РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ТУРБОМАШИНЫ Российский патент 2000 года по МПК F01D5/30 F01D5/22 

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а более конкретно - к газотурбинным двигателям, а также к установкам для прочностной доводки рабочих колес газотурбинных двигателей.

Известен ротор двухступенчатой турбины, содержащий рабочие колеса первой, второй ступеней с дисками и рабочими лопатками, с дефлекторами. Рабочее колесо второй ступени содержит диск и установленные в пазах обода диска рабочие лопатки, снабженные на конце пера бандажными полками. Боковые поверхности бандажных полок рабочих лопаток выполнены зигзагообразными с контактными поверхностями. Соседние лопатки установлены между собой по контактным поверхностям с натягом. В осевом направлении рабочие лопатки удерживаются с двух сторон дефлекторами [1].

Недостатком известной конструкции фиксации лопаток в осевом направлении является то, что в случае прочностной доводки рабочего колеса без дефлекторов, включая только диск и лопатки, лопатки в осевом направлении оказываются незафиксированными.

Наиболее близким к изобретению является рабочее колесо турбины. Рабочее колесо включает в себя диск, рабочие лопатки с бандажными полками на конце пера. Боковые поверхности бандажных полок выполнены зигзагообразными с контактными поверхностями. Соседние лопатки установлены между собой по контактным поверхностям с натягом, вследствие чего каждая из лопаток удерживается от осевого перемещения соседними лопатками, а в целом, лопатки объединены по контактным поверхностям в кольцевой бандаж. Осевая фиксация лопаток помимо натяга по контактным поверхностям осуществляется посредством контровок. Цилиндрическим выступом каждая из контровок входит в отверстие в пазу диска, оба конца контровок загнуты на поверхности лопаток [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является наличие цилиндрического отверстия в каждом пазу диска, что приводит к уменьшению циклической долговечности и прочности диска и как следствие к уменьшению надежности.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности рабочего колеса турбомашины.

Сущность технического решения заключается в том, что в рабочем колесе турбомашины, содержащем диск, рабочие лопатки с бандажными полками, установленные по контактным поверхностям с натягом относительно друг друга контровки для фиксации лопаток в пазах диска, согласно изобретению, концы контровок соседних лопаток загнуты противоположно друг другу, при этом один из концов каждой контровки загнут на поверхность лопатки, а другой - на поверхность диска.

Загиб концов соседних лопаток противоположно друг другу с загибом одного конца каждой контровки на поверхность лопатки, а другого - на поверхность диска обеспечивает надежную фиксацию в целом всего комплекта рабочих лопаток в пазах диска и каждой лопатки в отдельности, что в целом повышает циклическую долговечность, прочность и надежность диска.

На фиг. 1 изображено рабочее колесо турбомашины.

На фиг. 2 - вид А по фиг. 1.

На фиг. 3 - элемент 1 на фиг. 1 в увеличенном виде.

На фиг. 4 - вид Б на фиг. 3.

На фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 4.

Рабочее колесо 1 турбомашины содержит диск 2 с пазами 3 елочного типа, в которых установлены рабочие лопатки 4, снабженные на конце пера бандажными полками 5. Боковые поверхности бандажных полок 5 выполнены зигзагообразными с контактными поверхностями 6. Соседние лопатки 4 установлены по контактным поверхностям 6 с натягом, вследствие чего каждая из лопаток 4 удерживается от перемещения в осевом направлении в пазу 3 диска 2 соседними лопатками, а в целом, лопатки 4 объединены по контактным поверхностям 6 бандажных полок 5 в кольцевой бандаж. Для осевой фиксации лопаток 4 в пазы 3 диска 4 под подошвы замка каждой из лопаток 4 поставлены гладкие без цилиндрических выступов контровки 7. Один из концов 8 контровки 7 загнут на поверхность замка 9 лопатки 4, а другой конец 10 в противоположном направлении на поверхность диска 2. Поперечная форма сечения контровки 7 исключает поворот ее вокруг оси в пазу диска. Концы 8, 10 контровки 7, находящейся в соседнем пазу 3 диска 2 загнуты относительно концов 8, 10 предыдущей контровки противоположно, в обратном направлении.

Таким образом, каждая из лопаток удерживается своей контровкой 7 в одном направлении, при этом каждая пара соседних лопаток 4 удерживается контровками 7 в обоих противоположных направлениях. Такая загибка концов 8, 10 контровок 7 в сочетании с натягом по контактным поверхностям 6 бандажных полок 5, вследствие которого каждая из лопаток 4 удерживается дополнительно еще контактными поверхностями 6 бандажных полок 5 соседних лопаток, обеспечивает надежную фиксацию в целом всего комплекта рабочих лопаток в пазах 3 диска 2 и каждой лопатки в отдельности. Использование контровок без цилиндрических выступов исключает выполнение в пазах диска отверстий и тем самым повышает циклическую долговечность, прочность и надежность диска. Использование гладких контровок без цилиндрических выступов повышает также технологичность изготовления самих контровок.

Таким образом, использование предлагаемой конструкции фиксации рабочих лопаток в диске позволяет вести прочностную доводку рабочих колес турбомашины без использования дефлекторов.

Источники информации
1. Патент N 1130008, F 01 D 5/18, F 02 C 7/12.

2. Конструкция и проектирование авиационных ГТД. Под общей редакцией доктора технических наук Д.В.Хронина. - М.: Машиностроение, 1989 г., стр. 166, рис. 4.2.7. - прототип.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, а более конкретно - к рабочим колесам турбомашин газотурбинных двигателей, а также - к установкам для прочностной доводки рабочих колес газотурбинных двигателей. Рабочее колесо турбомашины содержит диск, рабочие лопатки с бандажными полками, установленные по контактным поверхностям с натягом относительно друг друга, контровки для фиксации лопаток в пазах диска. Концы контровок соседних лопаток загнуты противоположно друг другу, при этом один из концов каждой контровки загнут на поверхность лопатки, а другой - на поверхность диска. Использование изобретения позволит повысить надежность рабочего колеса турбомашины. 5 ил.

Рабочее колесо турбомашины, содержащее диск, рабочие лопатки с бандажными полками, установленные по контактным поверхностям с натягом относительно друг друга, контровки для фиксации лопаток в пазах диска, отличающееся тем, что концы контровок соседних лопаток загнуты противоположно друг другу, при этом один из концов каждой контровки загнут на поверхность лопатки, а другой - на поверхность диска.