СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ПОЛОЙ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА Российский патент 2017 года по МПК F04D29/38 

Описание патента на изобретение RU2628843C1

Изобретение относится к способам изготовления лопаток турбомашин, может применяться в авиационных газотурбинных двигателях и энергетических установках для рабочих и направляющих лопаток вентиляторов и турбин.

Известен способ изготовления лопатки, включающий штамповку пластин заданного профиля и различной длины, их наложение одна на другую, соединение их между собой фигурными перемычками с формированием пакета пластин и заточкой кромок. (А.с. СССР №178932, МПК F04D 29/38. Рабочая лопатка осевого компрессора, 1966 г.).

Наиболее близким по техническим решением, выбранным в качестве прототипа является способ изготовления полой лопатки турбомашины, заключающийся в формировании элементов спинки и корыта лопатки путем придания пластинам заданного профиля и размеров, их фиксации, обеспечивающей заданный профиль и размеры лопатки и их последующее неразъемное соединение друг с другом. (Патент РФ№2229035, МПК F04D 29/38. Способ изготовления лопатки компрессора. 2004 г.).

Недостатком данного способа изготовления лопатки являются ограниченные функциональные возможности и, как следствие, получение лопаток, обладающих невысокой эрозионной стойкостью и прочностью.

Задачей предлагаемого технического решения является расширение функциональных возможностей способа.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение прочностных характеристик и эрозионной стойкости лопаток.

Технический результат достигается тем, что в способе изготовления полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава, заключающемся в формировании элементов спинки и корыта лопатки путем придания пластинам из алюминиевого сплава заданного профиля и размеров, их фиксации, обеспечивающей заданный профиль и размеры лопатки и их последующее неразъемное соединение друг с другом, согласно изобретению элементы спинки и корыта лопатки из алюминиевого сплава соединяют между собой через дополнительный металлический элемент, выполненный либо из титана или титанового сплава, либо из легированной стали, образующий внутренний каркас лопатки, а также входную и выходную кромки лопатки, соответствующие профилю и размерам входной и выходной кромок лопатки и имеющие углубления, обеспечивающие сопряженное присоединение с элементами спинки и корыта лопатки.

Технический результат достигается также тем, что в способе изготовления полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава элементы спинки и корыта лопатки вырезают или штампуют из прокатанного листа алюминиевого сплава.

Технический результат достигается также тем, что в способе изготовления полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава используют следующие дополнительные приемы: фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также дополнительного металлического элемента, образующего внутренний каркас лопатки, а также ее входную и выходную кромки осуществляют помещая их в штамп, повторяющий профиль и размеры лопатки, укладывают без зазоров соответствующие элементы лопатки и производят: либо диффузионную сварку в вакууме или нейтральной среде, либо дуговую сварку в защитной среде, либо электронно-лучевую сварку, сварку твердофазным перемешиванием, либо сварку трением в вакууме или нейтральной среде, либо пайку высокопрочным припоем.

Сущность изобретения поясняется чертежами. На фиг. 1 показаны элементы лопатки в поперечном сечении до их соединения (Фиг. 1а) и готовая лопатка турбомашины после соединения ее элементов (Фиг. 1b). На фиг. 2 представлены элементы лопатки до их соединения в 3D изображении. Фиг. 1 и 2 содержат: 1 - верхняя пластина (спинка); 2 - нижняя пластина (корыто); 3 - дополнительный металлический элемент, образующий внутренний каркас лопатки, а также входную и выходную кромки лопатки; 4 - входная кромка лопатки; 5 - выходная кромка лопатки; 6 - соединительные поверхности. Фиг. 2 содержит: 7 - полости лопатки; 8 - готовая лопатка.

Предложенный способ изготовления лопатки турбомашины осуществляется следующим образом. Сначала из алюминиевого сплава изготавливают (вырезают, штампуют) наружные пластины 1 и 2, составляющие лопатку. Наружные пластины 1 и 2 вырезают и изгибают таким образом, что они повторяют профиль и размер спинки и корыта лопатки 8. Из эрозионно-стойких материалов (либо из титана или титанового сплава, либо из легированной стали,) изготавливают дополнительный металлические элемент, образующий внутренний каркас лопатки, а также входную 4 и выходную кромки 5 лопатки 8. Каждую пластину 1 и 2 вырезают (или штампуют) из листового из алюминиевого сплава, толщина которого выбирается исходя из заданной конструкции лопатки 8. Дополнительный металлические элемент 3 лопатки 8 изготавливают предусматривая пазы для присоединения элементов спинки 1 и корыта 2. Закрепляют элементы лопатки 1, 2 и 3 так, чтобы они соответствовали размерам и конфигурации лопатки 8 (фиг. 1а и b, фиг. 2) и производят их соединение, например, диффузионной сваркой по соединительным поверхностям 6. В результате сварки стыков элементов лопатки 1, 2 и 3 получают готовую лопатку 8 с входной кромкой 4, выходной кромкой 5 и полостями 7.

Предложенный способ изготовления лопатки турбомашины позволяет расширить функциональные возможности способа за счет использования различных методов соединения элементов лопатки и повышения эрозионной стойкости изготавливаемых лопаток. Кроме того, предлагаемое техническое решение позволяет снизить вес изготавливаемой лопатки и упростить технологический процесс ее изготовления.

Похожие патенты RU2628843C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ 2011
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Лисянский Александр Степанович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Бердин Валерий Кузьмич
  • Смыслова Марина Константиновна
RU2464450C1
Способ изготовления пустотелой лопатки турбомашины 2016
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Бердин Валерий Кузьмич
  • Гордеев Вячеслав Юрьевич
RU2633564C1
ЗАГОТОВКА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОЙ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ СПОСОБОМ СВЕРХПЛАСТИЧЕСКОЙ ФОРМОВКИ 2012
  • Бердин Валерий Кузьмич
  • Бердин Николай Валерьевич
RU2525010C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОЙ ЛОПАТКИ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2016
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Смыслова Марина Константиновна
  • Бердин Валерий Кузьмич
  • Семенова Ирина Петровна
RU2640692C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ 2014
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2569614C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛОЙ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ ЛОПАТКИ 2013
  • Иноземцев Александр Александрович
  • Мулюков Радик Рафикович
  • Павлинич Сергей Петрович
  • Артюхов Александр Викторович
  • Сафиуллин Ринат Владикович
  • Трифонов Вадим Геннадьевич
  • Харин Сергей Александрович
  • Манапов Ирек Усманович
  • Морозов Михаил Александрович
RU2555274C1
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК ШИРОКОХОРДНЫХ ПУСТОТЕЛЫХ ЛОПАТОК ВЕНТИЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ 2011
  • Кропотов Владимир Алексеевич
RU2463125C2
СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ГАЗОТУРБИННОЙ УСТАНОВКИ, СОДЕРЖАЩЕЙ СОПЛОВЫЕ ЛОПАТКИ ИЗ НИКЕЛЕВЫХ ИЛИ КОБАЛЬТОВЫХ СПЛАВОВ В ВИДЕ МНОГОБЛОЧНОЙ КОНСТРУКЦИИ 2013
  • Новиков Антон Владимирович
  • Быбин Андрей Александрович
  • Дементьев Алексей Владимирович
  • Бекишев Ринат Рашидович
RU2550055C2
Способ восстановления хорды профиля пера лопатки из жаропрочного никелевого сплава 2022
  • Фурсенко Евгений Николаевич
  • Иванов Артем Михайлович
  • Котельников Альберт Викторович
  • Старков Дмитрий Александрович
RU2791745C1
Способ сухого электрополирования лопатки турбомашины и установка для его реализации 2023
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Криони Николай Константинович
  • Мингажева Алиса Аскаровна
  • Давлеткулов Раис Калимуллович
RU2799180C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 628 843 C1

Реферат патента 2017 года СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОМБИНИРОВАННОЙ ПОЛОЙ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ ИЗ АЛЮМИНИЕВОГО СПЛАВА

Изобретение относится к способам изготовления лопаток турбомашин. Способ изготовления полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава заключается в формировании элементов спинки и корыта лопатки путем придания пластинам из алюминиевого сплава заданного профиля и размеров, их фиксации, обеспечивающей заданный профиль и размеры лопатки и их последующее неразъемное соединение друг с другом. При этом элементы спинки и корыта лопатки из алюминиевого сплава соединяют между собой через дополнительный металлический элемент, выполненный либо из титана или титанового сплава, либо из легированной стали, образующий внутренний каркас лопатки, а также входную и выходную кромки лопатки, соответствующие профилю и размерам входной и выходной кромок лопатки и имеющие углубления, обеспечивающие сопряженное присоединение с элементами спинки и корыта лопатки. Изобретение направлено на повышение прочностных характеристик и эрозионной стойкости. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Формула изобретения RU 2 628 843 C1

1. Способ изготовления полой лопатки турбомашины из алюминиевого сплава, заключающийся в формировании элементов спинки и корыта лопатки путем придания пластинам из алюминиевого сплава заданного профиля и размеров, их фиксации, обеспечивающей заданный профиль и размеры лопатки и их последующее неразъемное соединение друг с другом, отличающийся тем, что элементы спинки и корыта лопатки из алюминиевого сплава соединяют между собой через дополнительный металлический элемент, выполненный либо из титана или титанового сплава, либо из легированной стали, образующий внутренний каркас лопатки, а также входную и выходную кромки лопатки, соответствующие профилю и размерам входной и выходной кромок лопатки и имеющие углубления, обеспечивающие сопряженное присоединение с элементами спинки и корыта лопатки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что элементы спинки и корыта лопатки вырезают или штампуют из прокатанного листа алюминиевого сплава.

3. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также дополнительного металлического элемента, образующего внутренний каркас лопатки, а также ее входную и выходную кромки осуществляют помещая их в штамп, повторяющий профиль и размеры лопатки, укладывают без зазоров соответствующие элементы лопатки и производят диффузионную сварку в вакууме или нейтральной среде.

4. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также элементов входной и выходной кромок осуществляют помещая их в фиксирующее устройство, обеспечивающее заданный профиль и размеры лопатки, укладывают соответствующие элементы лопатки с обеспечением сварочных зазоров и производят дуговую сварку в защитной среде.

5. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также элементов входной и выходной кромок осуществляют помещая их в фиксирующее устройство, обеспечивающее заданный профиль и размеры лопатки, укладывают соответствующие элементы лопатки с обеспечением сварочных зазоров и производят электронно-лучевую сварку.

6. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также элементов входной и выходной кромок осуществляют помещая их в штамп, повторяющий профиль и размеры лопатки, укладывают без зазоров соответствующие элементы лопатки и производят сварку твердофазным перемешиванием.

7. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также элементов входной и выходной кромок осуществляют помещая их в устройство, обеспечивающее возможность их взаимного перемещения без образования зазора и производят сварку трением в вакууме или нейтральной среде.

8. Способ по любому из пп. 1, 2, отличающийся тем, что фиксацию элементов спинки и корыта лопатки, а также элементов входной и выходной кромок осуществляют помещая их в штамп, повторяющий профиль и размеры лопатки, укладывают без зазоров соответствующие элементы лопатки и производят пайку высокопрочным припоем.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2017 года RU2628843C1

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОПАТКИ КОМПРЕССОРА 2002
  • Петухов А.Н.
  • Скибин В.А.
RU2229035C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОЙ ЛОПАТКИ ТУРБОМАШИНЫ 2011
  • Смыслов Анатолий Михайлович
  • Лисянский Александр Степанович
  • Мингажев Аскар Джамилевич
  • Бердин Валерий Кузьмич
  • Смыслова Марина Константиновна
RU2464450C1
US 0004595340 A1, 17.06.1986
US 0003942231 A1, 09.03.1976.

RU 2 628 843 C1

Авторы

Мингажев Аскар Джамилевич

Криони Николай Константинович

Мусин Фаниль Фанусович

Даты

2017-08-22Публикация

2016-08-15Подача