Рабочее колесо осевой турбомашины

 

Использование: турбомашиностроение. Сущность изобретения: рабочее колесо осевой турбомашины содержит установленные на диске 4 лопатки (Л) 3 и охватывающее их бандажное кольцо (К) 2, связанное с Л 3 соединением типа выступ-впадина. Выступ 1 выполнен в виде цапфы на К 2 или на торце Л 3, а впадина - в виде ответного по форме цапфы отверстия соответственно по периферии Л 3 или на К 2. 3 ил.

союз сОВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1801173 АЗ (я)» Г 01 0 5/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ (2". 4780979/06 (22 11.01.90 (46 07,03.93. Бюл. М 9 (72 M Ñ.Êóêóøêèí, М.M.Êóêóøêèí и B.Ý,×åжегов (73) М,C.Êóêóøêèí, М.М.Кукушкин и В.З.ЧежеГов (56) Патент США М 4918840, кл, 416 — 190, опублик. 1975.

- (54) РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ОСЕВОЙ ТУРБОМАШйны (57) ИспользоЪание: турбомашиностроение.

Сущность изобретения; рабочее колесо осевой турбомашины содержит установленные на диске 4 лопатки (Л) 3 и охватывающее их бандажное кольцо (К) 2, связанное с Л 3 соединением типа "выступ-впадина". Выступ 1 выполнен в виде цапфы на К 2 или на торце Л 3, а впадина — в виде ответного по форме цапфы отверстия соответственно по периферии Л 3 или на К 2. 3 ил.

1801173

Изобретение относится к роторам осевых лопастных машин и может быть использовано при создании вентиляторов, осевых компрессоров, паровых и газовых турбин, Цель изобретения — повышение надежности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочем колесе осевой турбомашины, содержащем установленные на диске лопатки и охватывающее по их периферии замкнутое бандажное кольцо, связанное с лопатками соединением типа "выступ-впадина", выступ выполнен в виде цапфы на бандажном кольце или торце лопатки, а впадина в виде ответного по форме цапфы отверстия соответственно на периферии лопатки или на бандажном кольце.

На фиг.1 изображен вариант рабочего колеса осевой турбомашины с цапфами 1, выполненными на внутренней поверхности бандажного кольца 2 и входящими в ответные отверстия на торцах рабочих лопаток 3 корпуса дискового типа 4.

На фиг,2 изобра>кен вариант выполне ния рабочего колеса осевой турбомашины, когда цапфы 1 на торцах рабочих лопаток 3 входят в ответные отверстия бандажного кольца 2.

На фиг.3 цапфы 1 выполнены в форме корневого сечения рабочих лопаток 3.

При вращении ротора под действием центробе>кной силы масс самой лопатки 3 в ее сечениях возникают растягивающие напряжения. У лопаток с полкой центробежная сила последней производит дополнительное нагружение пера, что приводит к необходимости ограничения либо частоты вращения, либо температуры газа, т,е, к снижению соответственно работы или надежности конструкции. 8 предлагаемом рабочем колесе осевой турбомашины бандажное кольцо 2 не скреплено в радиальном направлении с рабочими лопатками 3 и, следовательно, не осуществляется их дополни.тельное нагружение. При этом, конечно же, должна быть обеспечена прочность самого бандажного кольца 2. Появление таких материалов как углерод-углерод, работающих при температурах до 2000 С, и однонаправ5 ленных пластиков, длительно работающих при температурах до 200 С, решает эту задачу.

Так как подобные материалы обладают значительным модулем упругости и меньшим, чем стали и сплавы, значением коэффициента линейного расширения, то оказывается возможным обеспечить радиальное перемещение бандажного кольца меньшим по величине, чем радиальное перемещение конца рабочей лопатки, При этом при работе в лопатке в районе торца возникают сжимающие напряжения, а в других частях уменьшаются растягивающие напряжения.

20 При вращении ротора цапфы 1, входящие в ответные отверстия соответственно лопатки 3 и замкнутого бандажного кольца

2, препятствуют окружному и осевому сме.щению последнего, т.е. обеспечивают его

25 фиксацию.

Выполнение рабочего колеса осевой турбомашины предложенным способом приводит к снижению максимальных напряжений растяжения в корневом сечении ло30 патки на 13,93 и уменьшению контурной нагрузки диска на 7,81 .

Формула. изобретен и я.

Рабочее колесо осевой турбомашины, 35 содержащее установленные на диске лопатки и охватывающее по их периферии замкнутое банда>кное кольцо, связанное с лопатками соединением типа выступ-впадина, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что. с целью

40 повышения надежности конструкции, выступ выполнен в виде цапфы на банда>кном кольце или- торце лопатки, а впадина — в виде ответного по форме цапфы отверстия соответственно на периферии лопатки или

"5 на бандажном кольце.

1801173

Составитель В,Чежегов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор .Л.Пилипенко

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101

:Заказ 1188 . Тираж Подписное

ВНИЙПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5