Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя
Владельцы патента RU 2525376:
Открытое акционерное общество "Уфимское моторостроительное производственное объединение" ОАО "УМПО" (RU)
Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей, энергетических установках, паро- и гидротурбинах. Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя включает диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, а также продольные вставки Г-образной формы с замковыми ножками. Продольные вставки зафиксированы в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост». Торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска. Изобретение позволяет упростить конструкцию рабочего колеса, а также повысить его надежность. 2 ил.
Изобретение относится к области турбостроения и может быть использовано в конструкциях многоступенчатых осевых компрессоров и турбин газотурбинных двигателей (далее ГТД), энергетических установках паро- и гидротурбинах.
Известно рабочее колесо осевого компрессора ГТД, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, вставки, зафиксированные в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками и образующие внутренний профиль проточной части компрессора (US 2008/0226458 A1).
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, повышенная металлоемкость и низкая технологичность изготовления и сборки, т.к. каждая продольная вставка фиксируется в осевом направлении посредством двух болтовых соединений и соответствующих фланцев, выполненных на диске и вставках, следует также отметить, что данное крепление вставок к диску требует наличия дополнительных контровочных элементов, вследствие чего увеличивается количество деталей и снижается надежность узла.
В качестве наиболее близкого аналога к заявленному изобретению выбрано рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», образующие внутренний профиль проточной части компрессора (US 3393862 A).
Недостатками известного устройства является сложность конструкции, низкая технологичность сборки, т.к. каждая продольная вставка кроме фиксации на наружной поверхности диска дополнительно фиксируется к коку, а также ограниченная область применения, т.к. для осевой и радиальной фиксации вставок применяется дополнительный крепежный элемент на коке, закрепленном на диске. В связи с этим известное решение возможно применить только на консольно расположенных рабочих колесах первой ступени компрессора или последней ступени турбины.
Технической задачей заявленного изобретения является устранение вышеуказанных недостатков в известном узле.
Техническим результатом, достигаемым заявленным изобретением, является упрощение конструкции, сборки, повышение надежности узла в целом, а также расширение области применения.
Вышеперечисленные технические эффекты достигаются тем, что в рабочем колесе осевого компрессора ГТД, содержащем диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», согласно настоящему изобретению каждая из продольных вставок выполнена Г-образной формы, причем торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска.
Такое конструктивное выполнение вставок позволяет отказаться от дополнительных элементов крепления, что упрощает конструкцию, облегчает сборку, повышает надежность узла в целом, а также расширяет область применения изобретения за счет возможности реализации в рабочем колесе любой ступени осевого компрессора или турбины независимо от конструкции опор роторов.
На фиг.1 изображен продольный разрез фрагмента рабочего колеса осевого компрессора газотурбинного двигателя.
На фиг.2 изображена продольная Г-образная вставка в изометрии.
Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя содержит диск 1, наружная поверхность 2 которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками 3 посредством продольных замковых соединений, продольные вставки 4 с замковыми ножками 5, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности 2 диска 1 между лопатками 3 посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», образующие внутренний профиль проточной части компрессора, при этом каждая из продольных вставок 4 выполнена Г-образной формы, причем торцы 6, 7 на концах каждой из продольных Г-образных вставок 4 контактируют с наружной поверхностью 2 диска 1. Каждая из замковых ножек 5 под соответствующий поперечный замковый паз 8 на наружной поверхности 2 диска 1 выполнена на внутренней поверхности наиболее длинного участка каждой из продольных Г-образных вставок.
Наружные поверхности упомянутых продольных Г-образных вставок 4 образуют внутренний профиль проточной части компрессора.
Сборка рабочего колеса осевого компрессора ГТД осуществляется путем последовательной установки продольных Г-образных вставок 4 с замковыми ножками 5 в поперечные замковые пазы 8, расположенные на наружной поверхности 2 диска 1, и смежных с ними лопаток 3 в продольные замки.
При работе компрессора ГТД продольные Г-образные вставки 4 удерживаются от перемещения поперечным замковым соединением, образованным замковой ножкой 5 и выступами поперечного замкового паза 8, а также соседними лопатками 3. Лопатки 3 в свою очередь удерживаются от перемещения продольным замковым соединением.
В связи с вышеизложенным, специалисту на основании уровня техники должно быть очевидно, что при реализации заявленной конструкции объективно достигаются вышеприведенные технические эффекты.
Рабочее колесо осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащее диск, наружная поверхность которого выполнена цилиндрической, с закрепленными на нем лопатками посредством продольных замковых соединений, продольные вставки с замковыми ножками, зафиксированными в осевом направлении на наружной поверхности диска между лопатками посредством поперечных замковых соединений типа «ласточкин хвост», отличающееся тем, что каждая из продольных вставок выполнена Г-образной формы, причем торцы на концах каждой из продольных Г-образных вставок контактируют с наружной поверхностью диска.
