ШАРНИРНОЕ ЗАМКОВОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЛОПАТОК С ДИСКОМ Советский патент 1970 года по МПК F04D29/60 

Изобретение относится к конструкции крепления рабочей лопатки осевого компрессора или турбины и может быть использовано как в авиационных газотурбинных двигателях, так и в транспортных и стационарных осевых турбомашинах.

Известны шарнирные замковые соединения лопаток с диском рабочего колеса, имеющим реборды с окнами для выступов хвостовиков лопаток с цилиндрическими контактными поверхностями.

Предлагаемое соединение лопаток отличается от известных тем, что, с целью уменьшения веса и обеспечения прочности, несущие выступы хвостовика лопатки в плоскоети, перпендикулярной оси рабочего колеса, имеют трапециевидное сечение, а контактные поверхности хвостовика и окна выполнены с переменными радиусами.

Для уменьшения изгибных напряжений и увеличения эффективности демпфирования контактная поверхность замкового соединения расположена под углом к оси рабочего колеса, а между ребордами размещено демпфирующее кольцо.

На фиг. 1 представлен щарнирный замок описываемого соединения с хвостовиком, выполненным заодно с лопаткой; на фиг. 2 - то же, с малыми радиусами контактных поверхностей; на фиг. 3 - то же, со вставной

несущей балкой; на фиг. 4 - то же, с несущей балкой рамной конструкции.

Одним из возможных вариантов использования изобретения является шарнирная лопатка осевого компрессора с несушим элементом, выполненным заодно с лопаткой. Лопатка / имеет плоский замковый хвостовик 2, выполненный заодно с ней. Сечение несущей части 3 хвостовика - трапециевидное. Хвостовик имеет скосы 4. На несущей части хвостовика имеются выступы, у которых контактные поверхности 5 выполнены с постоянной или переменной кривизной. Выступы входят в окна 6, вьшолпенные в ребордах 7 дисков 8. Контактная поверхность 9 окон выполняется по радиусу. Осевая составляющая аэродинамических сил воспринимается контактной поверхностью 10 между полкой лопатки и кольцевой проточкой па диске. Такая конструкция предусматривает наличие разъема // между дисками 8 (например, соединениями Хирта). Между ребордами диска в кольцевой проточке 12 устанавливается демпфирующее кольцо 13. Под действием центробежных сил кольцо прижимается к нижнему торцу 14 хвостовика лопатки.

териала, а в окна реборды диска помещается вставка 16 также из твердого материала. При использовании для вставок материалов с высокой контактной прочностью радиусы контактирующих поверхностей могут быть выполнены небольшими, в связи с чем уровень изгибных напряжений существенно снижается.

В конструкции с щарнирной лолаткой со вставной несущей балкой рабочая лопатка 1 (без полки) имеет хвостовик 2, в отверстие которого вставляется несущ,ая двухопорная балка 17, выполненная из материала большей тбердости, чем материал лопаток. Балка Имеет скосы 4. На ее обоих концах выполняются контактные поверхности 5 с постоянным или переменным радиусом. Концы балок 17 входят в окна, образованные в ребордах диска. Контактная поверхность отверстия в диске выполняется с постоянным радиусом. Фиксация балки от смещения вдоль оси замка может быть произведена различными способами, например штифтом 18, проходящим через хвостовик и несущую балку. Пространство между лопатками закрывается вставками 19, выполненными из листового материала- и закрепленными на ребордах диска.

Несущая двухопорная балка может иметь рамную конструкцию, выполненную из высокопрочного материала. Рабочая лопатка /, имеющая плоский хвостовик 2, вставляется снизу в несущую коробчатую балку 20. Центробежная сила лопатки передается на балку буртиками 21 хвостовика лопатки. Заплечики 22 балки имеют контактные поверхности 5. Лопатка фиксируется от выпадения из проема коробчатой балки щтифтом 23. Пространство между ребордами дисков и лопатками перекрывается кольцевой крышкой 24, выполненной из листового материала и имеющей окна, через которые проходят лопатки. Крыщка крепится в кольцевых пазах 25, выполненных в ребордах диска.

Все варианты выполнения шарнирного замкового соединения содержат расположенное между ребордами демпфирующее кольцо, и контактная поверхность соединения расположена под углом к оси рабочего колеса.

п

Предмет изобретения

1.Шарнирное замковое соединение лопаток с диском рабочего колеса, имеющим реборды с окнами для несущих выступов хвостовиков лопаток с цилиндрическими контактными поверхностями, отличающееся тем, что, с целью уменьшения веса и обеспечения прочности, несущие выступы хвостовика лопатки в плоскости, перпендикулярной оси рабочего колеса, имеют трапециевидное сечение, а контактные поверхности хвостовика и окна выполнены с переменными радиусами.

2.Соединение лопаток по п. 1, отличающееся тем, что, с целью уменьшения изгибных

напряжений и увеличения эффективности демпфирования, контактная поверхность замкового соединения расположена под углом к оси рабочего колеса, а между ребордами размещено демпфирующее кольцо.

А -4

13

7ff