A Curvic-Coupling Development for the Turbopump Application

터보펌프용 커빅커플링의 개발

Development of a curvic-coupling was presented in this paper. The research covers design, structural analysis, hot-temperature-torsion-test, curvic-coupling applied proto-type turbine disk manufacturing, and assembly test of a curvic-coupling rotor system for the turbopump application. Curvic-coupling was designed based on the Gleason-standard-tooth shape. The load capability of the designed curvic coupling was validated by the structural analysis and hot-temperature-torsion-test. A proto-type turbine disk which had adopted designed curvic-coupling was manufactured, assembled and tested to reveal that shaft-disk assembly run-outs in axial and radial directions were much smaller than the design requirements. The development will be finalized after spin test of shaft-disk assembly in near future.

본 연구에서는 커빅커플링의 설계, 구조해석, 고온 비틀림시험 및 실형상 축-디스크를 제작/조립성 검토를 통해 터보펌프 터빈에의 적용 가능성을 타진하였다. 커플링의 치형은 Gleason 치형을 기본형상으로 하여 설계운용조건의 1.5배의 토크값을 기준으로 설계를 진행하였다. 구조해석 및 고온비틀림 시험을 통해 하중조건하의 안정성을 확인하였으며 특히 비틀림시험 후 커플링의 변형은 미미함을 확인하였다. 커빅커플링을 적용한 실형상 디스크 제작 및 조립시험을 통해 설계요구조건을 하회하는 디스크의 외주 및 축방향 흔들림 그리고 조립재현성을 확인하였다.