Способ изготовления лопастей вентиляторов


 


Владельцы патента RU 2576744:

Общество с ограниченной ответственностью "Гидроаэроцентр" (RU)

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано для изготовления лопаток вентиляторов из пенополиуретановых материалов. В способе, согласно которому в матрицу заданной формы, выполненную из пропитанного эпоксидной смолой стекловолокнистого материала, помещают заготовку из стекловолокнистого материала и производят силовую обработку заготовки под давлением, при этом в процессе помещения заготовки в матрицу производят ее пропитку смесью эластолита и изоционата, выбираемых в соотношении 1:1, причем смешение эластолита и изоционата осуществляют непосредственно перед пропиткой заготовки, а силовую обработку заготовки для придания ей формы лопасти вентилятора под давлением 290-350 кПа осуществляют в течение 30 с после размещения заготовки в матрицу заданной формы с последующей выдержкой, по крайней мере, в течение 30-40 минут до извлечения готовой лопасти из матрицы. Технический результат заключается в упрощении способа и повышении безопасности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к общему машиностроению и может быть использовано изготовления лопаток вентиляторов из пенополиуретановых материалов.

Известен способ изготовления лопастей турбин и вентиляторных колес из композиционных материалов с последующей прошивкой этих материалов укрепляющей нитью [US 5308228, НКИ 416-230, МПК F04D 29/38, 03.05.1994].

Недостатком способа является его относительно высокая сложность, вызванная необходимостью прошивкой композиционных материалов укрепляющей нитью.

Известен также способ изготовления лопастей летательного аппарата из тканых материалов, который может быть использован и для изготовления лопаток вентиляторов, основанный на том, что помещают заготовку в металлическую матрицу заданной формы, которую подвергают силовой и температурной обработке, и одновременно придают заготовке форму лопасти, характеризуемую требуемыми техническими параметрами, причем нагрев ведут с помощью предварительно подогретой воды [US 2485827, НКИ 416-230, МПК F04D 29/38, 29.10.1949].

Недостатком этого технического решения также является его относительно высокая сложность, вызванная сложностью изготовления металлической матрицы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при его использования к заявленному является способ изготовления лопастей вентиляторов из тканых материалов [RU 2205991, C1, F04D 29/38, 10.06.2003], согласно которому помещают заготовку в матрицу заданной формы, выполненную из материалов, аналогичных материалам заготовки, которую подвергают силовой и температурной обработке, и одновременно придают заготовке форму лопасти, характеризуемую требуемыми техническими параметрами, при этом, нагрев ведут с помощью электрического тока при температуре 353-423 K.

Кроме того, согласно этому способу, матрицу выполняют из стекловолокнистого материала, пропитанного эпоксидной смолой, заготовку выполняют из стекловолокнистого материала, пропитанного эпоксидной смолой, стекловолокнистый материал предварительно нагревают до температуры 473-573 K и удаляют из состава материала замасливатель, перед силовой и температурной обработкой внутри тканого материала устанавливают мешки, в которые подают воздух с давлением 0,1-0,2 МПа, а матрицу и заготовку выполняют из стекловолокнистого материала с идентичными физическими и химическими свойствами, пропитанного эпоксидной смолой.

Недостатком наиболее близкого технического решения является его относительно высокая сложность и относительно низкая безопасность, вызванная необходимостью нагрева с помощью электрического тока.

Задачей, которая решается в предложенном изобретении, является упрощение способа и повышение безопасности.

Требуемый технический результат заключается в упрощении способа и повышении безопасности.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в способе, согласно которому в матрицу заданной формы, выполненную из пропитанного эпоксидной смолой стекловокнистого материала, помещают заготовку из стекловолокнистого материала и производят силовую обработку заготовки под давлением, согласно изобретению в процессе помещения заготовки в матрицу производят ее пропитку пенополиуретановой смесью компонентов А (эластолита) и В (изоционата), выбираемых в соотношении 1:1, причем смешение компонентов A и B осуществляют непосредственно перед пропиткой заготовки, а силовую обработку заготовки для придания ей формы лопасти вентилятора под давлением 290-350 кПа осуществляют в течение 30 с после размещения заготовки в матрицу заданной формы с последующей выдержкой, по крайней мере, в течение 30-40 минут до извлечения готовой лопасти из матрицы.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что перед помещением заготовки в матрицу в нее предварительно помещают шаблон, выполненный по форме внутренней полости лопасти.

Способ изготовления лопастей вентиляторов иллюстрируется чертежом.

На чертеже представлены: 1 - матрица, 2 - заготовка, 3 - пенополиуретановая смесь, 4 - шаблон.

Осуществляется способ изготовления лопастей вентиляторов следующим образом.

В матрицу 1, изготовленную из тканного материала, преимущественно из стеклоткани, пропитанной эпоксидным компаундом, помещают заготовку 2, изготовленную также из тканного материала. В процессе помещения заготовки 2 в матрицу 1 производят смешение компонентов A и B пенополиуретановой смеси в соотношении 1:1, где:

компонент A - эластолит D05/007 ТУ 2244-022-54409607-2005 (полиольный компонент на основе: полиол, катализатор, присадки; тип полимера - полиэфир простой; содержание веществ: полиэтерол 65,14%, амины 34%, станнан 0,8%, вода 0,06%; аминное число 284МГКОНГ, не содержит этиловый спирт;

компонент B: изоционат - органическое соединение, содержащее функциональную группу -N=C=O (ISO PMDI 92140).

Полученную смесь сразу (без выдержки) используют для пропитки заготовки 2. Благодаря изотермическому процессу, который возникает при соединении компонентов A и B происходит нагрев заготовки до температуры 313-333 K, что позволяет производить ее силовую обработку с усилием, обеспечивающим 290-350 кПа. Температура 313-333 K заготовки 2 поддерживается примерно 30 с, что достаточно для выполнения необходимой обработки давлением. При необходимости получения полых лопастей внутри тканного материала устанавливают шаблон 4. Приблизительно через 30-40 минут, когда заканчиваются изотермические процессы и происходит остывание матрицы, из нее извлекают готовую лопасть вентилятора.

Таким образом, благодаря введенным усовершенствованиям достигается требуемый технический результат, который заключается в упрощении способа и повышении безопасности, поскольку исключается операция нагрева с помощью электрического тока.

1. Способ изготовления лопастей вентиляторов, согласно которому в матрицу заданной формы, выполненную из пропитанного эпоксидной смолой стекловолокнистого материала, помещают заготовку из стекловолокнистого материала и производят силовую обработку заготовки под давлением, отличающийся тем, что в процессе помещения заготовки в матрицу производят ее пропитку смесью эластолита и изоционата, выбираемых в соотношении 1:1, причем смешение эластолита и изоционата осуществляют непосредственно перед пропиткой заготовки, а силовую обработку заготовки для придания ей формы лопасти вентилятора под давлением 290-350 кПа осуществляют в течение 30 с после размещения заготовки в матрицу заданной формы с последующей выдержкой, по крайней мере, в течение 30-40 минут до извлечения готовой лопасти из матрицы.

2. Способ по п. 1 отличается тем, что перед помещением заготовки в матрицу в нее предварительно помещают шаблон, выполненный по форме внутренней полости лопасти.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области турбинных двигателей, а именно к способу изготовления металлического усиления для лопатки рабочего колеса турбинного двигателя. Способ последовательно включает этап расположения металлических скоб в формующий инструмент, имеющий матрицу и пуансон, при этом металлические скобы представляют собой металлические секции с прямолинейной формой, согнутые в форму U или V; и этап горячего изостатического прессования металлических скоб, вызывающий интеграцию металлических скоб таким образом, чтобы получить сжатую металлическую часть.

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при изготовлении металлического элемента жесткости композитной или металлической лопатки турбомашины.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик.

Винт содержит плоскую поверхность (13.2), которая проходит вдоль задней поверхности лопасти (13), и ширина которой составляет 1/3 ширины лопасти (13), заднюю закругленную по радиусу поверхность (13.1), которая пересекает плоскую поверхность (13.2) и имеет радиус R, который составляет 2/3 ширины задней поверхности и тем самым дополняет остальную часть задней поверхности.

Изобретение относится к лопатке ротора вентилятора. Лопатка ротора вентилятора имеет переднюю кромку 41 лопатки ротора.

Изобретение относится к конструированию и доводке турбомашин, а именно рабочих лопаток осевых компрессоров. В способе обеспечения устойчивости рабочих лопаток турбомашины к автоколебаниям, при котором определяют для исходной лопатки первую и вторую изгибную и первую крутильную формы собственных колебаний и соответствующие им частоты, выбирают критерий изгибно-крутильной связанности и задают диапазон его допустимых значений, отстраивают исходную лопатку от автоколебаний, определяют критерий изгибно-крутильной связанности для отстроенной лопатки, по принадлежности значения которого заданному диапазону судят об устойчивости к автоколебаниям, в отличие от известного отстройку исходной лопатки от автоколебаний выполняют путем изгиба ее пера в сторону спинки, при этом форма изгиба соответствует первой изгибной форме собственных колебаний исходной лопатки.

Лопатка осевого компрессора содержит входную кромку, выходную кромку, корыто и спинку с выполненными на ее поверхности вихрегенераторами сферической формы, вогнутыми внутрь лопатки.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) газотурбинного двигателя (ГТД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любом из пазов диска рабочего колеса четвертой ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью вращения ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика, обеспечивающий получение угла установки профиля пера в корневом сечении лопатки в диапазоне αк=19,7÷32,3°. Перо лопатки выполнено с закруткой относительно оси пера, обеспечивающей нарастание угла установки профиля пера по высоте лопатки с радиальным удалением от оси вращения ротора с градиентом Gу.п., определенным в диапазоне Gу.п=151,7÷274,0 [град/м]. Перо лопатки выполнено с входной и выходной кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gу.x., составляющим (2,2÷3,2)·10-2 [м/м]. Толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т.=(1,48÷1,76)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса четвертой ступени вала ротора КНД ГТД, а также в увеличении рабочего ресурса без увеличения материалоемкости и трудоемкости установки лопатки в рабочее колесо компрессора. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) газотурбинного двигателя (ГТД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса второй ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью вращения ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика, обеспечивающий получение угла установки профиля пера в корневом сечении лопатки в диапазоне αк=(17÷27)°. Перо лопатки выполнено с закруткой относительно оси пера, обеспечивающей нарастание угла установки профиля пера по высоте лопатки с радиальным удалением от оси вращения ротора с градиентом Gу.п, определенным в диапазоне Gу.п=(159,2÷245,8) [град/м]. Перо лопатки выполнено с входной и выходной кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gу.х, составляющим (1,6÷2,5)·10-2 [м/м]. Толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т=(1,42÷1,71)·10-2 [м/м]. Достигаемый технический результат состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса второй ступени вала ротора КНД ГТД, а также в увеличении рабочего ресурса без увеличения материалоемкости и трудоемкости установки лопатки в рабочее колесо компрессора. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) газотурбинного двигателя (ГТД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса третьей ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью вращения ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика, обеспечивающий получение угла установки профиля пера в корневом сечении лопатки в диапазоне αк=(20,4÷29,8)°. Перо лопатки выполнено с закруткой относительно оси пера, обеспечивающей нарастание угла установки профиля пера по высоте лопатки с радиальным удалением от оси вращения ротора с градиентом Gу.п.,, определенным в диапазоне Gу.п=(169,5÷248,4) [град/м]. Перо лопатки выполнено с входной и выходной кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gу.x., составляющим (5,8÷8,4)·10-2 [м/м]. Толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т.=(1,44÷1,72)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса третьей ступени вала ротора КНД ГТД, а также в увеличении рабочего ресурса без увеличения материалоемкости и трудоемкости установки лопатки в рабочее колесо компрессора. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области авиадвигателестроения. Лопатка снабженного пазами диска рабочего колеса ротора компрессора низкого давления (КНД) газотурбинного двигателя (ГТД), включающего проточную часть, ограниченную по периферийному контуру корпусом двигателя, содержит перо и хвостовик. Лопатка предназначена для установки в любой из пазов диска рабочего колеса первой ступени. Хвостовик лопатки имеет продольную ось, соосную или параллельную геометрической оси паза диска и образующую с осью вращения ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол установки хвостовика, обеспечивающий получение угла установки профиля пера в корневом сечении лопатки в диапазоне αк=(17÷27)°. Перо лопатки выполнено с закруткой относительно оси пера, обеспечивающей нарастание угла установки профиля пера по высоте лопатки с радиальным удалением от оси вращения ротора с градиентом Gу.п., определенным в диапазоне Gу.п.=(124,0÷186,8) [град/м]. Перо лопатки выполнено с входной и выходной кромками, расходящимися к периферийному торцу с градиентом увеличения хорды Gу.х., составляющим (7,2÷10,7)·10-2 [м/м]. Толщина профиля пера лопатки выполнена наибольшей в корневом сечении и убывающей по высоте пера к периферийному торцу с градиентом Gу.т.=(1,25÷1,53)·10-2 [м/м]. Технический результат, достигаемый группой изобретений, состоит в улучшении геометрической конфигурации, пространственной жесткости, силовых и аэродинамических параметров лопатки рабочего колеса первой ступени вала ротора КНД ГТД, а также в увеличении рабочего ресурса без увеличения материалоемкости и трудоемкости установки лопатки в рабочее колесо компрессора. 4 н. и 21 з.п. ф-лы, 4 ил.

Легкая лопатка компрессора из композиционного материала с металлической матрицей. Лопатка включает плетеную ткань, погруженную в легкий алюминиево-литиевый сплав. Лопатки изготавливают путем создания множества волоконных жгутов посредством скручивания волосков или волокон. Затем жгуты сплетают в ткань. Ткань можно пропитать необязательным летучим полимером, который временно занимает пустоты в ткани, чтобы облегчить перемещение предварительно формованной плетеной ткани, но который впоследствии удаляют. Затем можно создать лопатку как КМММ с помощью одного из двух различных способов. В первом способе алюминиево-литиевый сплав подвергают литью под увеличивающимся давлением в пресс-форму, которая включает заготовку из ткани, пропитанной летучим полимером. Во втором способе заготовку создают с применением инструмента и сердечника посредством пропитывания ткани алюминиево-литиевым сплавом. Затем алюминиево-литиевый сплав подвергают литью под увеличивающимся давлением в пресс-форму, которая включает заготовку, пропитанную сплавом. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 8 ил.

Лопатка ротора содержит корпус лопатки ротора и участок хвостовика лопатки ротора, выполненный за одно целое с корпусом лопатки ротора. Корпус лопатки ротора образован укладкой множества композитных листов, каждый из которых изготовлен из волокон и матричной смолы, и включает множество первых групп композитных листов и множество вторых групп композитных листов, расположенных в направлении толщины лопатки. Каждая первая группа композитных листов включает множество композитных листов, уложенных один на другой от стороны центра толщины лопатки по направлению к спинке лопатки и которые отличаются друг от друга углом ориентации волокон. Каждая вторая группа композитных листов включает один или множество композитных листов, уложенных один на другой от стороны центра толщины лопатки по направлению к корыту лопатки и которые отличаются друг от друга углом ориентации волокон. Схемы укладки множества композитных листов в первой и во второй группе композитных листов являются одинаковыми. Результирующее направление направлений ориентации волокон во множестве композитных листов в каждой из первой группы композитных листов и второй группы композитных листов является наклонным к заднему краю под острым углом от направления размаха, проходящего от центрального конца корпуса лопатки ротора к верхнему концу корпуса лопатки ротора. Другое изобретение группы относится к вентилятору, включающему указанную лопатку ротора, установленную в посадочную канавку его диска. Группа изобретений позволяет обеспечить сопротивление колебаниям лопатки ротора при уменьшении ее веса. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 14 ил.

Лопатка ротора вентилятора содержит корпус лопатки и оболочку, выполненную более жесткой, чем корпус лопатки. Корпус лопатки изготовлен из композитного материала и включает корыто, спинку, участок передней кромки, участок задней кромки, конец законцовки в продольном направлении и конец основания в продольном направлении, удерживаемый диском вентилятора. Оболочка проходит в продольном направлении корпуса лопатки, покрывает участок передней кромки и закреплена на нем. Оболочка включает в себя концевой участок законцовки, который расположен ближе к концевой стороне законцовки лопатки ротора вентилятора в продольном направлении, чем конец законцовки корпуса лопатки для покрытия конца законцовки корпуса лопатки. Концевой участок законцовки проходит от участка передней кромки к участку задней кромки корпуса лопатки, и заканчивается расположенным ниже по потоку концевым участком концевого участка законцовки. Расположенный ниже по потоку концевой участок концевого участка законцовки оболочки расположен в пределах диапазона 20% от участка задней кромки лопатки ротора или выступает ниже по потоку, чем участок задней кромки корпуса лопатки. Изобретение позволяет снизить вес лопатки и повысить ее устойчивость к ударам посторонним предметом. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.
Наверх