Вузол кріплення робочих лопаток турбомашини

1 Вузол кріплення робочих лопаток турбомашини, який містить стопорне розрізне кільце, розміщене в пазу диска та прорізях в хвостовиках робочих лопаток, що утворюють спільну кільцеву канавку, зафіксоване від прокручування стопорним елементом, розміщеним в отворі на торці диска, який відрізняється тим, що стопорний елемент виконаний у вигляді пластинки з виступом, яка установлена в спільну кільцеву канавку з внутрішньої сторони виступом в гладкі отвори на торці диска, на внутрішній поверхні стопорного кільця виконаний паз для відгину в нього в процесі монтажу пластинчатої частини стопорного елемента, на торці диска виконана демонтажна лунка, висота якої трохи більша, ніж ЗОВНІШНІЙ діаметр спільної кільцевої канавки 2 Вузол по п 1, який відрізняється тим, що стопорне кільце може бути виконане як мінімум з двома розрізами і кожна частина розрізаного кільця має на внутрішній поверхні як мінімум один паз для відгину в нього пластинчатої частини стопорного елемента 3 Вузол по пп 1, 2, який відрізняється тим, що отвори, розрізи кільця та демонтажна лунка розміщені по осі півкроку між лопатками О Винахід стосується турбомашинобудування, а саме, роторів газотурбінних двигунів (ГТД) дискової конструкції, де вузол кріплення робочих лопаток являє собою з'єднання хвостовиків робочих лопаток та поздовжніх пазів на ободах дисків Робочі лопатки ГТД - одні з найбільш відповідальних деталей, від конструктивної досконалості і ДОВГОВІЧНОСТІ яких залежить надійна робота двигуна в цілому На них впливають інерційні та аеродинамічні сили, що викликають напругу розтягання, вигину та кручення Робочі лопатки також зазнають суттєві вібраційні напруги внаслідок коливань Тому особливо важливим, є вибір конструкції кріплення робочих лопаток у роторі ВІДОМІ наступні варіанти кріплення робочих лопаток в дисках на роторі індивідуальними пластинами, одна або дві на кожний паз (Масленіков, Шальман, "Авіаційні ГТД", Машинобудування, 1975р , с 316), осьовими або радіальними штіфтами (Гарькавий, Чайковський Двигуни літальних апаратів", Машинобудування, 1987р , с 207) Перелічені конструкції мають СПІЛЬНІ недоліки, а саме, КІЛЬКІСТЬ стопорних елементів дорівнює або дворазово перевершує КІЛЬКІСТЬ робочих ло паток, до того ж кожний стопорний елемент потребує відгину, неможливість забезпечення розміщення лопаток в СПІЛЬНІЙ площині, що зменшує стабільність балансування ротора, неможливість створення однакової жорсткості кріплення всіх лопаток для забезпечення передбаченого конструктором розбросу частот власних коливань ВІДОМІ також конструкції кріплення робочих лопаток в дисках ротора по патенту США N 4566857, де в спільну для диску та лопаток проточку заводиться стопорний елемент на групу лопаток з 4-х штук, або по патенту США N 4444544, де в спільну проточку заводяться стопорні елементи під кожну лопатку Недоліком даних конструкцій також являється велика КІЛЬКІСТЬ стопорних елементів та необхідність їх відгинання Крім того, проточки мають складний фасонний профіль, особливо на робочих лопатках, що підвищує трудомісткість та складність виготовлення цих конструкцій Більш удосконаленою в порівнянні з вищенаведеними є конструкція вузла кріплення робочих лопаток з постановкою в спільну проточку диску та лопаток розрізного пружинячого кільця, що фіксується від колового провороту спеціальним стопором так, щоб розріз в КІЛЬЦІ не попав під лопатку со ю ю ю 55534 (Скубачевський "Авіаційні ГТД Конструкція та розрахунок деталей" Машинобудування, 1974р, с 73) Недоліками такої конструкції є постановка стопора зі сторони лопаточного тракту ротора, при демонтажі лопаток в міжлопаточний канал вводяться металеві стержні, чималі розміри стопора, так як ширина різу повинна забезпечити стиснення кільця для його проходження через бурт, діаметр якого менше зовнішнього діаметру стопорного кільця, розташування отвору під стопор на зовнішньому діаметрі диску, який зазнає розтягуючі напруги, що зменшує надійність конструкції Найбільш близьким по технічній суті до конструкції, що заявляється, є технічне рішення по а с N 1408834, що прійняте за прототип Дане технічне рішення містить стопорне розрізне кільце, що розміщене в пазу диска та прорізях в хвостовиках робочих лопаток, що утворюють спільну кільцеву канавку, зафіксовану від провороту стопорним елементом, розміщеним в отворі на торці диску Проте, і ця конструкція має ряд недоліків, а саме кільце має один різ складної конфігурації, який повторює контур призматичної вставки, що ускладнює конструкцію, головка стопорного гвинта призводить до виникнення небаланса, що підвищує трудомісткість при балансуванні облопаченого ротора, різьбовий отвір на торці диску призводить до виникнення концентраторів напруг, тим самим знижує надійність конструкції, указану конструкцію можна здійснити тільки на першому та останньому диску ротору, і то при умові, що внутрішній діаметр стопорного кільця більший, ніж будь-який інший діаметр ротору, над яким проходить кільце, що зменшує сферу застосування пристрою, постановка стопора зі сторони торцю диску може привести до обриву головки болту або його контруючих елементів і попаданню в проточну частину, що зменшує надійність двигуна Задачею винаходу є удосконалення вузла кріплення робочих лопаток турбомашини шляхом спрощення конструкції, зменшення трудомісткості виготовлення та балансування, за рахунок чого розширюється сфера застосування пристрою, підвищується надійність двигуна в цілому Поставлена задача вирішується тим, що у вузлі кріплення робочих лопаток турбомашини, який містить стопорне розрізне кільце, розміщене в пазу диску, та прорізях в хвостовиках робочих лопаток, що утворюють спільну кільцеву канавку, зафіксоване від провороту стопорним елементом, розміщеним в отворі на торці диска, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, стопорний елемент виконаний у вигляді пластинки з виступом, яка установлена в спільну кільцеву канавку з внутрішньої сторони виступом в гладкі отвори на торці диску На внутрішній поверхні стопорного кільця виконаний паз для відгину в нього в процесі монтажу пластинчатої частини стопорного елементу На торці диску виконана демонтажна лунка, висота якої декілька більша, ніж ЗОВНІШНІЙ діаметр спільної кільцевої канавки Для зручності монтажу вузла на наступних за першим дисках турбомашини стопорне кільце може бути виконане як мінімум з двома різами і кожна частина розрізаного кільця має на внутрішній поверхні як мінімум один паз для відгину в нього пластинчатої частини стопорного елементу Отвори, різи кільця та демонтажна лунка розміщені по осі півкроку між лопатками На фіг 1 зображений фрагмент ротору дискової конструкції з установленими стопорним кільцем та стопорним елементом На фіг 2 показано постановку та фіксацію стопорного кільця і стопорного елемента На фіг 3 показано розміщення демонтажного пазу, стопорного елементу та різу стопорного кільця На фіг 4 зображене стопорне кільце з пазом для стопорного елементу Вузол кріплення робочих лопаток в диску ротора турбомашини містить робочі лопатки 1, які своїми хвостовиками 2 установлені в пази диска З таким чином, щоб прорізі в хвостовиках лопаток і паз диску утворювали спільну кільцеву канавку 4 В спільну кільцеву канавку 4 установлене розрізне (або частина) стопорне кільце 5, зафіксоване від провороту в коловому напрямі стопорним елементом 6, який виконаний у вигляді пластинки з виступом і установлений в гладкий отвір (отвори) 7 на торці диску Різ 8 кільця 5 має величину, достатню для забезпечення можливості стиснення цього кільця так, щоб його діаметр став меншим, ніж внутрішній діаметр бурта диска На внутрішній поверхні стопорного кільця 5 виконаний паз 9 для відгину в нього під час монтажу пластинчатою частини стопорного елементу 6 Для демонтажу стопорного кільця 5 на торці диску виконана демонтажна лунка 10, що по висоті декілька більша, ніж ЗОВНІШНІЙ діаметр спільної кільцевої канавки 4 Отвір (отвори) 7, різ(и) 8 кільця та демонтажна лунка(и) 10 розташовані по осі півкроку між лопатками Фіксація стопорного кільця 5 здійснюється таким чином Вставлене в спільну кільцеву канавку 4 стопорне кільце 5 провертають в коловому напрямі до суміщення осі стопорного елемента 6 з віссю паза 9 і відгинають пластинчату частину стопорного елементу 6 в паз зі сторони внутрішнього діаметра стопорного кільця 5, таким чином фіксуючи частини стопорного кільця від випадання, а саме кільце від провороту Під час роботи турбомашини на робочі лопатки 1 діють інерційні і аеродинамічні сили, під впливом яких лопатки зазнають напругу розтягання, вигину, кручення, а також суттєві вібраційні напруги внаслідок коливань Стопорне кільце 5 забезпечує надійне з'єднання хвостовиків робочих лопаток 1 і поздовжніх пазів дисків З 55534 A Фіг.2 A 9 5 Фіг.З Фіг.4 55534 Підписано до друку 05 05 2003 р Тираж 39 прим ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24