 precarico assiale potrebbe anche essere generato utilizzando un addizionale mezzo di spinta elastica ma ciò risulterebbe in tal modo relativamente più complesso e dovrebbe essere maggiormente efficiente alle velocità di rotazione relativamente elevate.

In accordo con la preferita realizzazione, le feritoie 75 e 78 vengono fatte in modo da realizzare un elemento (cioè lo smorzatore 29) che non soltanto assicuri uno smorzamento per attrito ma che ha anche un’inerente flessibilità assiale relativa a causa delle feritoie 75 e 78. La flessibilità assiale consente una compressione assiale dello smorzatore 29 fra le superfici d’appoggio sufficiente ad assicurare un valore accurato e relativamente basso di forza di precarico assiale. Per esempio la forza di precarico assiale di 44, 5N (10 libbre) della preferita realizzazione è stata ottenuta comprimendo assialmente lo smorzatore 29 fra le superfici d’appoggio 58 e 66 nella misura di 0,254 mm (10 mil).

Poiché le feritoie 75 e 78 sono orientate nella direzione circonferenziale, non viene generata una indesiderabile sollecitazione sullo smorzatore sotto i forti carichi centrifughi che si hanno alle elevate velocità di rotazione fino a circa 46000 giri/primo. Inoltre lo smorzatore 29 conserva un’adeguata integrità strutturale e mantiene un precarico costante a tutte le velocità.

Il perfezionato assieme rotorico del motore e lo smorzatore possono ammettere molti cambiamenti e modifiche. Per esempio se desiderato, lo smorzatore può essere munito di più di due file assialmente distanziate di feritoie circonferenzialmente distanziate ed esse possono essere non necessariamente disposte simmetricamente rispetto al punto mediano assiale dello smorzatore. Le feritoie di ciascuna fila possono essere realizzate mediante taglio a sega o in altro modo a piacere. Vari distanziatori (non mostrati) potrebbero essere utilizzati fra Γ ingranaggio conico 24 e l’anello interno 43 del cuscinetto e/o fra l’anello interno 43 e l’albero 19. Le superfici impegnate dello smorzatore, del dado e dell’ ingranaggio conico (cioè le superfici 66, 71 e le superfici 72, 58) possono essere opportunamente finite (cioè lucidate, irruvidite, ecc.) in modo da determinarvi un prescelto coefficente d’attrito.

Mentre sono state qui descritte quelle che si considerano le preferite realizzazioni della presente invenzione, altre modifiche dell’invenzione risulteranno evidenti agli esperti del ramo dagli insegnamenti qui dati e si desiderano perciò proteggere con le rivendicazioni che seguono tutte quelle modifiche che ricadono entro il vero spirito ed il campo dell’invenzione.

Claims (20)

1. RIVENDICAZIONI 1. Turbomotore a gas avente un assieme rotorico montato a rotazione entro uno statore, dove una prima porzione di detta assieme rotorico può essere eccitata a vibrazione tramite l’applicazione di una fonte di vibrazioni di una particolare frequenza ad una seconda porzione di detto assieme rotorico, il perfezionamento comprendente: uno smorzatore inerziale montato su detto assieme rotorico in modo da esercitare una predeterminata forza su detta seconda porzione dell’assieme rotorico, dove il momento d’inerzia polare di detto smorzatore ed il valore di detta predeterminata forza vengono scelti cooperativamente in modo da smorzare effettivamente le vibrazioni torsionali trasmesse a detta prima porzione di detto rotore da detta seconda porzione di detto rotore a detta frequenza.
2. 2. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione I, dove detto assieme rotorico ha una pluralità di file di palette circonferenzialmente distanziate e dove detta prima porzione del rotore è una fila di dette palette.
3. 3. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 2, dove detto assieme rotorico ha almeno 5 di dette file, dove le dimensioni delle palette di ciascuna fila diminuiscono progressivamente in una direzione che si allontana dalla prima di dette file e dove detta prima porzione dell'assieme rotorico è la quinta di dette file.
4. 4. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 1, dove detta seconda porzione dell’assieme rotorico è un ingranaggio conico .
5. 5. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 4, dove detto motore ha un albero ausiliario disposto lungo un asse che è obliquo rispetto all’asse di rotazione di detto assieme rotorico e dove detto ingranaggio conico è accoppiato a rotazione a detto albero ausiliario.
6. 6. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 4, dove detto ingranaggio conico ha una superficie d’appoggio e dove detto smorzatore ha una prima superficie disposta in modo da impegnare ad attrito detta superficie (l’appoggio deli’ingranaggio conico in modo tale da realizzarvi un contatto allentatale.
7. 7. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 6 ed ulteriormente comprendente un dado avvitato su detto assieme rotorico, dove detto dado ha una superficie d’appoggio disposta in modo da essere affacciata a detta superficie d’appoggio deU’ingranaggio conico e dove detto smorzatore ha una seconda superficie disposta in modo da impegnare ad attrito detta superficie d’appoggio del dado in modo tale da realizzarvi un contatto allentabile.
8. 8. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 7, dove detto smorzatore è un tubo cilindrico trattenuto a compressione fra dette superfici d’appoggio del dado di Ingranaggio conico.
9. 9. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 8, dove detto tubo i assialmente flessibile ed ha una lunghezza assiale indeformata e dove detto dado ha una superficie d’estremità disposta in modo da impegnare una porzione di detto ingranaggio conico per far si che dette superfici d’appoggio dell’ingranaggio conico e del dado siano distanziata Tyna dall’altra di una predeterminata misura e per far si che detto smorzatore eserciti detta predeterminata forza su dette superfici d’appoggio del dado e dell'ingranaggio conico.
10. 10. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 9, dove detto tubo ha almeno due file assialmente distanziate di feritoie circonferenzialmente distanziate.
11. 11. Turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 10, dove le feritoie di ciascuna fila sono sfalsate circonferenzialmente rispetto alle feritoie di ciascuna fila adiacente.
12. 12. Smorzatore inerziale atto ad essere montato sull’assieme retorico di un turbomotore a gas per smorzare l’eccitazione vibrazionale di una sua prima porzione attribuibile all’applicazione di una fonte di vibrazioni di una particolare frequenza ad una sua seconda porzione, dove detto assieme retorico ha una prima superficie d'appoggio disposta su detta seconda porzione dell’assieme rotorico ed ha una seconda superficie d'appoggio disposta in relazione affacciata distanziata rispetto a detta prima superficie d’appoggio, dove detto smorzatore comprende: ! un tubo cilindrico configurato in modo da essere assialmente flessibile ed atto ad essere compresso assialmente fra dette superfici di appoggio prima e seconda, dove detto tubo è configurato e dimensionato in modo che il momento d’inerzia polare di detto tubo e la forza atta ad essere esercitata da detto tubo su ciascuna di dette superfici d’appoggio smorzano effettivamente per attrito le vibrazioni di detta prima porzione dell’assieme rotorico, vibrazione attribuibile alia fonte di vibrazioni a detta frequenza applicate a detta seconda porzione dell’assieme rotorico.
13. 13. Smorzatore inerziale come descritto in rivendicazione 12, dove detto tubo ha una pluralità di file di feritoie circonferenzialmente distanziate.
14. 14. Smorzatore inerziale come descritto in rivendicazione 13, dove detto tubo ha due di dette file.
15. 15. Smorzatore inerziale come descritto in rivendicazione 14, dove una di dette file è posta su un lato del punto assialmente mediano di detto tubo e dove l’altra di dette file è posta sull’altro lato di detto punto assialmente mediano.
16. 16. Smorzatore inerziale come descritto in rivendicazione 14, dove le interruzioni fra le feritoie di una di dette file sono circonferenzialmente sfalsate rispetto alle interruzioni fra le feritoie dell'altra di dette file.
17. 17. Assieme rotorico di turbomotore a gas comprendente: un albero comprendente un ingranaggio conico ed una pluralità di file di palette circonferenzialmente distanziate, dove detto ingranaggio conico ha una prima superficie d'appoggio, le palette di una di dette file possono essere eccitate a vibrazione per l’applicazione di una fonte di vibrazioni con una particolare frequenza a detto ingranaggio conico; un dado montato su detto albero ed avente una seconda superficie d’appoggio disposta in relazione distanziata rispetto a detta prima superficie d'appoggio; uno smorzatore inerziale avente una faccia di estremità disposta in modo da impegnare ad attrito detta prima superficie d’appoggio ed avente una seconda faccia d’estremità disposta in modo da impegnare ad attrito detta seconda superficie d’appoggio, dove detto smorzatore ha un grado di elesticità assiale e viene deformato a compressione fra dette superfici d'appoggio di modo che detto smorzatore esercita una predeterminato a forza su ciascuna di dette superfici d'appoggio, dove detto smorzatore è configurato e dimensionato in modo che il momento d’inerzia polare di detto smorzatore, il coefficiente d’attrito fra dette facce d'estremità e dette superfici d’appoggio e il valore di detta predeterminata forza smorzano effettivamente le vibrazioni trasmesse attraverso detto ingranaggio conico da detta fonte dì vibrazioni con detta particolare frequenza a detto ingranaggio conico.
18. 18. Assieme rotorico di turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 17, dove detto smorzatore è un tubo cilindrico avente la sua superficie cilindrica rivolta verso l’interno distanziata dalla porzione vicina di detto assieme rotorico.
19. 19. Assieme rotorico di turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 18, dove detto tubo ha almeno due file assialmente distanziate di feritoie circonferenzialmente distanziate.
20. 20. Assieme rotorico di turbomotore a gas come descritto in rivendicazione 19, dove le feritoie di ciascuna fila sono sfalsate circonferenzialmente rispetto alle feritoie di un’adiacente fila.