Крепление турбинной лопатки для турбомашины



Крепление турбинной лопатки для турбомашины
Крепление турбинной лопатки для турбомашины

 


Владельцы патента RU 2562687:

СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)

Крепление турбинной лопатки содержит канавку для лопатки и хвостовик лопатки, расположенный в канавке. Хвостовик лопатки имеет расположенную на стороне конца в направлении оси вращения ротора вершину хвостовика лопатки. Хвостовик лопатки содержит крепежные зубцы для введения в соответствующие выемки в роторе, причем зубцы расположены друг за другом вдоль протяженности направленной к вершине хвостовика лопатки, а их высота увеличивается к указанной вершине. Крепежные зубцы имеют вершину крепежного зубца, а хвостовик турбинной лопатки между крепежными зубцами имеет дно впадины крепежных зубцов. Крепежный зубец имеет боковую поверхность между дном впадины крепежных зубцов и вершиной крепежного зубца. Между боковой поверхностью и соответствующей несущей боковой поверхностью в канавке для лопатки образован зазор несущей боковой поверхности. Зазор несущей боковой поверхности на крепежном зубце, который ближе всего к вершине хвостовика лопатки, по существу равен нулю, а зазоры несущей боковой поверхности между другими боковыми поверхностями и соответствующими несущими боковыми поверхностями увеличиваются к перу лопатки. Изобретение позволяет повысить надежность крепления турбинной лопатки. 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к креплению турбинной лопатки с пером лопатки, содержащему хвостовик лопатки и канавку для лопатки, при этом хвостовик лопатки расположен в канавке для лопатки, при этом хвостовик лопатки содержит, по меньшей мере, два крепежных зубца, которые предназначены для введения в соответствующие выемки в роторе.

В турбомашинах, в частности паровых турбинах, энергия потока среды преобразуется в энергию вращения ротора. Для этого ротор содержит множество турбинных лопаток, которые имеют такую форму, что термическая энергия потока среды превращается в энергию вращения ротора. В паровых турбинах среда является водяным паром.

Кроме того, турбомашины имеют, наряду с расположенными на роторе турбинными лопатками, также расположенные на корпусе турбинные лопатки. Расположенные на роторе турбинные лопатки называются рабочими турбинными лопатками, а расположенные на корпусе турбинные лопатки - направляющими турбинными лопатками. Турбинные рабочие лопатки имеют хвостовики лопаток, с помощью которых турбинные рабочие лопатки закреплены на роторе. Для этого хвостовики лопаток выполнены так, что они входят в соответствующие выемки внутри ротора. При этом внутренний контур выемки соответствует наружному контуру хвостовиков лопаток. В принципе известны две конструкции хвостовика лопатки, а именно конструкция в форме елочки и конструкция в форме ласточкиного хвоста.

Контур поперечного сечения хвостовика лопатки при конструкции в форме елочки имеет лежащую спереди в направлении вращения турбинной рабочей лопатки зону, а также лежащую сзади в направлении вращения зону, которые характеризуются волнообразным контуром. Возвышения такого волнообразного контура образуют в обеих зонах крепежные зубцы. Турбинные рабочие лопатки вставляются хвостовиками лопаток в соответствующие выемки внутри ротора. Для этого ротор имеет соответствующий хвостовику лопатки волнообразный контур.

Ротор с турбинными рабочими лопатками вращается при работе со сравнительно высокой частотой, например, 50 Гц или 60 Гц. Известно, что паровые турбины для соответствующих применений работают с более высокими частотами вращения. При возникающих при работе высоких температурах и частотах вращения возникают чрезвычайно большие термические и механические нагрузки. В частности, большим механическим нагрузкам подвергаются хвостовики турбинных рабочих лопаток. Возможно, что возникающие при работе колебания турбинных рабочих лопаток, которые передаются на хвостовики лопаток, приводят к трещинам в хвостовиках турбинных лопаток или в соответствующих выемках в роторе. Если возникает такая трещина, то велика вероятность дальнейшего увеличения трещины и в худшем случае повреждения всей турбомашины, если такая турбинная лопатка во время работы отделяется от ротора и вызывает повреждения, например, корпуса.

Было бы желательно иметь конструкцию хвостовика лопатки, при которой при возникновении трещины минимизируется увеличение трещины.

В соответствии с этим задачей изобретения является создание крепления хвостовика лопатки.

Эта задача решена с помощью крепления турбинной лопатки с пером лопатки, содержащего хвостовик лопатки и канавку для лопатки, при этом хвостовик лопатки расположен в канавке для лопатки, при этом хвостовик лопатки содержит, по меньшей мере, два крепежных зубца, которые предназначены для введения в соответствующие выемки в роторе, при этом высота крепежных зубцов увеличивается к вершине хвостовика лопатки, при этом крепежные зубцы имеют вершину крепежного зубца, причем хвостовик турбинной лопатки между крепежными зубцами имеет дно впадины крепежных зубцов, при этом крепежный зубец имеет между дном впадины крепежных зубцов и вершиной крепежного зубца боковую поверхность, причем между боковой поверхностью и соответствующей несущей боковой поверхностью в канавке для лопатки образован зазор несущей боковой поверхности, при этом зазор несущей боковой поверхности на крепежном зубце, который ближе всего к вершине хвостовика лопатки, по существу равен нулю, а зазоры несущей боковой поверхности между другими боковыми поверхностями и соответствующими несущими боковыми поверхностями увеличиваются к перу лопатки.

Предпочтительные модификации указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

Изобретение исходит из идеи отхода от конструкции хвостовика лопатки в форме елочки. В настоящее время крепежные зубцы выполняют так, что высота крепежных зубцов уменьшается к вершине хвостовика лопатки. При этом под высотой крепежных зубцов следует понимать пространственное прохождение в окружном направлении. В конструкции хвостовика лопатки согласно уровню техники крепежные зубцы выполняют с волнообразным контуром. При этом высота крепежных зубцов изменяется так, что от крепежного зубца к крепежному зубцу высота уменьшается к вершине хвостовика лопатки, так что последний крепежный зубец на вершине хвостовика лопатки имеет наименьшую высоту, а первый крепежный зубец, который расположен вблизи поверхности ротора, имеет наибольшую высоту.

Изобретение исходит из полностью другой конструкции, в соответствии с которой высота, как и прежде, изменяется от крепежного зубца к крепежному зубцу, однако, высота крепежных зубцов увеличивается к вершине хвостовика лопатки. Это приводит к тому, что расположенный на вершине лопатки крепежный зубец имеет наибольшую высоту, а лежащий ближе всего к поверхности ротора крепежный зубец имеет самую меньшую высоту.

В соответствии с расчетами, такая конструкция хвостовика лопатки приводит к тому, что при возникновении трещины в одном месте хвостовика лопатки возникает альтернативный путь прохождения напряжения, который уменьшает напряжения вокруг имеющейся трещины. Это приводит к тому, что напряжения в окружении трещины уменьшаются, при этом напряжения в зонах вне трещины повышаются. Поэтому увеличивается нагрузка не затронутых трещиной крепежных зубцов. Поскольку напряжения у трещины минимизируется, то почти предотвращается, соответственно, минимизируется тем самым дальнейшее нарастание трещины.

В одной предпочтительной модификации вершины крепежных зубцов расположены по существу вдоль соединяющей вершины прямой.

Новая конструкция отличается волнообразным контуром, при этом крепежные зубцы представляют по существу гребень волны и между крепежными зубцами образованы впадины волны. При этом вершины отдельных крепежных зубцов расположены вдоль соединяющей вершины прямой.

В другой предпочтительной модификации донья впадин крепежных зубцов расположены по существу вдоль соединяющей впадины прямой.

Эта конструкция приводит к тому, что возникают избыточные пути прохождения напряжения, если в хвостовике лопатки возникает трещина.

В другой предпочтительной модификации соединяющая вершины прямая расположена относительно соединяющей впадины прямой под углом между 2° и 10°, в частности между 1° и 12°. В этом диапазоне углов распределение напряжений при работе является оптимальным.

В другой предпочтительной модификации длина крепежных зубцов увеличивается к вершине хвостовика лопатки. В данном случае также, в противоположность к конструкции, согласно уровню техники длина крепежных зубцов изменяется так, что увеличивается длина вершины хвостовика лопатки. Согласно уровню техники длина крепежных зубцов, как правило, уменьшается к вершине хвостовика лопатки. Таким образом, в такой конструкции хвостовика лопатки имеется несколько крепежных зубцов, величина которых увеличивается от поверхности ротора к вершине хвостовика лопатки.

В другой предпочтительной модификаций между дном впадины крепежного зубца и боковой поверхностью образован внутренний радиус скругления, а между боковой поверхностью и вершиной крепежного зубца - наружный радиус скругления, при этом наружный радиус скругления меньше внутреннего радиуса скругления.

В новой конструкции лопатки силы должны действовать в хвостовике лопатки по возможности так, что в случае возникновения трещины затрудняется увеличение трещины. В частности, в радиусах скругления механические напряжения, как показывает практика, велики, так что согласно изобретению наружный радиус скругления меньше внутреннего радиуса скругления.

Предпочтительно наружный радиус скругления увеличивается к вершине хвостовика лопатки.

Предпочтительно внутренний радиус скругления увеличивается к вершине хвостовика лопатки.

Ниже приводится более подробное пояснение изобретения на основе примера выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

фиг. 1 - конструкция хвостовика лопатки согласно уровню техники;

фиг. 2 - крепление хвостовика лопатки согласно изобретению.

На фиг. 1 показана в разрезе часть турбинной лопатки, содержащей хвостовик 1 лопатки и неизображенное перо лопатки. Показанный на фиг. 1 хвостовик 1 лопатки выполнен с конструкцией елочки и образует уровень техники. Такой хвостовик 1 лопатки имеет в направлении вращения (стрелка 2) лежащую впереди зону 3 и лежащую сзади в направлении вращения зону 4. Хвостовик 1 лопатки согласно фиг. 1 имеет как в передней зоне 3, так и в задней зоне 4 три крепежных зубца 5. Крепежные зубцы 5 входят в имеющие соответствующий контур выемки внутри ротора, которые не изображены, за счет чего турбинная лопатка с помощью хвостовика 1 лопатки крепится на роторе.

Показанный на фиг. 1 хвостовик 1 лопатки выполнен по существу симметричным, т.е. в передней зоне 3 и в задней зоне 4 контур крепежных зубцов 5 выполнен по существу идентично. Крепежные зубцы 5 предназначены для введения в соответствующие выемки в роторе. Каждый крепежный зубец 5 имеет высоту Н. Крепежный зубец 5 имеет нарастающую боковую поверхность 6, вершину 7 крепежного зубца и спадающую боковую поверхность 8. Таким образом, контур хвостовика 1 лопатки можно назвать волнообразным, при этом между каждой вершиной 7 крепежного зубца расположено дно 9 впадины крепежного зубца. Вершины 7 отдельных крепежных зубцов 5 лежат в показанном на фиг. 1 примере в одну линию на соединяющей вершины прямой 10. В противоположность этому, донья 9 соответствующих впадин между крепежными зубцами 5 лежат на одной линии вдоль соединяющей впадины прямой 11.

Высота Н крепежного зубца 5 может быть определена в первом приближении как кратчайшее расстояние между вершиной 7 крепежного зубца и соединяющей впадины прямой 11.

Согласно уровню техники высота Н крепежных зубцов 4 уменьшается к вершине 12 хвостовика лопатки.

На фиг. 2 показан выполненный в соответствии с изобретением хвостовик 1 лопатки. Для наглядности показан лишь контур хвостовика 1 лопатки в передней зоне 3. Задняя зона 4 может быть выполнена, соответственно, симметрично. Отличие от показанного на фиг. 1 хвостовика 1 лопатки состоит, среди прочего, в том, что высота Н крепежных зубцов 5 увеличивается к вершине 5 хвостовика лопатки.

Показанные на фиг. 2 крепежные зубцы 5 имеют по существу форму трапеции, т.е. нарастающая боковая поверхность 6 и спадающая боковая поверхность 8 выполнены прямыми. Вершина 7 крепежных зубцов и донья 9 впадин крепежных зубцов лежат, как показано на фиг. 2, на прямой линии. В альтернативном варианте выполнения крепежные зубцы могут иметь волнообразную форму, как показано на фиг. 1. Высота Н определяется в показанном на фиг. 2 примере выполнения примерно от середины прямой, на которой расположена вершина 7 крепежного зубца, до соединяющей впадины прямой 11. Высоту Н можно также определять в передней переходной зоне 13 или от задней переходной зоны 14 до соединяющей впадины прямой 11.

Показанный на фиг. 2 хвостовик 1 лопатки имеет форму елочки, которая не изображена на фиг. 2 полностью. Вершины 7 крепежных зубцов лежат на боковой поверхности 15 крепежных зубцов, которая выполнена по существу параллельно соединяющей вершины прямой 10. В показанном на фиг. 2 примере выполнения боковые поверхности 15 крепежных зубцов лежат на соединяющей вершины прямой 10. Соединяющая впадины прямая 11 и соединяющая вершины прямая 10 образуют друг с другом угол α, который лежит между 2° и 10°. Для пояснения угла α на фиг. 2 показана вспомогательная прямая 30, которая расположена параллельно соединяющей вершины прямой 10. В альтернативных вариантах выполнения угол α может составлять между 1° и 12°. Хвостовик 1 лопатки имеет выполненную на стороне конца в направлении оси вращения ротора 19 вершину 12 хвостовика лопатки. Хвостовик 1 лопатки имеет, по меньшей мере, два расположенных друг за другом вдоль направленной к вершине 12 хвостовика лопатки длины крепежных зубца 5.

Наряду с высотой Н крепежных зубцов 5, дополнительно изменяется длина L крепежных зубцов 5 к вершине 12 хвостовика лопатки. Длина L крепежного зубца 5 определяется, как показано на фиг. 2, от места пересечения между нарастающей боковой поверхностью 6 и соединяющей впадины прямой 11 до места пересечения спадающей боковой поверхности 8 и соединяющей впадины прямой 11. Как показано на фиг. 2, длина крепежных зубцов 5 увеличивается к вершине хвостовика лопатки.

Передняя переходная зона 13 и/или задняя переходная зона 14 могут быть округлены по радиусу.

Хвостовик 1 лопатки притерт в роторе 19 в канавке 18 для лопатки. Это означает, что боковая поверхность 6 соответствующего крепежного зубца 5 прилегает к несущей боковой поверхности 20.

Между дном 9 впадины крепежного зубца и вершиной 7 крепежного зубца образована боковая поверхность 6. Между дном 9 впадины крепежного зубца и боковой поверхностью 6 образован внутренний радиус 16 скругления. Кроме того, между боковой поверхностью 6 и вершиной 7 крепежного зубца образован наружный радиус 17 скругления, при этом наружный радиус 17 скругления меньше внутреннего радиуса 16 скругления. Это приводит к оптимальному распределению путей напряжений. Таким образом, в переходной зоне 14 образован наружный радиус 17 скругления, соответственно, внутренний радиус 16 скругления, который согласно изобретению является различным. В первом варианте наружный радиус 17 скругления меньше внутреннего радиуса 16 скругления. Во втором варианте наружный радиус 17 скругления может быть больше внутреннего радиуса 16 скругления.

Кроме того, наружный радиус 17 скругления увеличивается к вершине 12 хвостовика лопатки. Это означает, что наружный радиус 17 скругления увеличивается от крепежного зубца 5 к крепежному зубцу 5 к вершине 12 хвостовика лопатки. Внутренний радиус 16 скругления также увеличивается от крепежного зубца 5 к крепежному зубцу 5 к вершине 12 хвостовика лопатки.

В альтернативных вариантах выполнения внутренний радиус 16 скругления может уменьшаться к вершине 12 хвостовика лопатки от крепежного зубца 5 к крепежному зубцу 5. В альтернативном варианте выполнения наружный радиус 17 скругления также уменьшается от крепежного зубца 5 к крепежному зубцу 5 к вершине 12 хвостовика лопатки.

Кроме того, хвостовик 1 лопатки выполнен так, что боковая поверхность 6 прилегает в канавке 18 для лопатки к соответствующей несущей боковой поверхности 20. Таким образом, между боковой поверхностью 6 и несущей боковой поверхностью 20 образован зазор 21, 22, 23 несущей боковой поверхности. Для оптимального распределения путей напряжений при установке хвостовика 1 лопатки, зазор 21 несущей боковой поверхности первоначально выполняется так, что крепежный зубец 5, который является ближайшим к вершине 12 хвостовика лопатки, непосредственно прилегает к несущей боковой поверхности 20. Это означает, что имеется контакт между боковой поверхностью 6 и несущей боковой поверхностью 20. В этом варианте хвостовик 1 лопатки выполнен так, что зазоры 22 и 23 несущей боковой поверхности становятся больше. Это означает, что в направлении от вершины 12 хвостовика лопатки к перу лопатки зазоры 22 и 23 несущей боковой поверхности крепежных зубцов 5 увеличиваются.

В первом альтернативном варианте выполнения зазоры 22 и 23 несущей боковой поверхности выполнены одинаковыми.

В другом альтернативном варианте выполнения зазор 23 несущей боковой поверхности выполнен так, что по существу нет зазора 23 несущей боковой поверхности. Это означает, что при установке крепежный зубец 5, который соответствует зазору 23 несущей боковой поверхности, прилегает к ней. В этом альтернативном варианте выполнения зазоры 22 и 21 несущей боковой поверхности увеличиваются в направлении вершины 12 хвостовика лопатки.

В другом альтернативном варианте выполнения прилегает крепежный зубец 5, который соответствует зазору 22 несущей боковой поверхности, при этом зазоры 21 и 23 несущей боковой поверхности отличаются от нуля.

1. Крепление турбинной лопатки с пером лопатки, содержащее хвостовик (1) лопатки и канавку (18) для лопатки, при этом хвостовик (1) лопатки расположен в канавке (18) для лопатки,
при этом хвостовик (1) лопатки содержит, по меньшей мере, два крепежных зубца (5), которые предназначены для введения в соответствующие выемки в роторе,
при этом хвостовик (1) лопатки имеет расположенную на стороне конца в направлении оси вращения ротора вершину (12) хвостовика лопатки,
при этом хвостовик (1) лопатки имеет, по меньшей мере, два расположенных друг за другом вдоль направленной к вершине (12) хвостовика лопатки протяженности крепежных зубца (5),
отличающийся тем, что высота (Н) крепежных зубцов (5) увеличивается к вершине (12) хвостовика лопатки, при этом крепежные зубцы (5) имеют вершину (7) крепежного зубца, причем хвостовик (1) турбинной лопатки между крепежными зубцами (5) имеет дно (9) впадины крепежных зубцов, при этом крепежный зубец (5) имеет между дном (9) впадины крепежных зубцов и вершиной (7) крепежного зубца боковую поверхность (6), причем между боковой поверхностью (6) и соответствующей несущей боковой поверхностью (20) в канавке (18) для лопатки образован зазор (21) несущей боковой поверхности, при этом зазор (21) несущей боковой поверхности на крепежном зубце (5), который ближе всего к вершине (12) хвостовика лопатки, по существу равен нулю, а зазоры (21) несущей боковой поверхности между другими боковыми поверхностями (6) и соответствующими несущими боковыми поверхностями (20) увеличиваются к перу лопатки.

2. Крепление турбинной лопатки по п. 1, в котором хвостовик (1) лопатки выполнен в виде хвостовика в форме елочки.

3. Крепление турбинной лопатки по п. 1, в котором вершины (7) крепежных зубцов расположены по существу вдоль соединяющей вершины прямой (10).

4. Крепление турбинной лопатки по п. 1, в котором донья (9) впадин крепежных зубцов расположены по существу вдоль соединяющей впадины прямой (11).

5. Крепление турбинной лопатки по п. 3, в котором донья (9) впадин крепежных зубцов расположены по существу вдоль соединяющей впадины прямой (11).

6. Крепление турбинной лопатки по п. 3, в котором соединяющая вершины прямая (10) расположена относительно соединяющей впадины прямой (11) под углом α между 2° и 10°.

7. Крепление турбинной лопатки по п. 4, в котором соединяющая вершины прямая (10) расположена относительно соединяющей впадины прямой (11) под углом α между 2° и 10°.

8. Крепление турбинной лопатки по любому из пп. 1-7, в котором длина (L) крепежных зубцов увеличивается к вершине (12) хвостовика лопатки.

9. Крепление турбинной лопатки по любому из пп. 1-7, в котором между боковой поверхностью (6) и вершиной (7) крепежного зубца образован наружный радиус (17) скругления, при этом между дном (9) впадины крепежного зубца и боковой поверхностью (6) образован внутренний радиус (16) скругления, при этом наружный радиус (17) скругления меньше внутреннего радиуса (16) скругления.

10. Крепление турбинной лопатки по п. 8, в котором между боковой поверхностью (6) и вершиной (7) крепежного зубца образован наружный радиус (17) скругления, при этом между дном (9) впадины крепежного зубца и боковой поверхностью (6) образован внутренний радиус (16) скругления, при этом наружный радиус (17) скругления меньше внутреннего радиуса (16) скругления.

11. Крепление турбинной лопатки по п. 9, в котором наружный радиус (17) скругления увеличивается к вершине (12) хвостовика лопатки.

12. Крепление турбинной лопатки по п. 9, в котором внутренний радиус (16) скругления увеличивается к вершине (12) хвостовика лопатки.

13. Крепление турбинной лопатки по п. 11, в котором внутренний радиус (16) скругления увеличивается к вершине (12) хвостовика лопатки.



 

Похожие патенты:

Ротор турбомашины содержит вращающийся элемент с установленной на нем лопаткой. Лопатка содержит хвостовик с выступающей структурой, формирующей стопорную поверхность, поддерживающую установленный хвостовик относительно вращающегося элемента под действием силы, направленной радиально внутрь.

Газовая турбина содержит диффузор выхлопа, расположенный по направлению потока ниже последней ступени турбины и включающий секцию прохождения струи и стойку. Секция прохождения струи содержит части первой и второй стенок, а стойка имеет переднюю кромку, проходящую между частью первой стенки и частью второй стенки.

Вентилятор газотурбинного двигателя содержит диск ротора, на наружной периферийной части которого предусмотрены ячейки (14), предназначенные для установки корневых частей (24) лопаток и ограниченные продольными ребрами (12).

Система штифтового крепления хвостовика для диска ротора паровой турбины с осевым потоком содержит штифты, проходящие аксиально через отверстия в чередующихся зубьях хвостовиков лопаток и зубьях диска.

Ротор барабанного типа осевого компрессора предназначен для газотурбинных двигателей, преимущественно авиационных. Рабочие лопатки (4) ротора установлены своими хвостовиками (3) в пазах (2), разнесенных по длине барабана (1) кольцевыми рядами.

Ротор турбины тепловой электростанции содержит множество лопаток, диск ротора и средство фиксации. Диск ротора прикреплен к валу и содержит на периферии выступы, к которым прикреплены лопатки.

Ротор турбинной установки включает вал ротора, ряд расположенных смежно друг с другом рабочих лопаток и проставки между лопатками. Вал ротора имеет проходящий по периферии приемный паз, в который рабочие лопатки вставлены своими хвостовиками.

Изобретение относится к газотурбинным двигателям авиационного и наземного применения, преимущественно, к турбомашинам, на роторе которых закрепляются лопатки и средства для охлаждения и устранения деформаций и вибраций.

Изобретение может быть использовано для приваривания орбитальной сваркой трением лопаток к барабану осевого компрессора. Барабан (14) удерживают в люльке (44) с помощью делительного стола (54).

Прокладка для вставления между хвостом лопатки вентилятора турбореактивного двигателя и нижней частью отсека, в котором размещен этот хвост. Отсек ограничен диском вентилятора.

Средство блокировки кольцевого уплотнителя на диске турбины включает кольцевой зажим, устройство блокировки и средство стягивания. Кольцевой зажим закреплен на задней по потоку поверхности диска, ориентирован в радиальном направлении и ограничивает вместе с поверхностью диска канавку, в которой размещен кольцевой уплотнитель. Кольцевой зажим содержит вырезы на своей кромке, располагающиеся с противоположной стороны по отношению к донной части канавки, для осевого введения в канавку кулачков, располагающихся на окружности кольцевого уплотнителя. Устройство блокировки установлено в канавке между поверхностью диска и кольцевым уплотнителем. Средство стягивания выполнено с возможностью опирания на поверхность диска и взаимодействия с устройством блокировки для блокировки кольцевого уплотнителя против кольцевого зажима. Другие изобретения группы относятся к вариантам диска турбины и кольцевому уплотнителю, содержащимся в упомянутом средстве блокировки кольцевого уплотнителя на диске турбины, а также к модулю турбины газотурбинного двигателя, содержащему такой диск турбины, и газотурбинному двигателю, содержащему указанный модуль турбины. Группа изобретений позволяет упростить установку средства блокировки кольцевого уплотнителя на диске турбины. 6 н. и 3 з.п. ф-лы, 13 ил.

Изобретение может быть использовано при изготовлении сваркой трением блисков, преимущественно для роторов газотурбинных двигателей. Неподвижно закрепленный на станине узел вращения диска блиска выполнен в виде сменной револьверной головки, установленной с помощью втулки в сменном корпусе, смонтированном на станине по ее фланговой и опорной поверхностям. Опорная поверхность корпуса головки выполнена с образованием углов наклона α и β относительно горизонтальной плоскости, обеспечивающих направление усилия осадки сварочной машины по нормали к плоскости сечения привариваемого диска блиска с учетом угла наклона его конусной поверхности и разворот свариваемого сечения лопаток относительно оси диска блиска с учетом направления осцилляции сварочной машины. Гидропривод установлен в корпусе с возможностью передачи усилия для прижатия и удержания диска блиска в процессе сварки, а также для подъема основания при смене положения диска блиска под приварку каждой следующей лопатки. В основании револьверной головки выполнены отверстия, число которых соответствует числу привариваемых лопаток, для зацепления лопатки с подвижным фиксатором, размещенным с возможностью его осевого перемещения в отверстии, выполненном во втулке. Изобретение позволяет расширить функциональные возможности устройства и сократить трудоемкость подготовки производства блисков разных типоразмеров. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области турбомашиностроения и, в частности, может быть реализовано в конструкции роторов осевых компрессоров и турбин. Рабочее колесо ротора газотурбинного двигателя содержит диск ротора с кольцевой канавкой, в которой посредством хвостовиков закреплены лопатки ротора, и, по крайней мере, одно фиксирующее устройство. Колесо снабжено, по крайней мере, одним отверстием, выполненным в основании канавки диска, а лопатки ротора сопряжены между собой по торцам полок. Фиксирующее устройство содержит фиксатор и стопорный элемент с резьбовым и гладким участками, причем гладким участком стопорный элемент установлен в отверстии. Фиксатор выполнен в виде клина, размещен на резьбовом участке стопорного элемента большей стороной по направлению к оси диска и образует между соседними хвостовиками лопаток клиновое соединение. Изобретение позволяет обеспечить минимальные габариты и массу ротора при требуемых запасах прочности, увеличить ресурс газотурбинного двигателя за счет внедрения системы демпфирования колебаний лопаток без использования дополнительных деталей и элементов. 4 ил.

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано в роторах турбомашин. Устройство для блокирования ножки роторной лопатки в пазу роторного колеса содержит кольцевой сектор, установленный перпендикулярно оси турбомашины в канавке роторного колеса. С кольцевым сектором жестко соединена по меньшей мере одна блокирующая шпонка для радиального удержания ножки лопатки в пазу колеса. Шпонка расположена перпендикулярно кольцевому сектору и параллельно его оси. Для блокирования осевого перемещения ножки лопатки в пазу предусмотрен по меньшей мере один блокирующий зуб, расположенный радиально относительно оси кольцевого сектора. В кольцевом секторе выполнены вентиляционные средства для удаления потока воздуха, циркулирующего между дном паза роторного колеса и блокирующей шпонкой. В результате обеспечивается блокирование ножки роторной лопатки, не имеющей средств для осевого блокирующего зацепления, сокращается время установки устройства в ротор турбомашины. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение может быть использовано при сварке блисков. На диске и лопатке формируют выступы с поверхностями контакта при сварке трением с необходимым технологическим припуском Р на периферии свариваемых деталей. Приводят лопатку в линейное колебание относительно диска в заданном направлении при одновременном приложении сварочного усилия. Величину Р предварительно определяют путем сварки заготовки лопатки с имитатором диска, имеющих на выступах предварительно заданные технологические припуски. Затем механической обработкой удаляют сварочный грат и проводят послойное удаление металла по образующей сварного шва на толщину S. После удаления каждого слоя металла определяют методом капиллярной дефектоскопии наличие дефектов и выявляют глубину нахождения бездефектной области сварного шва L=S×N, где S - толщина одного удаленного слоя и N - количество удаленных слоев. Величину Р необходимого технологического припуска на выступах деталей определяют равной L. Способ позволяет обеспечить отсутствие дефектов в окончательно обработанном сечении сварного соединения, полученного линейной сваркой трением, при минимальной величине технологического припуска по периферии выступа. 1 ил., 1 пр.

Вентилятор (1) турбореактивного двигателя летательного аппарата содержит множество лопаток (10) вентилятора. Каждая лопатка содержит аэродинамическое перо (15), хвостовик (12) лопатки, помещенный в одну из выемок (8) диска, и ножку (13), вставленную между пером и хвостовиком. Ножка включает в себя заднюю часть, содержащую первую поверхность (13а), расположенную со стороны корыта (20) пера, и вторую поверхность (13b), расположенную со стороны спинки (22) этого пера. Диск (2) вентилятора содержит между выемками (8) крепежные фланцы (26), выступающие радиально наружу так, что первая поверхность и вторая поверхность (13а, 13b) расположены соответственно напротив двух крепежных фланцев (26, 26). Вентилятор содержит износостойкую деталь (40), установленную на лопатке так, чтобы образовать защитный кожух (32а, 32b) на каждой первой и второй поверхностях (13а, 13b) ножки, предотвращающий контакт между каждой поверхностью (13а, 13b) и крепежным фланцем (26, 26), расположенным напротив нее. Достигается увеличение срока службы лопатки. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к механическому сборочному узлу (1) для авиации, содержащему: деталь (3), содержащую присоединяемый конец; углубление, предназначенное для посадки в него детали (3), причем указанное углубление (2) имеет стенку, содержащую композитный материал с органической матрицей; фиксирующий композитный материал (4), содержащий термопластичный или термореактивный материал с содержанием наполнителя от 0 до 70 весовых процентов и образующий механическую и/или физико-химическую связь между указанной деталью (3) и углублением (2) со стенкой из композитного материала с органической матрицей. Достигаются уменьшенная масса, уменьшенные производственные затраты, более простой и менее затратный ремонт, изготовление готовых деталей без доработки после формования. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при аксиальном закреплении лопатки турбины относительно диска ротора. Лопатка имеет перо, полку и хвостовую часть, а также стопорный штифт. Хвостовая часть лопатки выполнена с возможностью размещения в установочном гнезде диска ротора, а стопорный штифт расположен между хвостовой частью и диском. Стопорный штифт содержит радиально расположенные первый выступ и второй выступ. На хвостовой части лопатки выполнен первый паз для приема первого выступа с возможностью блокировки, а на диске ротора - второй паз для приема второго выступа с возможностью блокировки. В результате обеспечивается простая и экономичная стопорная система для закрепления лопатки относительно диска ротора. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Предложены устройство и способ для установки сочлененных турбинных лопаток в пазах с осевым вводом, выполненных в роторных колесах. На охватываемом осевом выступе пазового замка, расположенном на корневой части лопатки, и на соответствующем охватывающем осевом пазу пазового замка, расположенном в роторном колесе, может быть выполнено закругление в вертикальной плоскости. Закругление облегчает заводку лопаток, которой в противном случае препятствуют столкновения, например, соединяющихся концевых бандажей на смежных лопатках. Такая заводка может быть обеспечена путем расположения концевого бандажа вблизи смежного концевого бандажа и поворота корневого конца лопатки относительно местоположения концевого бандажа, так что дуга, описываемая лопаткой, обеспечивает возможность ввода закругления выступа охватываемого осевого выступа пазового замка путем поворота в охватывающий осевой паз пазового замка, выполненный в роторном колесе. Достигается возможность замены дорогостоящих замковых лопаток, вспомогательных лопаток и уравновешивающих лопаток лопатками из более дешевой стали, облегчение установки замковых лопаток, уменьшение концентрации напряжений у краев пазового замка, улучшенные характеристики лопатки. 3 н. и 12 з.п. ф-лы. 10 ил.
Наверх