Рабочее колесо осевой турбомашины Советский патент 1993 года по МПК F01D5/02 

&;№..

Изобретение относится к роторам осевых лопастных машин и может быть использовано при создании вентиляторов, осевых компрессоров, паровых и газовых турбин.

Цель изобретения - повышение надежности конструкции.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочем колесе осевой турбомашины, содержащем установленные на диске лопатки и охватывающее, по их периферии замкнутое бандажное кольцо, связанное с лопатками соединением типа выступ-впадина, выступ выполнен в виде цапфы на бандажном кольце или торце лопатки, а впадина в виде ответного по форме цапфы отверстия соответственно на периферии лопатки или на бандажном кольце.

На фиг,1 изображен вариант рабочего колеса осевой турбомашины с цапфами 1, выполненными на внутренней поверхности бандажного кольца 2 и входящими в ответные отверстия на торцах рабочих лопаток 3 корпуса дискового типа А.

На фиг.2 изображен вариант выполнения рабочего колеса осевой турбомашины, когда цапфы 1 на торцах рабочих лопаток 3 входят в ответные отверстия бандажного кольца 2.

На фиг.З цапфы 1 выполнены в форме корневого сечения рабочих лопаток 3.

При вращении ротора под действием центробежной силы масс самой лопатки 3 в ее сечениях возникают растягивающие напряжения. У лопаток с полкой центробежная сила последней производит дополнительное нагружение пера, что приводит к необходимости ограничения либо частоты вращения, либо температуры газа, т.е. к снижению соответственно работы или надежности конструкции. В предлагаемом рабочем колесе осевой турбомашины бандажное ко.льцо 2 не скреплено в радиальном направлении с рабочими лопатками 3 и, следовательно, не осуществляется их дополнительное нагружение При этом, конечно же,

должна быть обеспечена прочность самого бандажного кольца 2. Появление таких материалов как углерод-углерод, работающих при температурах до , и однонаправленных пластиков, длительно работающих при температурах до 200СС, решает эту задачу.

Так как подобные материалы обладают значительным модулем упругости и меньшим, чем стали и сплавы, значением коэффициента линейного расширения, то оказывается возможным обеспечить радиальное перемещение бандажного кольца меньшим по величине, чем радиальное перемещение конца рабочей лопатки. При этом при работе в лопатке в районе торца возникают сжимающие напряжения, а в других частях уменьшаются растягивающие напряжения.

При вращении ротора цапфы 1, входящие в ответные отверстия соответственно лопатки 3 и замкнутого бандажного кольца 2, препятствуют окружному и осевому смещению последнего, т.е. обеспечивают его

фиксацию.

Выполнение рабочего колеса осевой турбомашины предложенным способом приводит к снижению максимальных напряжений растяжения в корневом сечении лопатки на 13,93% и уменьшению контурной нагрузки диска на 7,81 %.

Формула, изобретения Рабочее колесо осевой турбомашины, содержащее установленные на диске лопатки и охватывающее по их периферии замкнутое бандажное кольцо, связанное с лопатками соединением типа выступ-впадина, от личающееся тем, что, с целью повышения .надежности конструкции, выступ выполнен в виде цапфы на бандажном кольце или- торце лопатки, а впадина - в виде ответного по форме цапфы отверстия, соответственно на периферии лопатки или на бандажном кольце..

Использование: турбомашиностроение. Сущность изобретения: рабочее колесо осевой турбомашины содержит установленные на диске 4 лопатки (Л) 3 и охватывающее их бандажное кольцо (К) 2, связанное с Л 3 соединением типа выступ-впадина. Выступ 1 выполнен в виде цапфы на К 2 или на торце Л 3, а впадина - в виде ответного по форме цапфы отверстия соответственно по периферии Л 3 или на К 2. 3 ил.