Пристрій для регулювання лопаток зі змінним кутом установлення у турбомашині

1. Пристрій для регулювання лопаток (10) зі змінним кутом установлення у турбомашині, який містить регулювальне кільце (30) і численні регулювальні важелі (40), кожний з яких має перший кінець (46), що містить зчіпний отвір (45) і встановлений на зчіпній частині (16) зовнішньої цапфи (11) лопатки (10), і другий кінець (22), шарнірно сполучений із регулювальним кільцем (30) таким чином, що повертання регулювального кільця (30) навколо осі турбомашини приводить до зміни кута установлення лопаток (10), який відрізняється тим, що кожний регулювальний важіль (40) виконаний із листового металу, зчіпний отвір (45) регулювального важеля (40) має першу зчіпну частину (13), що призначена для контактування зі зчіпною частиною (16) зовнішньої цапфи (11) лопатки (10) і створює першу зону (41) контакту "між регулювальним важелем (40) і зовнішньою цапфою (11)" при наявності люфту між зчіпною частиною (16) зовнішньої цапфи (11) лопатки (10) і зчіпним отвором (45) регулювального важеля (40) у напрямку, перпендикулярному першій зоні (41) контакту, причому приведення в обертання першого кінця C2 2 UA 1 3 зокрема, на вході компресорів, звичайно містять регулювальний вузол у формі кільця навколо корпуса турбіни і численні важелі або тяги. Кожний такий важіль має перший кінець, закріплений на поворотній цапфі лопатки, вісь якої є віссю обертання лопатки, і другий кінець, шарнірно зв'язаний з регулювальним кільцем. Синхронізоване змінювання кутового положення лопаток досягається шляхом повертання зазначеного кільця навколо осі турбіни. Для безперешкодного обертового руху важелів разом з регулювальним кільцем з'єднання між важелем і кільцем має принаймні один градус свободи при обертанні навколо осі, спрямованої практично радіально відносно кільця. Проте, оскільки важіль закріплений жорстко на поворотній цапфі відповідної лопатки, повертання кільця викликає інші відносні рухи між кільцем і цією частиною важеля, закріпленого на поворотній цапфі лопатки. Надання лопаткам обертового руху є необхідною умовою оптимізації ефективності турбомашини і межі «помпажу». Для сучасних корпусів високого тиску велике значення мають точність і гістерезис. Інакше кажучи, кріплення кінця регулювального важеля на поворотній цапфі лопатки повинно бути дуже точним. Механізм такого типу показаний на Фіг.1. Тут зображений корпус компресора і потовщення 2, у якому встановлена з можливістю обертання зовнішня цапфа 11 лопатки 10. Внутрішня цапфа 62 лопатки 10 установлена з можливістю обертання у потовщенні 4 внутрішнього кільця 3. Регулювальний важіль 20 має першу частину 21, жорстко зв'язану із зовнішньою цапфою 11 лопатки 10 за допомогою гайки 63. Другий кінець 22 регулювального важеля 20 несе регулювальну вісь 23, установлену з можливістю обертання в отворі регулювального кільця 30. Для цього, як показано на Фіг.2, перша частина 21 регулювального важеля 20 має прямокутний отвір 24. Відповідним чином, зовнішня цапфа 11 лопатки 10 має зчіпний прямокутник 64. Цей прямокутник повинен бути дуже точно підігнаний до зчіпного отвору 24 регулювального важеля 20. Для забезпечення прецизійного сполучення між цими елементами потрібно застосовувати складну і коштовну механічну обробку, типову для всіх трансмісійних прямокутних сполучень. У зв'язку з вищевикладеним, основним об'єктом даного винаходу є регулювальний пристрій, що містить регулювальне кільце і численні регулювальні важелі, кожний з яких має перший кінець, який містить зчіпний отвір і закріплений на зчіпній частині зовнішньої цапфи відповідної лопатки, і другий кінець, шарнірно зв'язаний із регулювальним кільцем, таким чином, що повертання регулювального кільця навколо осі турбомашини приводить до зміни кута установлення лопаток. Відповідно до даного винаходу регулювальний важіль виконують із листового металу. Його зчіпний отвір має першу зчіпну частину, призначену для контактування зі зчіпною частиною зовнішньої цапфи, що утворює першу зону 80688 4 контакту "між регулювальним важелем і зовнішньою цапфою" при наявності люфту між зчіпною частиною зовнішньої цапфи лопатки і зчіпним отвором регулювального важеля в напрямку, перпендикулярному цій зоні контакту, причому обертове зчеплення першого кінця регулювального важеля на зчіпній частині лопатки здійснюється через лист усунення люфту, що спирається на бічну частину регулювального важеля, практично перпендикулярну першому кінцю регулювального важеля, другою зоною контакту "між регулювальним важелем і листом усунення люфту", що є практично рівнобіжною першій зоні контакту, для притискання зчіпної частини лопатки до першого кінця регулювального важеля першою зоною контакту. Відповідно до кращого варіанту здійснення даного винаходу бічна частина регулювального важеля, що несе другу зона контакту "між регулювальний важелем і листом усунення люфту", є перпендикулярною площині листа усунення люфту, що створює регулювальний важіль. При цьому лист усунення люфту також містить зігнуту частину, що спирається на бічну частину регулювального важеля другою контактною зоною "між регулювальним важелем і листом усунення люфту". У кращому варіанті здійснення лист усунення люфту має отвір, розмір якого відповідає розміру зчіпного отвору регулювального важеля, одна сторона якого входить у контакт зі стінкою виїмки лопатки, розташованою в основі зовнішньої цапфи, створюючи третю зону контакту між "листом усунення люфту і зовнішньою цапфою". У кращому варіанті здійснення перша зона контакту "між регулювальним важелем і зчіпною частиною" має плоску форму. Даний винахід і його різноманітні технічні особливості більш докладно розглядаються нижче з посиланнями на додані фігури креслення, на яких зображені: Фіг.1: пристрій відповідно до даного винаходу, встановлений у ступню компресора турбомашини; Фіг.2: в аксонометрії регулювальний важіль, відомий із попереднього рівня техніки; Фіг.3: у перерізі пристрій згідно з даним винаходом; Фіг.4: в аксонометрії регулювальний важіль пристрою відповідно до даного винаходу. Фіг.5: в аксонометрії лист усунення люфту, використовуваний у пристрої за даним винаходом. Фіг.6: в аксонометрії пристрій відповідно до даного винаходу. Докладний опис варіанту здійснення даного винаходу На Фіг.3 всі основні нові елементи показані в перерізі. На цьому кресленні, передусім, показана лопатка 10 і, зокрема, її зовнішній кінець, тобто зовнішня цапфа 11 зі зчіпною ділянкою 16. Остання має звуження або виїмку 12 відносно діаметра зовнішньої цапфи 11. Другою основною деталлю пристрою є регулювальний важіль 40 і, зокрема, його перший кінець 46. Останній має зчіпний отвір 45, трохи ширший за ширину 5 перерізу регулювальної ділянки 16 лопатки 10 і зовнішньої цапфи 11, але менш широкий, ніж основна частина лопатки 10, завдяки чому на останню може спиратися регулювальний важіль 40. Повертання лопатки 10 регулювальним важелем 40 здійснюється першою зоною 41 контакту на контактній частині 13 зчіпної частини 16 лопатки 10, що перебуває в контакті з внутрішньою стінкою зчіпного отвору 45 регулювального важеля 40. Перша зона 41 контакту розташована на першому кінці 46 регулювального важеля 40 з боку, протилежного бічній частині 47, зігнутій під кутом приблизно в 90° відносно першого кінця 46. Головним завданням даного винаходу є забезпечення надійного контакту між контактною частиною 13 зчіпної частини 16 лопатки 10 і першим кінцем 46 регулювального важеля 40 у першій зоні 41 контакту. Для цього використовують лист 50 усунення люфту, що має отвір 54, ширина якого відповідає ширині зчіпного отвору 45 регулювального важеля 40 для забезпечення можливості його установлення на зовнішню цапфу 11. Зазначений лист 50 усунення люфту містить зігнуту частину 51, що утворює кут приблизно 90° з поверхнею 57 затискання листа 50 для усунення люфту і призначена для спирання на неї з внутрішньої сторони бічної частини 47 регулювального важеля 40 другою зоною 42 контакту. За допомогою третьої зони 53 контакту "між листом 50 усунення люфту і зовнішньою цапфою 11" з боку зігнутої частини 51 отвір 54 входить у контакт зі стінкою 15 виїмки 12 в основі зовнішньої цапфи 11, оскільки відстань між третьою зоною 53 контакту і другою зоною 52 контакту дорівнює відстані між першою зоною 41 контакту і другою зоною 42 контакту регулювального важеля 40 за відрахуванням ширини перерізу зчіпної частини 16 лопатки 10 по висоті виїмки 12. Внаслідок цього, коли лист 50 усунення люфту стає на місце усередині порожнини, утвореної першим кінцем 46 і бічною частиною 47 регулювального важеля 40, охоплюючи, таким чином, виїмку 12, тоді лист 50 усунення люфту, спираючись на бічну частину 47 у другій контактній зоні, змушує регулювальний важіль 40 в третій зоні 53 контакту "між листом 50 усунення люфту і зовнішньою цапфою 11 лопатки" входити в контакт із першою контактною частиною 13 виїмки 12 першою зоною контакту "між зовнішньою цапфою 11 і регулювальним важелем 40". Таким чином, зрозуміло, що точний і надійний контакт у першій зоні 41 контакту досягається завдяки спиранню зігнутої частини 51 листа 50 усунення люфту в другій зоні 42 контакту "між регулювальним важелем 40 і листом 50 усунення люфту", що змушує виїмку 12 лопатки 10 притискатися до першого кінця 46 регулювального важеля 40, створюючи упор "між листом 50 усунення люфту і зовнішньою цапфою 11". Позиціонування й утримання на місці листа 50 усунення люфту здійснюється за допомогою гайки 60, що нагвинчується на цапфу 11 лопатки 10 і в 80688 6 такий спосіб притискається до внутрішньої поверхні 57 листа 50 усунення люфту. На Фіг.4 показаний окремо регулювальний важіль 40. Він має перший кінець 46, центральну частину 49 і на другому кінці - потовщення 48. Останній призначений для шарнірного сполучення регулювального важеля 40 із регулювальним кільцем. Бічна частина 47 цього важеля зігнута відносно першого кінця 46, що містить отвір 45. Усередині зігнутої бічної частини 47 створена друга зона 42 контакту регулювального важеля 40, а на стороні отвору 45, протилежної бічній частині 47, створена перша зона 41 контакту регулювального важеля 40. На Фіг.5 окремо показаний лист 50 усунення люфту. Відповідно вищерозглянутому, він має зігнуту частину 51, що несе другу зону 52 контакту, розташовану на її зовнішній поверхні. Третя зона 53 контакту розташована на стороні отвору 54 з боку зігнутої частини 51. І нарешті, на Фіг.6 подане аксонометричне зображення цілого вузла в зібраному вигляді. До нього входить лист 50 усунення люфту, який встановлюється на першому кінці 46 регулювального важеля 40 і спирається на зігнуту бічну частину 47 своєю зігнутою частиною 51. Даний вузол закріплений за допомогою гайки 60, нагвинченої на зовнішню цапфу 11 лопатки 10. Цілком зрозуміло, що операція встановлення листа 50 усунення люфту на перший кінець 46 регулювального важеля 40 не складає будь-яких труднощів і потребує для цього лише зняти гайку із зовнішньої цапфи 11 лопатки 10 і після встановлення листа нагвинтити гайку 60 на зовнішню цапфу 11, забезпечивши достатнє притискання листа 50 усунення люфту до першого кінця 46 регулювального важеля 40 і, зокрема, зігнутої частини 51 листа до зігнутої бічної частини 47 регулювального важеля. Отже можна бачити, що дана конструкція не потребує будь-якої точної механічної обробки, окрім хіба що контактних поверхонь у першій зоні контакту. 7 80688 8 9 80688 10