РОТОР ВЕНТИЛЯТОРА ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ, ВЕНТИЛЯТОР И АВИАЦИОННЫЙ ТУРБОРЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 2010 года по МПК F04D29/34 

Настоящее изобретение относится к ротору вентилятора авиационного турбореактивного двигателя и, в частности, касается стопорения ножек лопаток в соответствующих пазах. Оно касается также вентилятора турбореактивного двигателя, оборудованного таким ротором, и авиационного турбореактивного двигателя, вентилятор которого оборудован таким ротором.

В двухконтурном турбореактивном двигателе ротор вентилятора содержит определенное количество лопаток, при этом каждая лопатка содержит ребристую ножку, заходящую в паз, выполненный по окружности обода. Пазы выполняют между радиальными утолщениями, содержащими боковые приливы, перекрывающие края пазов и выполненные с возможностью удержания ножек лопаток.

При сборке каждую ножку лопатки передним концом вставляют в паз, перемещая ее со скольжением. Затем передние концы закрывают, в частности, кольцевым фланцем, обычно называемым «головкой заднего кольца капота». Этот фланец крепят на упомянутом ободе ротора. Он позволяет также заблокировать продольные колодки, вставленные в пазы под ножками лопаток.

В дальнейшем в тексте описания термины «передний» и «задний» используются для обозначения положения с направлением вперед или назад относительно двигателя.

Известно также, что каждый паз закрывают на его переднем конце замком, установленным в боковых вырезах, выполненных по обе стороны от паза в упомянутых радиальных утолщениях рядом с передним концом паза. Эти вырезы выходят в паз и направлены таким образом, чтобы сходиться друг к другу радиально наружу.

Замки имеют большое значение, так как осевое усилие, с которым ножка лопатки действует на каждый из них, составляет от 500 до 900 кг. Кроме того, в случае аварии, такой как попадание постороннего предмета или потеря лопатки, замок позволяет рассеять энергию удара и свести к минимуму разрушение соседних деталей.

До настоящего времени замки такого типа выполняли в виде плоских деталей. Одним из недостатков такой системы является то, что замок должен быть относительно толстым, чтобы выдерживать вышеупомянутые усилия и удары. В результате утяжеляется конструкция ротора. Кроме того, вырезы, в которые вставляют эти замки, имеют форму, зависящую от формы замка. В случае использования замков вышеуказанного типа наблюдаются высокие концентрации напряжений (являющиеся причиной пластической деформации ступицы) в некоторых соседних с вырезами зонах в передней части.

Настоящее изобретение позволяет решить эти проблемы.

В частности, объектом настоящего изобретения является ротор вентилятора турбореактивного двигателя, содержащий множество лопаток вентилятора, соединенных с ободом, при этом каждая лопатка содержит ножку, вставленную в паз упомянутого обода и удерживаемую в нем при помощи замка, вставленного в вырезы, выполненные по обе стороны от соответствующего паза рядом с его передним концом, препятствуя смещению упомянутой ножки лопатки в осевом направлении, отличающийся тем, что упомянутый замок содержит изогнутую пластину с направленной вперед вогнутостью, причем упомянутые вырезы наклонены вперед и выполнены с возможностью захождения в них краев упомянутой изогнутой пластины.

Таким образом, форма, изогнутая наподобие плотины, позволяет замку лучше сопротивляться усилию осевого направления, действующему со стороны ножки лопатки, что позволяет уменьшить толщину замка и сократить также осевое расстояние, отделяющее передний край ступицы от вырезов, при сохранении неизменными всех остальных параметров.

Кроме того, предпочтительно, чтобы каждый край изогнутой пластины имел закругленную форму, и соответствующие вырезы имели такой же профиль.

За счет такой специальной формы поверхности зоны краев изогнутой пластины, опирающиеся на стенки вырезов, существенно увеличились, что устраняет концентрации напряжений и отрицательные явления пластификации, которые могли бы возникнуть в результате этих напряжений.

Объектом настоящего изобретения является также вентилятор турбореактивного двигателя, отличающийся тем, что содержит описанный выше ротор.

Объектом настоящего изобретения является также турбореактивный двигатель, отличающийся тем, что содержит вентилятор, ротор которого является ротором описанного выше типа.

Настоящее изобретение и его другие преимущества будут более очевидны из нижеследующего описания ротора вентилятора турбореактивного двигателя, выполненного согласно вышеуказанному принципу, приведенного исключительно в качестве примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, в числе которых:

фиг.1 изображает частичный вид в изометрии в разборе ротора вентилятора в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг.2 - частичный вид в разрезе по II-II фиг.1.

Фиг.3 - вид в изометрии замка в увеличенном масштабе.

Фиг.4 - вид сверху замка в положении между двумя радиальными утолщениями обода, показанного в разрезе.

Показанный на чертежах ротор 11 вентилятора содержит диск, образующий подобие обода 13, с которым соединены лопатки 15 вентилятора. Каждая лопатка содержит ножку 17, вставленную в соответствующий паз 18 упомянутого обода 13. Последний содержит на своей окружности радиальные утолщения 20, выполненные на определенной длине параллельно оси ротора и содержащие боковые приливы 22, расположенные над краями соседних пазов. Форму пазов 18 и утолщений 24 определяют таким образом, чтобы удерживать ножки 17 лопаток. Между дном паза и ножкой лопатки вставляют продольную колодку для стабилизации положения лопатки в радиальном направлении. Все передние концы пазов закрывают с одной стороны полностью кольцевым фланцем 26, называемым «головкой заднего кольца капота», и с другой стороны индивидуально соответствующими замками 28. Кольцевой фланец 26 соединяют с ободом 13 при помощи винтов 30.

Каждый замок 28 вставляют в вырезы 34, выполненные по обе стороны от паза 18, который он закрывает, рядом с его передним концом. В частности, каждый вырез 34 выполнен в смежном радиальном утолщении 20 на определенном расстоянии от его переднего конца.

Согласно существенному отличительному признаку изобретения замок 28 содержит изогнутую пластину 38 с вогнутостью, направленной вперед, при этом вырезы 34 наклонены вперед и выполнены с возможностью захождения в них краев упомянутой изогнутой пластины (см. фиг.4).

Как видно из чертежей, каждый край изогнутой пластины 38, заходящий в вырез, имеет закругленную форму. Каждый вырез 34 имеет при этом форму, дополняющую форму крайней части пластины 38, заходящей в этот вырез.

Такая конфигурация замка позволяет облегчить систему путем уменьшения толщины замков, а также уменьшения вышеуказанного расстояния при сохранении всех остальных параметров.

Кроме того, закругленная форма краев замка (фиг.4) и соответствующая форма вырезов позволяют увеличить контактирующие между собой поверхности и, следовательно, устранить концентрации напряжений в вырезах 34.

Благодаря изобретению получают рассеяние значительной части осевых усилий в тангенциальные усилия в случае потери лопатки.

Кроме того, края 35 изогнутой пластины, заходящие в вырезы 34, наклонены друг к другу в наружном радиальном направлении. Вырезы 34 выполнены с таким же наклоном, что и края пластин, то есть два выреза, соответствующие одному замку, наклонены друг к другу в радиальном направлении изнутри наружу. Таким образом, замок 28 устанавливают на место, вставляя его между выходящими наружу внутренними концами вырезов. Наружные края не выходят на поверхность. При этом нет необходимости в какой-либо дополнительной страховочной системе для замка.

Кроме того, каждый замок 28 содержит продолжение 28а, направленное радиально внутрь и содержащее отверстие 39 для прохождения вышеупомянутой колодки 24. Колодку устанавливают на дне паза под ножкой лопатки, а также в толще замка.

Следовательно, при сборке установка колодки 24 стабилизирует положение соответствующего замка 28. Последующая установка обода 26 стабилизирует все колодки.

Кроме того, каждый замок содержит задний амортизирующий усилитель 40, выполненный заодно с упомянутой изогнутой пластиной 38. Этот усилитель выступает в соответствующий паз напротив конца ножки лопатки.

Группа изобретений относится к вентиляторостроению, в частности к ротору вентилятора авиационного турбореактивного двигателя, и позволяет рассеять энергию удара в случае аварии при попадании постороннего предмета в двигатель или при потере лопатки вентилятора. Указанный технический результат достигается в роторе вентилятора турбореактивного двигателя, содержащего множество лопаток (15) вентилятора, соединенных с ободом (13), при этом каждая лопатка содержит ножку (17), вставленную в паз упомянутого обода и удерживаемую в нем при помощи замка (28), вставленного в вырезы (34), выполненные по обе стороны от соответствующего паза рядом с его передним концом, препятствуя смещению упомянутой ножки лопатки в осевом направлении, причем упомянутый замок содержит изогнутую пластину с направленной вперед вогнутостью, причем упомянутые вырезы (34) наклонены вперед и выполнены с возможностью захождения в них краев упомянутой изогнутой пластины. 3 н. и 3 з.п., 4 ил.

1. Ротор вентилятора турбореактивного двигателя, содержащий множество лопаток (15) вентилятора, соединенных с ободом (13), при этом каждая лопатка содержит ножку (17), вставленную в паз упомянутого обода и удерживаемую в нем при помощи замка (28), вставленного в вырезы (34), выполненные по обе стороны от соответствующего паза рядом с его передним концом, препятствуя смещению упомянутой ножки лопатки в осевом направлении, отличающийся тем, что упомянутый замок содержит изогнутую пластину (38) с направленной вперед вогнутостью, причем упомянутые вырезы (34) наклонены вперед и выполнены с возможностью захождения в них краев упомянутой изогнутой пластины.

2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что каждый край (35) изогнутой пластины имеет закругленную форму, и соответствующие вырезы имеют соответствующую закругленную форму.

3. Ротор по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что каждый упомянутый замок (28) содержит задний амортизирующий усилитель (40), выполненный заодно с упомянутой изогнутой пластиной и выступающий в соответствующий паз.

4. Ротор по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что каждый упомянутый замок содержит продолжение (28а), направленное радиально внутрь и содержащее отверстие (39) для прохождения колодки, при этом упомянутую колодку (24) устанавливают на дне упомянутого паза под ножкой лопатки.

5. Вентилятор турбореактивного двигателя, отличающийся тем, что содержит ротор по любому из пп.1-4.

6. Авиационный турбореактивный двигатель, отличающийся тем, что содержит вентилятор, содержащий ротор по любому из пп.1-4.