РОТОР ТУРБИНЫ ТУРБОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ Российский патент 2013 года по МПК F01D5/30 

Изобретение относится к роторам турбин турбореактивных двигателей авиационного и наземного применения.

Известен ротор турбины турбореактивного двигателя, в котором рабочие лопатки зафиксированы в осевом направлении промежуточными кольцами, установленными на ободе диска с помощью болтовых соединений (RU 2263809, F02C 7/28, 2005).

Недостатком такой конструкции является ее малый ресурс при высокой температуре газа перед турбиной из-за низкой надежности болтовых соединений.

Наиболее близким к заявляемому является ротор турбины турбореактивного двигателя, в котором рабочие лопатки зафиксированы от осевого перемещения со стороны входной кромки дефлектором диска, а со стороны выходной кромки - уплотнительным кольцом, установленным на ободе диска с помощью байонетного соединения (US 2005 / 0201857, F01D 5/14, 2005).

Недостатком известной конструкции, принятой за прототип, является ее низкая надежность из-за недостаточной надежности дефлектора диска, а также возможности поворота уплотнительного кольца в окружном направлении относительно диска.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности ротора турбины турбореактивного двигателя путем фиксации уплотнительного кольца в окружном направлении и исключения осевого перемещения рабочей лопатки относительно диска под действием газовых сил.

Сущность изобретения заключается в том, что в роторе турбины турбореактивного двигателя, содержащем диск турбины с размещенными на нем рабочими лопатками и уплотнительным кольцом, установленным на ободе диска с помощью байонетного соединения, согласно изобретению между радиальными выступами диска установлен по меньшей мере один балансировочный грузик, осевой выступ С-образной внутренней части которого контактирует с боковыми стенками канала подвода охлаждающего воздуха на рабочую лопатку, при этом внешняя часть выполнена U-образной и охватывает его внутреннюю часть, а со стороны выходной кромки на внутренней поверхности хвостовика лопатки выполнен радиальный выступ, контактирующий в осевом направлении с ответным радиальным выступом в пазу диска.

Установка на роторе турбины между радиальными выступами диска по меньшей мере одного балансировочного грузика обеспечивает надежную фиксацию уплотнительного диска в окружном направлении. Если дисбаланса ротора нет, то устанавливают два балансировочных грузика диаметрально противоположно друг другу.

Фиксация уплотнительного кольца в окружном направлении осуществляется за счет того, что внешняя часть балансировочного грузика выполнена U-образной и охватывает С-образную внутреннюю часть, обеспечивая контакт осевого выступа С-образной внутренней части грузика с боковыми стенками канала подвода охлаждающего воздуха на рабочую лопатку.

Выполнение радиального выступа, контактирующего в осевом направлении с ответным радиальным выступом в пазу диска со стороны выходной кромки на внутренней поверхности хвостовика лопатки, исключает осевое перемещение рабочей лопатки относительно диска под действием газовых сил по направлению потока газа в проточной части, повышая надежность ротора турбины.

Изобретение проиллюстрировано следующим образом.

На фиг.1 показан продольный разрез ротора турбины турбореактивного двигателя, на фиг.2 - элемент I на фиг.1 в увеличенном виде. На фиг.3 показан вид А на фиг.2.

Ротор турбины турбореактивного двигателя 1 состоит из диска 2 с установленными на нем рабочими лопатками 3 с входной 4 и выходной 5 кромками.

На ободе 6 диска 2 со стороны входной кромки 4 лопатки 3 с помощью байонетного соединения 7 установлено уплотнительное кольцо 8 с каналами 9 подвода воздуха 10 на охлаждение рабочих лопаток 3.

С боковыми стенками 11 и 12 канала 9 контактирует осевой выступ 13 С-образной внутренней части 14 балансировочного грузика 15, который расположен между радиальными выступами 16 диска 2. Внешняя U-образная часть 17 грузика 15 охватывает С-образную внутреннюю часть 14, фиксируя таким образом ее в осевом направлении. Обе части 14 и 17 грузика 15 установлены на выступе 18 полотна 19 диска 2 и зафиксированы в окружном направлении заклепочным соединением 20.

Для исключения перемещения рабочей лопатки 3 в осевом направлении под действием газового потока 21 на внутренней поверхности 22 хвостовика 23 лопатки 3 выполнен радиальный выступ 24, контактирующий в осевом направлении с радиальным выступом 25, выполненным в пазу 26 диска 2.

Работает данное устройство следующим образом.

При балансировке ротора турбины 1 балансировочные грузики 15 своей внутренней частью 14 фиксируют уплотнительное кольцо 8 в окружном направлении относительно радиальных выступов 16 диска 2. Загромождение каналов 9 подвода воздуха 10 при этом минимально. Радиальный выступ 24 хвостовика 23 лопатки 3, контактирующий в осевом направлении с радиальным выступом 25 диска 2, надежно уплотняет паз 26 от паразитных утечек охлаждающего воздуха 10.

Ротор турбины турбореактивного двигателя содержит диск турбины с размещенными на нем рабочими лопатками и уплотнительным кольцом, установленным на ободе диска с помощью байонетного соединения. Между радиальными выступами диска установлен балансировочный грузик, осевой выступ С-образной внутренней части которого контактирует с боковыми стенками канала подвода охлаждающего воздуха на рабочую лопатку. Внешняя часть балансировочного грузика выполнена U-образной и охватывает его внутреннюю часть. Со стороны выходной кромки на внутренней поверхности хвостовика лопатки выполнен радиальный выступ, контактирующий в осевом направлении с ответным радиальным выступом в пазу диска. Изобретение позволяет повысить надежность ротора турбины турбореактивного двигателя. 3 ил.

Ротор турбины турбореактивного двигателя, содержащий диск турбины с размещенными на нем рабочими лопатками и уплотнительным кольцом, установленным на ободе диска с помощью байонетного соединения, отличающийся тем, что между радиальными выступами диска установлен по меньшей мере один балансировочный грузик, осевой выступ С-образной внутренней части которого контактирует с боковыми стенками канала подвода охлаждающего воздуха на рабочую лопатку, при этом внешняя часть выполнена U-образной и охватывает его внутреннюю часть, а со стороны выходной кромки на внутренней поверхности хвостовика лопатки выполнен радиальный выступ, контактирующий в осевом направлении с ответным радиальным выступом в пазу диска.