УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СДВОЕННЫХ ЛИСТОВЫХ ЛОПАТОК РАБОЧЕГО КОЛЕСА ОСЕВОГО ВЕНТИЛЯТОРА Российский патент 2009 года по МПК F04D29/60 

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано при изготовлении осевых вентиляторов, в том числе с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса.

Известно устройство для изготовления лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, содержащее на сборочном стапеле монтажную плиту (см., например, НИКОЛАЕНКО Л.Н. и др. Пособие для слесаря-сборщика газотурбинных двигателей. Москва, Оборонгиз, 1963, с.34-35) [1]. Данное устройство [1] принято в качестве наиболее близкого аналога. Однако данное устройство не позволяет обеспечить сборку сдвоенных листовых лопаток осевых вентиляторов из-за недостаточной жесткости фиксации лопаток, что не позволяет обеспечить создания минимального крутящего момента центробежных сил относительно оси поворота сдвоенных лопаток.

Технический результат при использовании изобретения заключается в обеспечении требуемых расчетных параметров вентилятора посредством высокой точности изготовления пространственной геометрии поверхностей лопастей сдвоенных листовых лопаток, рассчитанных на заданные параметры давления и производительности решетки лопаток рабочего колеса вентилятора при минимальном крутящем моменте центробежных сил относительно оси поворота лопаток.

Указанный технический результат достигается в устройстве для изготовления сдвоенных листовых лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, содержащем на сборочном стапеле монтажную плиту с нанесенными осями Z, K, L, N соответственно лопаток рабочего колеса, монтажных колонок, держателей контрольных лекал, лопастей и перемычек лопатки рабочего колеса, с помощью которых посредством лекал, размещенных посредством скалок на монтажных колонках, жестко фиксируют лопасти перед сваркой лопатки рабочего колеса относительно оси ее поворота.

На фиг.1 изображена сдвоенная листовая лопатка, вид в аксонометрии; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - сечение IV-IV на фиг.1; на фиг.4 - устройство для изготовления лопаток; на фиг.5 - вид сверху на фиг.4.

Устройство для изготовления сдвоенных лопаток рабочего колеса осевого вентилятора содержит установленную на сборочном стапеле 1 монтажную плиту 2 с нанесенными осями Z, K, L, N, причем Z - ось лопатки 3 вентилятора; K, L - оси монтажных колонок 4, несущих скалки 5 с держателями лекал 6 для монтажа лопастей 7 и 8 на поворотном основании 9; а на оси N размещена монтажная колонка 4 для размещения скалок 5 с держателями перемычек лопастей 7 и 8. Лекала 6 размещены на монтажных колонках 4 посредством скалок 5 и штифтов 10, расположенных на высоте h₁ и h₂, например II и IV, причем поверхность лекал 6 в плоскости X-Y выполнена по расчетным координатам соответствующего сечения поверхности лопасти 7 и 8 лопатки 3 рабочего колеса, а сами лекала 6 при этом жестко фиксируют лопасти 7 и 8 перед сваркой лопатки 3 рабочего колеса относительно оси Z ее поворота.

При изготовлении лопаток 3 по заданному диаметру рабочего колеса, частоте его вращения, втулочному размеру, требуемой производительности, давлению, КПД вентилятора с учетом гипотезы цилиндрических сечений проточной части и минимума момента M_z центробежных сил относительно оси поворота лопатки 3 известным методом, например методом «дискретных вихрей» путем решения «обратной задачи аэродинамического проектирования», рассчитывают координаты точек средней линии сечений первой 7 и второй 8 лопастей лопатки 3 рабочего колеса в заданных сечениях по ее радиусу. Для заданных сечений при соблюдении требований гипотезы о цилиндрических сечениях проточной части и полного КПД решетки лопаток 3 рабочего колеса вентилятора определяют геометрические координаты на плоскости X-Y фиксированных точек 1, 2, 3, 4……21 средней линии сечений первой 7 и второй 8 тонких лопастей лопатки 3 рабочего колеса относительно оси Z ее поворота с учетом обеспечения требования минимальных моментов инерции указанных сечений относительно оси Z путем размещения центра М масс системы на указанной оси (см. фиг.1, 2, 3). Там же в координатах X-Y-Z показана схема расположения элементов сдвоенной листовой лопатки 3 рабочего колеса осевого вентилятора, причем на первой 7 и второй 8 лопасти лопатки 3 нанесены контрольные сечения, например I, II, III, IV, V и VI, причем сечение IV принято за базовое (расчетное), а размеры хорд b₁ и b₂ в сечениях определяют расчетным путем по исходным начальным условиям путем решения «обратной задачи аэродинамического проектирования».

По указанным координатам известным методом, например на фрезерных станках с числовым программным управлением, изготавливают гибочные штампы, посредством которых путем горячей штамповки изготавливают тонкие лопасти 7 и 8, которые посредством сборочного стапеля 1 и электродуговой сварки жестко размещают на поворотном основании лопатки 3.

Для обеспечения требуемой точности взаимного расположения лопастей 7 и 8 на поворотном основании лопатки 3 лопасти 7 и 8 перед сваркой фиксируют относительно оси Z поворота лопатки 3 посредством лекал 6, содержащих винтовые зажимы, жестко размещенных посредством скалок 5 на монтажных колонках 4.

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано при изготовлении осевых вентиляторов, в том числе с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса. Технический результат при использовании изобретения заключается в обеспечении требуемых расчетных параметров вентилятора посредством высокой точности изготовления пространственной геометрии поверхностей лопастей сдвоенных листовых лопаток, рассчитанных на заданные параметры давления и производительности решетки лопаток рабочего колеса вентилятора при минимальном крутящем моменте центробежных сил относительно оси поворота лопаток. Указанный технический результат достигается в устройстве для изготовления сдвоенных листовых лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, содержащем на сборочном стапеле монтажную плиту с нанесенными осями Z, K, L, N соответственно лопаток рабочего колеса, монтажных колонок держателей контрольных лекал, лопастей и перемычек лопатки рабочего колеса, с помощью которых посредством лекал, размещенных посредством скалок на монтажных колонках, жестко фиксируют лопасти перед сваркой лопатки рабочего колеса относительно оси ее поворота. 5 ил.

Устройство для изготовления сдвоенных листовых лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, содержащее на сборочном стапеле монтажную плиту с нанесенными осями Z, K, L, N соответственно лопаток рабочего колеса, монтажных колонок держателей контрольных лекал, лопастей и перемычек лопатки рабочего колеса, с помощью которых посредством лекал, размещенных посредством скалок на монтажных колонках, жестко фиксируют лопасти перед сваркой лопатки рабочего колеса относительно оси ее поворота.