Рабочее колесо турбомашины с демпфером для лопаток

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам для гашения вибраций рабочих лопаток турбомашин, и предназначено для обеспечения надежности турбомашин. Рабочее колесо турбомашины содержит диск с установленными в его пазах рабочими лопатками, каждая из которых имеет трактовые полки и ножку, в которой размещен паз, демпфер, установленный под трактовыми полками каждой пары лопаток с возможностью контакта с полками и выполненный из двух соприкасающихся друг с другом частей. Каждая из частей демпфера выполнена в форме вертикально развернутой скобы сложного профиля, при этом один из свободных концов скобы является фрикционным элементом, установленным с радиальным зазором к внутренней поверхности полки, центральная часть скобы выполнена в виде упругого элемента, имеющего прямые и изогнутую поверхности, причем изогнута его средняя часть по радиусу, обеспечивающему частичную компенсацию действующей на демпфер центробежной нагрузки, а второй свободный конец является стопорным элементом, установленным с возможностью контакта с поверхностью паза, выполненного в ножке лопатки. При этом части демпфера установлены с возможностью контакта друг с другом через прямые поверхности упругого элемента. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в расширении диапазона режимов работы турбомашины, на которых сохраняется высокая эффективность демпфирования вибраций лопаток рабочего колеса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам для гашения вибраций рабочих лопаток турбомашин, и предназначено для обеспечения надежности турбомашин.

Из предшествующего уровня техники известно, что для обеспечения усталостной прочности, надежности лопаток турбомашин необходимо снижать амплитуду их вибраций во всем диапазоне эксплуатационных режимов работы. Для демпфирования (гашения) вибраций лопаток в рабочих колесах турбомашин используют специальные устройства - демпферы.

Известно рабочее колесо турбомашины с демпферами, представляющее собой диск с установленными в его пазах рабочими лопатками так, что каждая пара расположенных рядом лопаток образует под трактовыми полками лопаток замкнутую полость, в которую помещен демпфер, выполненный в виде клиновидного элемента, плотно прижимаемого к внутренней поверхности полок центробежными силами, возникающими вследствие вращения колеса. При вибрациях лопаток происходит диссипация энергии за счет трения между контактирующими поверхностями демпфера и полок (патент ЕР 0509838 А1).

Недостатком известного устройства является узкий диапазон частот вращения ротора турбомашины, в котором обеспечивается эффективное демпфирование вибраций лопаток. При низкой частоте вращения рабочего колеса центробежная сила, действующая на демпфер, мала, вследствие чего мала сила трения между контактирующими поверхностями демпфера и полок и мала диссипация энергии колебаний. При высокой частоте вращения рабочего колеса центробежная сила, действующая на демпфер, велика, что может привести к его заклиниванию - частичному или полному отсутствию взаимных перемещений между контактирующими поверхностями демпфера и полок - вследствие чего снижается диссипация энергии колебаний. Другим недостатком известного устройства является возможность перекоса и неплотного прижатия демпфера к одной из полок лопаток вследствие неточностей изготовления или деформации лопаток, при этом эффективность демпфирования снижается.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является рабочее колесо турбомашины, содержащее диск с установленными в его пазах рабочими лопатками, каждая из лопаток имеет ножку и трактовые полки, клиновидный демпфер, установленный в полости под полками расположенных рядом лопаток и выполненный в виде двух соприкасающихся друг с другом клиновидных частей, каждая из которых одной из контактных поверхностей прижимается к внутренней поверхности полки одной из лопаток, а другой контактной поверхностью - к второй части демпфера. Благодаря этому увеличивается поверхность трения за счет поверхности контакта между двумя частями демпфера. Кроме того, обеспечивается прилегание демпфера к контактным поверхностям полок даже при наличии перекосов (ЕР 0918139 А2). Данное устройство принято за прототип.

Признаки прототипа, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, - диск с установленными в его пазах рабочими лопатками; каждая из лопаток имеет ножку и трактовые полки; демпфер, установленный под полками каждой пары лопаток с возможностью контакта с ними и выполненный из двух соприкасающихся друг с другом частей.

Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является узкий, ограниченный эффектом заклинивания демпфера при высокой частоте вращения колеса, диапазон частот вращения ротора турбомашины, в котором обеспечивается эффективное демпфирование вибраций лопаток.

Задачей изобретения является снижение уровня вибраций лопаток, обеспечение их усталостной прочности и, в конечном счете, надежности турбомашины.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в расширении диапазона режимов работы турбомашины, на которых сохраняется высокая эффективность демпфирования вибраций лопаток рабочего колеса.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем колесе турбомашины, содержащем диск с установленными в его пазах рабочими лопатками, каждая из которых имеет ножку и трактовые полки, демпфер, установленный под трактовыми полками каждой пары лопаток с возможностью контакта с полками и выполненный из двух соприкасающихся друг с другом частей, согласно изобретению в ножке каждой из лопаток выполнен паз, а каждая из частей демпфера выполнена в форме вертикально развернутой скобы сложного профиля, при этом один из свободных концов скобы является фрикционным элементом, установленным с радиальным зазором к внутренней поверхности полки, центральная часть скобы выполнена в виде упругого элемента, имеющего прямые и изогнутую поверхности, причем изогнута его средняя часть по радиусу, обеспечивающему частичную компенсацию действующей на демпфер центробежной нагрузки, а второй свободный конец является стопорным элементом, установленным с возможностью контакта с поверхностью паза, выполненного в ножке лопатки, при этом части демпфера установлены с возможностью контакта друг с другом через прямые поверхности упругого элемента.

Целесообразно выполнение стопорного элемента с разрезом, между краями которого имеется зазор.

Признаки заявляемого изобретения, отличительные от прототипа, - в ножке каждой из лопаток выполнен паз; каждая из частей демпфера выполнена в форме вертикально развернутой скобы сложного профиля, при этом один из свободных концов скобы является фрикционным элементом, установленным с радиальным зазором к внутренней поверхности полки, центральная часть скобы выполнена в виде упругого элемента, имеющего прямые и изогнутую поверхности, причем изогнута его средняя часть по радиусу, обеспечивающему частичную компенсацию действующей на демпфер центробежной нагрузки, а второй свободный конец является стопорным элементом, установленным с возможностью контакта с поверхностью паза, выполненного в ножке лопатки; части демпфера установлены с возможностью контакта друг с другом через прямые поверхности упругого элемента; стопорный элемент выполнен с разрезом, между краями которого имеется зазор.

Благодаря новым признакам предлагаемое устройство расширяет диапазон режимов работы турбомашины, на которых сохраняется высокая эффективность демпфирования вибраций лопаток рабочего колеса, за счет частичной компенсации действующей на демпфер центробежной нагрузки, что позволяет снизить уровень вибраций лопаток, обеспечить их усталостную прочность и, в конечном счете, надежность турбомашины.

Выполнение стопорного элемента с разрезом, между краями которого имеется зазор, выбирающийся под действием центробежной силы, обеспечивает ступенчатое изменение жесткости демпфирующего устройства, благодаря чему дополнительно расширяется диапазон частот вращения колеса, при которых реализуется высокая эффективность демпфирования колебаний лопаток.

Заявителю неизвестно использование в науке и технике отличительных признаков рабочего колеса турбомашины с получением указанного технического результата.

Предлагаемое устройство иллюстрируется чертежами, представленными на фиг. 1-3.

На фиг. 1 изображено расположение демпфера в рабочем колесе.

На фиг. 2 показана в разрезе полость под трактовыми полками между двумя лопатками с демпфером.

На фиг. 3 показан демпфер с разрезным стопорным элементом.

Рабочее колесо турбомашины (фиг. 1) представляет собой диск 1 с установленными в его пазах рабочими лопатками 2. Каждая из лопаток 2 имеет ножку 3 и трактовые полки 4. В ножке 3 каждой из лопаток 2 выполнен паз 5. Каждая пара расположенных рядом лопаток 2 образует под трактовыми полками 4 полость, в которую помещен демпфер. Демпфер состоит из двух соприкасающихся друг с другом частей 6 и 7.

Каждая из частей 6, 7 демпфера выполнена в форме вертикально развернутой скобы сложного профиля, состоящей из трех функциональных элементов (фиг. 2): фрикционного, упругого и стопорного.

Один из свободных концов каждой скобы является фрикционным элементом 8, установленным с радиальным зазором Δ к внутренней поверхности 9 полки 4. Центральная часть скобы выполнена в виде упругого элемента 10, имеющего прямые 11 и изогнутую поверхности, причем изогнута его средняя часть по радиусу, обеспечивающему требуемую частичную компенсацию действующей на демпфер центробежной нагрузки. Второй свободный конец является стопорным элементом 12, установленным с возможностью контакта с поверхностью паза 5 в ножке 3 лопатки 2. Демпфер 6, 7 (фиг. 2) установлен в полость под трактовыми полками 4 так, чтобы при плотном прилегании стопорящего элемента 12 к поверхности 13 лопатки 2 между фрикционным элементом 8 и поверхностью 9 полки 4 оставался зазор Δ, а прямые поверхности 11 упругого элемента 10 двух частей 6 и 7 демпфера сохраняли контакт.

Стопорный элемент 12 может быть выполнен с разрезом 14 (фиг. 3), между краями которого имеется зазор δ. При выполнении стопорного элемента 12 с разрезом 14 прилегание стопорящего элемента 12 к поверхности 13 производится по опорной пластине 15.

Устройство (фиг. 2) работает следующим образом. При вращении рабочего колеса стопорные элементы 12 демпфера прижимаются к поверхностям 13 паза 5 центробежными силами, тем самым демпфер фиксируется в рабочем положении. С увеличением частоты вращения колеса и возрастанием центробежной силы, действующей на части 6 и 7 демпфера, изогнутые поверхности упругих элементов 10 начинают деформироваться в радиальном направлении вплоть до исчезновения зазора Δ, когда фрикционные элементы 8 устройства входят в контакт с поверхностями 9 полок 4. Прямые поверхности 11 упругого элемента 10 двух частей демпфера 6 и 7 прижимаются друг к другу под действием тангенциальной составляющей реакции на поверхности 13. При колебаниях лопатки 2 на поверхностях 9 и 11 возникает трение, приводящее к диссипации энергии колебаний и снижению их амплитуды - демпфированию.

С увеличением частоты вращения колеса и возрастанием центробежной силы, действующей на части 6 и 7 демпфера, контактное давление на поверхностях 9 возрастает, что могло бы привести к эффекту заклинивания. Он состоит в прекращении взаимных перемещений трактовых полок 4 и фрикционных элементов 8 демпфера, результатом чего является снижение эффективности демпфирования колебаний лопаток 2 из-за уменьшения работы сил трения на поверхностях 9. В заявляемом устройстве эффект заклинивания исключен за счет частичной компенсации центробежных сил, действующих на части 6 и 7 демпфера, силой упругости элементов 10 и реакцией на поверхностях 13. Поэтому контактное давление на поверхностях 9 снижается, что и предотвращает заклинивание. Таким образом, подбирая жесткость упругого элемента 10, можно добиться максимальной эффективности демпфирования во всем диапазоне частот вращения.

На фиг. 3 показан вариант демпфирующего устройства с разрезным стопорным элементом. Стопорный элемент 12 выполнен с разрезом 14, между краями которого имеется зазор δ. При увеличении частоты вращения под действием центробежных сил сначала выбирается зазор Δ между фрикционным элементом 8 и поверхностью 9 полки 4, при дальнейшем увеличении частоты вращения за счет деформации опорной пластины 15 стопорного элемента 12 выбирается зазор δ. При этом увеличивается жесткость демпфера, что препятствует росту контактного давления на поверхностях 9 и предотвращает заклинивание демпфера. Разрезная конструкция стопорного элемента 12 обеспечивает ступенчатое изменение жесткости демпфера, благодаря чему дополнительно расширяется диапазон частот вращения колеса, при которых реализуется высокая эффективность демпфирования колебаний лопаток 2.

Преимущество предложенного устройства состоит в том, что оно расширяет диапазон режимов работы турбомашины, на которых сохраняется высокая эффективность демпфирования вибраций лопаток рабочего колеса, что позволяет снизить уровень вибраций лопаток, обеспечить их усталостную прочность и, в конечном счете, надежность турбомашины.

1. Рабочее колесо турбомашины с демпфером для лопаток, содержащее диск с установленными в его пазах рабочими лопатками, каждая из которых имеет ножку и трактовые полки, демпфер, установленный под трактовыми полками каждой пары лопаток с возможностью контакта с полками и выполненный из двух соприкасающихся друг с другом частей, отличающееся тем, что в ножке каждой из лопаток выполнен паз, а каждая из частей демпфера выполнена в форме вертикально развернутой скобы сложного профиля, при этом один из свободных концов скобы является фрикционным элементом, установленным с радиальным зазором к внутренней поверхности полки, центральная часть скобы выполнена в виде упругого элемента, имеющего прямые и изогнутую поверхности, причем изогнута его средняя часть по радиусу, обеспечивающему частичную компенсацию действующей на демпфер центробежной нагрузки, а второй свободный конец является стопорным элементом, установленным с возможностью контакта с поверхностью паза, выполненного в ножке лопатки, при этом части демпфера установлены с возможностью контакта друг с другом через прямые поверхности упругого элемента.

2. Рабочее колесо турбомашины по п. 1, отличающееся тем, что стопорный элемент выполнен с разрезом, между краями которого имеется зазор.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к способам снижения вибрации и может быть использовано в области авиационного, судового и наземного газотурбинного двигателестроения, при стендовых испытаниях двигателей и в процессе их эксплуатации.

Угловой сектор статора компрессора газотурбинного двигателя содержит внешний и внутренний бандажи и лопатку, проходящую между бандажами и соединенную с ними. Внешний бандаж имеет первое и второе установочные средства для установки углового сектора статора на корпусе двигателя, ориентированные параллельно оси в противоположных направлениях и соединенные друг с другом промежуточным участком.

Угловой сектор статора компрессора газотурбинного двигателя содержит внешний и внутренний бандажи и по меньшей мере одну лопатку. Лопатка проходит радиально между бандажами и соединена с ними.

Изобретение касается системы (11) лопаток, включающей в себя ротор (12) и несколько распределенных по периметру (U) ротора (12) в виде венца (10) лопаток (14), при этом две непосредственно соседние лопатки (14) венца (10) образуют пару (a, b, b', b'', d, e, h) лопаток, между лопатками (14) которой расположен демпфирующий элемент (A, B, B', B'', D, E, H), и при этом за счет действующей в радиальном направлении (R) центробежной силы при вращении ротора (12) вокруг оси ротора каждый демпфирующий элемент (A, B, B', B'', D, E, H) вступает в контакт с двумя лопатками (14) соответствующей им пары (a, b, b', b'', d, e, h) лопаток.

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.

Вибрационно-демпфирующая прокладка (10) предназначена для размещения между платформой (12) лопасти (6) вентилятора и диском (2) вентилятора. Прокладка имеет радиально внешнюю поверхность (18), оснащенную, по меньшей мере, одной пластиной (16a, 16b) в контакте с платформой лопасти вентилятора, и радиально внутреннюю поверхность (20), сформированную верхней по потоку поверхностью (22), обращенной к диску (2), и нижней по потоку поверхностью (24), отделенной от верхней по потоку поверхности уступом (26).

Рабочее колесо компрессора турбомашины содержит диск с лопатками, расположенными друг за другом по его окружности, установленными с возможностью непосредственного взаимодействия между полками смежных лопаток.

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

Устройство амортизации вибраций для лопатки газовой лопаточной машины, например газотурбинного двигателя, оборудованного вентилятором, или высокооборотного винтового двигателя.

Амортизатор для лопаток ротора компрессора газотурбинного двигателя. Конструкция амортизатора приспособлена для размещения между нижней гранью платформ двух смежных лопаток газотурбинного двигателя и ободом диска ротора, на котором установлены лопатки.

При амортизации лопастей, установленных на диске колеса тихоходной газовой турбины, под платформами лопастей которой имеются посадочные места для размещения вибрационных амортизаторов, выполняют независимо друг от друга гибкую пластину, обеспечивающую прилегание к платформе, и центробежный инерционный груз, обеспечивающий концентрацию усилий для управления силами трения относительно платформы через прилегающую пластину. Соединяют пластину и центробежный инерционный груз с возможностью разъединения путем частичного охватывания центробежного инерционного груза стенкой пластины, прилегающей к платформе и закрывающей всю верхнюю поверхность центробежного инерционного груза. Вводят выполненные таким образом из двух частей амортизаторы в посадочные места под платформами лопастей турбины. Вибрационный амортизатор для осуществления указанного выше способа содержит пластину и центробежный инерционный груз. Пластина выгнута из листа меньшей толщины, чем толщина центробежного инерционного груза. Пластина имеет стенку для упругого контакта с платформой лопасти, охватывает центробежный инерционный груз и закрывает всю его верхнюю поверхность. Группа изобретений позволяет повысить эффективность поглощения вибраций в лопатках тихоходной турбины и снизить повреждения полок лопастей от действия вибрационного амортизатора. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Группа изобретений относится к области машиностроения, а именно к пустотелым широкохордным лопаткам вентилятора с демпфером для гашения вибраций и способам изготовления пустотелых широкохордных лопаток вентиляторов. Предложена пустотелая широкохордная лопатка вентилятора, состоящая из оболочки, выполненной из листа из титанового сплава, и жестко скрепленных с ней силовых несущих элементов: одного, выполненного из титанового сплава, и остальных, выполненных из волокнистого однонаправленного металломатричного высокомодульного композиционного материала. Причем n+1 силовых несущих элемента выполнены в виде замков «ласточкин хвост» и размещены между других n силовых несущих элементов и на краях замка лопатки, n-1 силовых несущих элементов, выполненных из композиционного материала, имеют замковую часть, выполненную в виде «ласточкина хвоста», и размещенную внутри оболочки часть в виде стержня с постоянным или с постепенно сужающимся к концу лопатки поперечным четырехугольным сечением, со сторонами, контактирующими с оболочкой, повторяющими ее форму. Все несущие элементы диффузионной сваркой при температуре и давлении замковыми частями скреплены друг с другом, а частями, размещенными внутри оболочки, - с оболочкой. Силовой несущий элемент из титанового сплава имеет П-образную форму на виде сбоку на лопатку, образованную перекладиной и стойками с замковой частью, выполненной в форме и размерах «ласточкиного хвоста» замка лопатки. В его полости между стойками размещен демпфер. Между торцом демпфера и перекладиной силового элемента выполнен зазор, выбираемый при максимальной рабочей температуре. Между опорными поверхностями демпфера и стойками с натягом установлены стальные каленые гладкие шлифованные ленты. Демпфер выполнен в виде многослойной многопролетной балки, собранной из m≥10 стальных каленых шлифованных лент, собранных в компоновке m=m1+2m2+2m3+2: в центре пакета установлено m1=1, 2 и более гладких лент, на них с двух сторон «вершина гофра к вершине гофра» установлены два пакета, собранные «гофр в гофр» из m2=1, 2 и более гофрированных лент, на которые установлены пакеты из m3=1, 2 и более гладких лент, снаружи пакета установлены гладкие ленты, по одной с каждой стороны пакета, с толщиной hн=(k/2)⋅h, где k=2÷10 и h - толщина внутренних лент демпфера в мм. На этих лентах с шагом, равным двум шагам гофров, симметрично продольной оси лент выполнены прямоугольные выступы, причем выступы одной ленты смещены на шаг гофров относительно выступов другой наружной ленты и середины выступов располагаются в сечениях, где располагаются вершины гофров, опирающиеся на пакеты гладких лент, установленных снаружи пакетов гофрированных лент. В собранном демпфере гофры упруго полностью выпрямлены за счет отгибания выступов на наружные гладкие ленты и части выступов, отогнутые на наружные ленты, и являются опорными поверхностями демпфера. В замковых частях стоек силового несущего элемента и в пакете выполнено отверстие, в которое запрессован штифт. Трущиеся поверхности пакета и стальных гладких лент, на которые он опирается, покрыты износостойким покрытием. Сама пустотелая широкохордная лопатка изготовлена по нижепредлагаемому способу. Предложен способ изготовления пустотелой широкохордной лопатки вентилятора, состоящий в том, что из листа из титанового сплава изготавливают оболочку пустотелой широкохордной лопатки вентилятора требуемой формы и размеров, получают силовые несущие элементы: n+1 силовой несущий элемент, выполненный в виде замка «ласточкин хвост» лопатки, и n-1 силовой несущий элемент, имеющий замковую часть, выполненную в виде «ласточкина хвоста» лопатки, и часть в виде стержня с постоянным или с постепенно сужающимся к концу лопатки поперечным прямоугольным сечением из предварительно сформованных монослоев высокомодульного металломатричного композиционного материала - борных волокон в алюминиевой матрице, или борных волокон с покрытием карбида кремния в алюминиевой матрице, или углеродных волокон в алюминиевой матрице, или волокон карбида кремния в титановой матрице. Подвергают их ступенчатой термодеформационной обработке с постепенным увеличением ее воздействия на материал. Причем предпочтительно на первой стадии степень воздействия термодеформационной обработки составляет 40-70%, на второй стадии степень воздействия термодеформационной обработки с одновременным формованием несущих элементов до требуемой геометрической формы составляет 60-90%, а окончательную термодеформационную обработку несущих этих элементов до 100% проводят в составе полностью собранной заготовки при одновременном прессовании и диффузионной сварке лопатки. Из титанового сплава изготавливают еще один силовой несущий элемент, имеющий П-образную форму на виде сбоку на лопатку, образованную перекладиной и стойками с замковой частью, выполненной в форме и размерах «ласточкиного хвоста» замка лопатки. Собирают демпфер из стальных каленых шлифованных лент, покрытых износостойким покрытием, в компоновке т=m1+2m2+2m3+2, сжимают его до полного упругого выпрямления гофров пакета, одновременно отгибая выступы каждой наружной ленты пакета на другую наружную ленту пакета. Шлифуют пакет поверху по выступам. Укладывают в оболочку несущие элементы в порядке и на расстояниях друг от друга в соответствии со схемой армирования, вставляют в полость силового несущего элемента из титанового сплава без зазора технологическую вставку из тугоплавкого материала и устанавливают силовой элемент с вставкой в оболочку на его место в лопатке. Укладывают сформированную таким образом заготовку в штамп, повторяющий профиль и размеры лопатки. В составе собранной заготовки выполняют завершающую стадию термодеформационной обработки несущих элементов при одновременном прессовании и диффузионной сварке лопатки при заданной температуре и давлении. Вынимают лопатку из штампа и вставку из несущего силового элемента, и пока лопатка не остыла, вставляют гладкие каленые шлифованные ленты и демпфер в полость силового несущего элемента. Причем требуемую величину натяга по опорным поверхностям демпфера обеспечивают подбором толщины гладких лент. Достигаются высокая прочность и статическая жесткость крупноразмерной легкой пустотелой широкохордной лопатки вентилятора авиационного ГТД, сохраняющиеся или нарастающие в процессе технологического цикла, с высокоэффективным демпфирующим устройством, способным не только снизить динамические напряжения в лопатке при ударе и вибрации до безопасного уровня, но и повысить ресурс и надежность вентилятора ГТД. 2 н.п. ф-лы, 6 ил.

Длинная пустотелая широкохордная лопатка вентилятора, состоящая из оболочки, выполненной из листа из титанового сплава, и жестко скрепленных с ней силовых несущих элементов: лонжерона, выполненного из титанового сплава, и остальных, выполненных из волокнистого однонаправленного металломатричного высокомодульного композиционного материала. Причем n+1 силовых несущих элементов выполнены в виде замков «ласточкин хвост» и размещены между других n силовых несущих элементов и на краях замка лопатки, n-1 силовых несущих элементов, выполненных из композиционного материала, имеют замковую часть, выполненную в виде «ласточкина хвоста», и размещенную внутри оболочки часть в виде стержня с постоянным или с постепенно сужающимся к концу лопатки поперечным четырехугольным сечением, со стороной или сторонами, контактирующими с оболочкой, повторяющими ее форму. Все несущие элементы диффузионной сваркой при температуре и давлении замковыми частями скреплены друг с другом и оболочкой, а частями, размещенными внутри оболочки, - с оболочкой. Лонжерон состоит из замковой части, выполненной в виде «ласточкина хвоста» замка лопатки, выполненного за одно целое с центральным стержнем с коробчатым четырехугольным поперечным сечением, стоек с поперечным четырехугольным сечением, со сторонами, скрепленными с оболочкой, повторяющими ее форму. Между каждой стойкой и центральным стержнем лонжерона имеется прямоугольная щель. Каждая щель заглублена в замковую часть лонжерона, в каждой из этих двух щелей на стойки установлена гладкая, стальная, каленая или нагартованная, шлифованная лента, а на стержень лонжерона установлена гладкая, стальная, каленая или нагартованная, шлифованная лента-вставка с выемками, выполненными по дуге окружности на одной из сторон ленты. В каждой щели между гладкой лентой и лентой-вставкой с требуемым натягом по вершинам гофров δ>Y∂, где Y∂ - допустимая деформация сжатия гофра пакета в мм, так размещен многопролетный пакет, собранный «гофр в гофр» из одной, двух или более стальных, каленых или нагартованных, шлифованных, гофрированных лент, что гофры пакета, опирающиеся на ленту-вставку, размещены в ее выемках, и вершины гофров опираются на выемки в их плоскости симметрии, а ƒ≥Y∂+h, где ƒ - стрела выгиба гофра и h - глубина выемки ленты-вставки. На свободном конце стержня лонжерона выполнены полки. На каждую полку отогнутым концом опирается лента-вставка, а гладкая лента отогнута на торец стойки и отогнутым концом опирается на отогнутый конец ленты-вставки так, что при колебаниях лопатки происходят взаимные упругие проскальзывания с сухим трением отогнутых концов этих лент. Гофрированные ленты пакета, гладкие ленты и ленты-вставки изготовлены из жаропрочной нержавеющей стали, не теряющей упругие свойства при 600°С, а контактирующие поверхности этих лент покрыты износостойким покрытием, сохраняющим свои защитные свойства при этой температуре. Достигаются высокая прочность и статическая жесткость, сохраняющаяся или нарастающая в процессе технологического цикла, с высокоэффективным демпфирующим устройством, снижающим динамические напряжения в лопатке при ударе и вибрации до безопасного уровня на всех рабочих режимах авиадвигателя и повышающим ресурс и надежность вентилятора. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области двигателестроения, а именно к устройствам для гашения вибраций рабочих лопаток турбомашин, и предназначено для обеспечения надежности турбомашин. Рабочее колесо турбомашины содержит диск с установленными в его пазах рабочими лопатками, каждая из которых имеет трактовые полки и ножку, в которой размещен паз, демпфер, установленный под трактовыми полками каждой пары лопаток с возможностью контакта с полками и выполненный из двух соприкасающихся друг с другом частей. Каждая из частей демпфера выполнена в форме вертикально развернутой скобы сложного профиля, при этом один из свободных концов скобы является фрикционным элементом, установленным с радиальным зазором к внутренней поверхности полки, центральная часть скобы выполнена в виде упругого элемента, имеющего прямые и изогнутую поверхности, причем изогнута его средняя часть по радиусу, обеспечивающему частичную компенсацию действующей на демпфер центробежной нагрузки, а второй свободный конец является стопорным элементом, установленным с возможностью контакта с поверхностью паза, выполненного в ножке лопатки. При этом части демпфера установлены с возможностью контакта друг с другом через прямые поверхности упругого элемента. Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в расширении диапазона режимов работы турбомашины, на которых сохраняется высокая эффективность демпфирования вибраций лопаток рабочего колеса. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Наверх