РОТОР КОМПРЕССОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2004 года по МПК F04D29/00 

Изобретение относится к компрессорам газотурбинных двигателей как авиационного, так и наземного применения.

Известен ротор компрессора газотурбинного двигателя, рабочие лопатки в котором зафиксированы от перемещения с одной стороны штифтом, а с другой стороны - отгибной пластиной [1].

Недостатком известной конструкции является ее сложность и низкая надежность из-за наличия концентраторов напряжений в виде отверстий под штифт в диске.

Наиболее близким к заявляемому является ротор компрессора ГТД, рабочие лопатки в котором зафиксированы с помощью пластины, фасонная часть которой устанавливается в соответствующее углубление хвостовика лопатки, а край пластины загибается на диск к оси ротора компрессора [2].

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность, так как край пластины, загнутый на диск, может отогнуться под действием центробежных сил или вибраций, а также в случае попадания постороннего предмета. Ротора компрессоров современных газотурбинных двигателей, особенно рабочие лопатки последней ступени, работают в тяжелых условиях: температура достигает ~650°С, а окружные скорости более 300 м/сек. При таких температурах прочность материала падает и контровочные замки, выполненные из тонкого листового материала для обеспечения их загибки, под действием центробежных сил и вибраций могут разогнуться, что приведет к выпадению рабочих лопаток в проточную часть компрессора и к его поломке.

Техническая задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в повышении надежности ротора компрессора газотурбинного двигателя путем исключения деформации контровочного замка при работе двигателя.

Сущность технического решения заключается в том, что в роторе компрессора ГТД с рабочими лопатками, зафиксированными пластинчатым замком с загибом хвостовика замка к оси ротора за обод диска, согласно изобретению замок, расположенный на последней рабочей лопатке последнего диска компрессора, выполнен с Т-образным выступом с противоположной стороны от загиба, а в примыкающем к ободу диска рабочем кольце выполнена полость с поверхностями, окружающими загиб хвостовика замка.

Выполнение замка, расположенного на последней рабочей лопатке последнего диска компрессора, с Т-образным выступом с противоположной стороны от загиба, а также выполнение в примыкающем к ободу диска рабочем кольце полости с поверхностями, окружающими загиб хвостовика замка, позволяет надежно фиксировать последнюю рабочую лопатку последнего диска компрессора путем исключения деформации контровочного замка при работе двигателя, т.е. контровочный замок не может сдеформироваться под действием центробежных сил или вибраций за счет ограничения его перемещения поверхностями, окружающими загиб хвостовика, и Т-образным выступом замка.

На фиг.1 - изображен продольный разрез ротора компрессоpa.

На фиг.2 - элемент 1 на фиг.1 в увеличенном виде.

На фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.

На фиг.4 - вид Б на фиг.2.

Ротор 1 компрессора ГТД состоит из дисков 2 с установленными на них рабочими лопатками 3 и промежуточными рабочими кольцами 4 между дисками 2. Рабочие кольца 4 ограничивают осевое перемещение рабочих лопаток 3 в осевом направлении, однако последняя рабочая лопатка 5 на последнем диске 6 компрессора ограничена кольцом 7 только с одной стороны, и для ее фиксации применен пластинчатый Т-образный контровочный замок 8, причем примыкающий к кольцу 7 хвостовик 9 замка 8 загнут к оси ротора 1 за обод 10 последнего диска 6, фиксируя таким образом рабочую лопатку 5. Замок 8 и его Т-образный выступ 11 размещены в пазах 12 и 13 замка 14 рабочей лопатки 5, которая, в свою очередь, установлена в пазу 15 обода 10 диска последней ступени 6. Хвостовик 9 замка 8, загнутый за обод 10, размещен в кольцевой полости 16 кольца 7 и ограничен от перемещений под действием центробежных сил поверхностями 17 и 18 полости 16.

Работает устройство следующим образом. При работе двигателя, при вращении ротора 1, на замок 8 действуют вибрации и центробежная сила, которая пытается вызвать деформацию этого замка, например отогнуть хвостовик 9 к периферии ротора 1 компрессора. Так как хвостовик 9 расположен в ограничивающей его кольцевой полости 16 рабочего промежуточного кольца 7, то поверхности 17 и 18 полости 16 не позволяют деформироваться хвостовику 9. Таким образом, рабочая лопатка 5 последней ступени компрессора 1 с помощью хвостовика 9 и Т-образного выступа 11 контровочного замка 8 надежно фиксируется в осевом направлении. Замок 8 полностью закрыт пазами 12 и 13 в замке 14 лопатки 5 и кольцевой полостью 16 рабочего кольца 7 и таким образом полностью закрыт от внешних воздействий, например, не может быть поврежден внешним предметом, попавшим в проточную часть компрессора, что в целом повышает надежность компрессора ГТД.

Источники информации

1. Вьюнов С.А. Конструкция и проектирование авиационных ГТД. - М.: Машиностроение, 1989, с. 75, рис.3.16.е.

2. Там же, с. 75, рис.3.16. В. - прототип.

Изобретение относится к компрессорам ГТД как авиационного, так и наземного применения и позволяет повысить надежность компрессора путем исключения деформации контровочного замка при работе двигателя. В роторе компрессора ГТД с рабочими лопатками, зафиксированными пластинчатым замком с загибом хвостовика замка к оси ротора за обод диска, новизна изобретения заключается в том, что замок, расположенный на последней рабочей лопатке последнего диска компрессора, выполнен с Т-образным выступом с противоположной стороны от загиба, а в примыкающем к ободу диска рабочем кольце выполнена полость с поверхностями, окружающими загиб хвостовика замка. 4 ил.

Ротор компрессора ГТД с рабочими лопатками, зафиксированными пластинчатым замком с загибом хвостовика замка к оси ротора за обод диска, отличающийся тем, что замок, расположенный на последней рабочей лопатке последнего диска компрессора, выполнен с Т-образным выступом с противоположной стороны от загиба, а в примыкающем к ободу диска рабочем кольце выполнена полость с поверхностями, окружающими загиб хвостовика замка.