Пристрій блокування лопаток з кріпленням молотоподібного типу на диску

1 Пристрій блокування лопаток (8) у периферійній канавці (2) диска (1) турбомашини, причому лопатки містять кореневі частини (7) з кріпленням молотоподібного типу, які можуть бути введені у канавку (2) через вікно завантаження (6а, 66) і утримуються у канавці (2) внаслідок взаємодії їх форми з бічними стінками (За, 36) цієї канавки, причому пристрій блокування може бути введений у канавку (2) через вікно завантаження (6а, 66) і містить елемент блокування (16), який може бути піднятий у гніздо фіксатора (9а, 96), виконане у бічних стінках (За, 36) канавки (2) під дією радіально розташованого гвинта переміщення (17), головка якого (41) упирається у дно цієї канавки Винахід, що пропонується, стосується пристрою блокування лопаток у периферійній канавці диску турбомашини, причому лопатки містять кореневі частини з кріпленням молотоподібного типу і вони можуть бути введені у канавку через вікно завантаження і утримуються у цій канавці внаслідок взаємодії їх форми з бічними стінками канавки, причому пристрій блокування може бути введений у канавку через вікно завантаження і містить елемент блокування, який може бути піднятий у гніздо фіксатора, виконане у бічних стінках канавки, під дією гвинта радіального переміщення, головка якого упирається у дно цієї канавки Може бути передбачене ступінчасте встановлення декількох пристроїв блокування цього типу Звичайно головка гвинта переміщення, яка є більш широкою, ніж його стержень, розміщується у поглибленні, виконаному у дні канавки проти ВІДПОВІ (2), який відрізняється тим, що пристрій додатково містить корпус (15), розташований між кореневими частинами (7) пари лопаток (8а, 86), має поперечний переріз, адаптований до поперечного перерізу канавки (2), причому корпус (15) містить нижню основу (20), розташовану над дном канавки (2), і радіальний крізний отвір (22), поперечний переріз якого не є круглим і в якому елемент блокування (16) встановлюється з можливістю переміщення під дією гвинта переміщення (17), а головка гвинта (41)має такий розмір, щоб вона залишалася укладеною між дном канавки (2) і основою (20) корпусу (15) 2 Пристрій за п 1, який відрізняється тим, що він додатково містить засоби, призначені для обмеження підйому елементу блокування (16) 3 Пристрій за п 2, який відрізняється тим, що згадані засоби, призначені для обмеження підйому елементу блокування (16), містять взаємодіючі один з одним упорні поверхні (23а, 236, 32а, 326), сформовані ВІДПОВІДНО на елементі блокування (16) і на корпусі (15) 4 Пристрій за будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що елемент блокування (16) виконаний з можливістю прибирання у корпус дного гнізда фіксатора Внаслідок тієї обставини, що головка цього гвинта є більш широкою, ніж його стержень, цей гвинт є таким, що не випадає У сучасних конструкціях подібний елемент блокування утворений потовщенням, сформованим на верхній поверхні корпусу, який у положенні блокування даного пристрою упирається у бічні стінки канавки у безпосередній близькості від горловини цієї канавки Цей корпус має нижню основу, яка у положенні блокування віддалена від головки гвинта з тим, щоб забезпечити можливість ковзання цього корпусу у канавці у процесі монтажу лопаток Дійсно, ДЛЯ ТОГО, щоб забезпечити можливість цього ковзання, потовщення, сформоване на корпусі, повинно розташовуватися у канавці і основа цього корпусу при цьому упирається у головку гвинта і розташовується у безпосередній близькості від дна цієї канавки О со 00 00 ю 57883 Після ТОГО, ЯК даний пристрій встановлений проти гнізда фіксатора, корпус підіймають, повертаючи систему лопаток відносно диску, у напрямі назовні, приводячи у рух гвинт переміщення за допомогою ключа, адаптованого для зачеплення з тим кінцем гвинта, який є протилежним його головці і розміщений у отворі, виконаному у платформах двох суміжних лопаток Утримання цього потовщення у ГНІЗДІ фіксатора здійснюється шляхом реалізації заклинення між, з одного боку, корпусом фіксатора, що упирається у горловину диску, а з іншого боку, головкою гвинта, розміщеною у поглибленні, виконаному у дні канавки Ця система функціонує за принципом гвинт-гайка і стопориться або за допомогою локальної деформації, або за допомогою додаткового витка, або за допомогою будь-якого іншого придатного у цьому випадку засобу Якщо з яких-небудь причин втрачається дія ефекту згаданого заклинення, то тільки самогальмування утримує даний гвинт і заважає потовщенню звільнитися з гнізда фіксатора З конструктивних міркувань моноблочна деталь, утворена корпусом і його потовщенням,не містить позитивних направляючих засобів, діючих у процесі її просування у канавці при виконанні операцій монтажу Таким чином, головка гвинта може виявитися неналежним чином позицюнованою у своєму поглибленні у процесі затягнення цього гвинта, що може виразитися у подальшому зміщенні головки гвинта у процесі функціонування даної турбомашини і у втраті ефекту заклинення У той же час, затягнення невдало позицюнованого гвинта може також спричинити заїдання його різьблення При цьому може бути забезпечене утримання даного потовщення у ГНІЗДІ фіксатора, але у подальшому це може викликати ускладнення при демонтажі даного пристрою у процесі виконання операцій технічного обслуговування Крім того, коли дана турбомашина функціонує, гвинт зазнає впливу значних відцентрових зусиль, які, у випадку втрати ефекту заклинення, можуть спричинити обертання цього гвинта, причому даний гвинт при цьому виходить у газовий потік, що після закінчення деякого часу може привести до звільнення цього потовщення з гнізда фіксатора у процесі зупинки цієї турбомашини Найбільш близьким, на думку заявника, до запропонованого винаходу є винахід за патентом Великобританії №659592, дата подання 02 08 1949 Винахід стосується ротора турбомашини, який має завантажувальний отвір, через який можуть бути вставлені в кільцеву канавку кореневі частини лопаток Завантажувальний отвір закривається ключем, який складається з декількох частин Основна деталь ключа має клиноподібну форму і встановлюється тонким кінцем назовні, тобто далі від осі ротора Ця частина спрямовується назовні за допомогою гвинта, який вставляється на дно завантажувального отвору Цей винахід має ті ж недоліки, які мають вищезгадані блокувальні елементи у сучасних конструкціях турбомашин Задача даного винаходу полягає у тому, щоб створити пристрій блокування згаданого вище типу, який, у режимі функціонування даної турбома шини, не допускає ослаблення його затягування і який виключає заїдання різьблення гвинта у процесі монтажу Поставлена у даному винаході задача вирішується внаслідок того, що елемент блокування змонтований з можливістю ковзання у осьовому напрямі у радіальному отворі корпуса, що має поперечний переріз, адаптований до поперечного перерізу канавки, а також внаслідок того, що головка гвинта укладена між дном канавки і основою корпусу Таким чином, у цьому випадку корпус відчуває направляючий вплив у процесі свого просування у канавці, що забезпечує точну орієнтацію у радіальному напрямі осі гвинта і виключає заїдання різьблення цих гвинтів Крім того, головка гвинта нерухомо зафіксована у радіальному напрямі по відношенню до корпусу і вплив відцентрових зусиль на елемент блокування, у разі часткового ослаблення затягування гвинта, не дозволяє йому повертатися внаслідок того, що головка цього гвинта при цьому знаходиться у позитивному упорі у основу корпусу Кажучи більш конкретно пристрій, що пропонується, відрізняється тим, що він містить корпус, розташований між кореневими частинами пари лопаток і має поперечний переріз, адаптований до поперечного перерізу канавки, причому корпус містить нижню основу, розташовану над дном канавки, і крізний радіальний отвір, поперечний переріз якого не є круглим і у якому елемент блокування встановлюється з можливістю ковзання під дією гвинта переміщення, а також тим, що розміри головки цього гвинта вибираються таким чином, щоб вона залишалася укладеною між дном канавки і основою корпусу Переважним чином пристрій, що пропонується, додатково містить засоби, призначені для обмеження підйому елементу блокування Ці засоби, призначені для обмеження підйому елементу блокування, містять взаємодіючі один з одним упорні поверхні, сформовані ВІДПОВІДНО на елементі блокування і на корпусі Переважним чином цей елемент блокування може бути прибраний у корпус Це гарантує безперешкодне переміщення даного пристрою у канавці у процесі монтажу Інші характеристики і переваги винаходу, що пропонується, будуть краще зрозумілими з приведеного нижче опису, що не є обмежувальним, прикладу його реалізації, де даються посилання на приведені у додатку креслення, на яких фіг 1 являє собою схематичний вигляд зверху частини диску колеса, не обладнаної лопатками, фіг 2 являє собою схематичний вигляд зверху частини диску колеса, обладнаної лопатками з кріпленням молотоподібного типу, зафіксованими за допомогою пристрою блокування ВІДПОВІДНО ДО винаходу, що пропонується, фіг 3 являє собою схематичний вигляд у розрізі за ЛІНІЄЮ Ill-Ill, показаною на фіг 2, вздовж радіальної площини, що проходить через вісь обертання даної турбомашини, причому самі лопатки на цій фігурі не показані для більшої ясності креслення, фіг 4 являє собою схематичний перспективний 57883 вигляд пристрою блокування, виконаного ВІДПОВІДНО до винаходу, що пропонується, фіг 5 являє собою схематичний вигляд зверху корпусу пристрою блокування, що пропонується, фіг 6 являє собою схематичний вигляд у розрізі за ЛІНІЄЮ VI-VI, показаною на фіг 5, корпусу пристрою блокування, що пропонується, фіг 7 являє собою схематичний вигляд у розрізі за ЛІНІЄЮ VII-VII, показаною на фіг 5 корпусу пристрою блокування, що пропонується, фіг 8 являє собою схематичний вигляд зверху елементу блокування, фіг 9 являє собою схематичний вигляд у розрізі за ЛІНІЄЮ ІХ-ІХ, показаною на фіг 8, елементу блокування, фіг 10 являє собою схематичний вигляд у розрізі за ЛІНІЄЮ Х-Х, показаною на фіг 8, елементу блокування, фіг 11 являє собою схематичний вигляд збоку гвинта переміщення На фіг 3 представлений схематичний вигляд у розрізі диску 1 колеса турбомашини, який містить на своїй периферійній частині канавку 2, призначену для утримання кореневих частин лопаток з кріпленням молотоподібного типу Ця канавка 2, обмежена бічними стінками За і 36, що мають криволінійний поперечний переріз, відкривається у напрямі назовні за допомогою горловини 4, розмір якої у напрямі осі обертання даного колеса менше розміру порожнини 5, сформованої у донній частині цієї канавки 2 Кореневі частини лопаток мають переріз за радіальною площиною, що проходить через вісь обертання диску 1, адаптований до поперечного перерізу канавки 2 для того, щоб вони утримувалися у цій канавці внаслідок взаємодії форми Фіг 1 являє собою схематичний вигляд зверху частини диску 1 Як можна бачити на цій фігурі, бічні стінки За і 36 містять першу пару радіальних вирізів 6а і 66, що розташовані один проти одного Ці вирізи утворюють вікно завантаження, що забезпечує можливість введення кореневих частин 7 лопаток 8 у канавку 2 у процесі монтажу цих лопаток 8, а також другу пару радіальних вирізів 9а і 96, які утворюють гніздо фіксатора пристрою блокування лопаток, яке являє собою об'єкт винаходу, що пропонується Ця друга пара вирізів 9а і 96 зміщена у кутовому напрямі по відношенню до першої пари вирізів 6а і 66 на відстань, еквівалентну величині кута, утвореного двома послідовно розташованими лопатками, або еквівалентну кратному значенню величин цього кута Тут потрібно зазначити, що один і той же диск 1 колеса може містити декілька пристроїв блокування, виконаних ВІДПОВІДНО до винаходу, що пропонується На фіг 2 схематично представлена та ж частина диску 1, але вже обладнана своїми лопатками 8 Кожна лопатка 8 містить між своєю кореневою частиною 7 і своєю аеродинамічною частиною 10 платформу 11, яка буде перекривати периферійну частину диску 1, причому сукупність цих платформ 11 для всіх лопаток 8 обмежує зсередини канал потоку газів Для монтажу лопаток 8 на диску 1 діють кожний раз одним і тим же чином, а саме, послідовно вводять кореневу частину 7 кожної лопатки 8 у канавку 2 через вікно завантаження, утворене першою парою вирізів 6а і 66, і примушують цю лопатку 8 переміщатися у напрямі, показаному стрілкою F, аж до упору и платформи 11 у платформу раніше введеної лопатки Всі лопатки 8 є ідентичними одна одній за винятком передостанньої лопатки, що монтується, позначеної позицією 8а, і останньої лопатки, що монтується, позначеної позицією 86, причому обидві ці лопатки представляють на суміжних кромках своїх платформ 11а і 116 вирізи 12а і 126, які утворюють отвір 13, функція якого буде пояснена нижче у даному описі Після введення передостанньої лопатки 8а у канавку 2 через вікно завантаження у цю канавку 2 вводять пристрій блокування 14, схематичний перспективний вигляд якого показаний на фіг 4, після чого встановлюють кореневу частину 7 останньої лопатки 86 у вікно завантаження між останньою змонтованою лопаткою 8а і першою змонтованою лопаткою і примушують сукупність всіх цих лопаток 8 переміщатися у напрямі, показаному стрілкою F, на кут, ВІДПОВІДНИЙ половині величини кута між двома послідовно розташованими лопатками, таким чином, щоб платформи 11 і 116 лопатки, змонтованої першою, і лопатки 86, змонтованої у останню чергу, примикали одна до одної вздовж середньої площини вікна завантаження, утвореного першою парою вирізів 6а і 66 У цьому положенні пристрій блокування 14, розташований між кореневими частинами 7 лопаток 8а і 86, виявляється розташованим проти другої пари вирізів 9а і 96 Ці вирізи 9а і 96 мають розміри у осьовому і у периферійному напрямах, трохи менші, ніж ВІДПОВІДНІ розміри вирізів 6а і 66 вікна завантаження лопаток 8, для того, щоб виключити можливість випадання цих лопаток 8 у тому випадку, коли вони у своєму русі проходять перед згаданими вирізами 9а і 96 Як це схематично показане на фіг 3 і 4, пристрій блокування 14 складається з трьох деталей, а саме, корпусу 15, більш детально показаного на фіг 5-7, елементу блокування 16, більш детально показаного на фіг 8-10, і гвинта переміщення 11, який можна бачити, зокрема, на фіг 11 Корпус 15 має переріз за радіальною площиною, що проходить через вісь обертання диску 1, по суті еквівалентний відповідному перерізу кореневої частини 7 лопатки 8, якщо не вважати того, що цей корпус 15 містить нижню основу 20, розташовану на невеликій відстані від дна канавки 2, яка обмежує, разом з цим дном, деякий простір 21, достатній для того, щоб розмістити у ньому головку гвинта 17 з тим, щоб цей гвинт 17 був практично нерухомо зафіксований у радіальному напрямі по відношенню до корпусу 15, про що більш детально буде сказано нижче у даному описі Таким чином, цей корпус 15 утримується у канавці 2 внаслідок взаємодії його форми з бічними стінками За і 36 канавки 2 і належним чином направляється у процесі його переміщення у цій канавці 2 При цьому корпус 15 містить крізний радіальний отвір 22, що має поперечний переріз, який не є круглим і звичайно має прямокутну форму, і у якому має можливість ковзати елемент блокування 16 57883 Кожна з стінок корпусу 15, розташованих проти кореневих частин 7 примикаючих одна до одної лопаток 8а і 86, містить ВІДПОВІДНО ВІКНО 22а, 226, відкрите з боку основи 20, причому верхні стінки цих вікон 23а, 236 служать для обмеження вертикального відхилення елементу блокування 16 у крізному радіальному отворі 22 Елемент блокування 16 має поперечний переріз, по суті еквівалентний поперечному перерізу крізного радіального отвору 22 Висота цього перерізу по суті дорівнює висоті корпусу 15 і переважним чином ця висота вибирається небагато меншою, ніж висота корпусу 15, для того, щоб у своєму опущеному положенні, показаному на фіг 4, елемент блокування 16 виявився повністю прибраним у радіальний отвір 22 корпусу 15 Це опущене положення відповідає положенню, при якому виконується монтаж або демонтаж лопаток 8 Елемент блокування 16 крім того містить радіальний нарізний отвір ЗО, оснащений різьбленням 31, призначеним для взаємодії з різьбленням стержня 40 гвинта переміщення 17 На бічних сторонах елементу блокування 16, розташованих проти вікон 22а і 226 корпусу 15, сформовані бічні упори 32а і 326, які мають можливість переміщатися ВІДПОВІДНО у вікнах 22а і 226 У тому випадку, коли верхні поверхні упорів 32а і 326 входять в упорний контакт з верхніми стінками 23а і 236 вікон 22а і 226 так, як це можна бачити на фіг 3, верхня частина елементу блокування 16 виступає над корпусом 15 і частково розміщується у двох вирізах 9а і 96 У цьому положенні корпус 15 виявляється нерухомо зафіксованим у канавці 2, що забезпечує блокування системи лопаток 8 Гвинт переміщення 17 містить головку гвинта 41, що має досить великі розміри, яка розміщується у просторі 2 1 , обмеженому основою 20 корпусу 15 і дном канавки 2 Діаметр цієї головки 41 вибирається таким чином, щоб її верхня поверхня 42 мала можливість упиратися у основу 20 корпусу 15 Кінець 43 гвинта переміщення 17, протилежний ГОЛІВЦІ цього гвинта 4 1 , розташовується у отворі 13, сформованому вирізами 12а і 126 у платформах 11а і 116 Цей кінець гвинта 43 забезпечений засобами взаємодії з ключем затягування, наприклад, з ключем, що має шестигранну головку, або з ключем типу «Allen» Перед тим, як встановити пристрій блокування 14 у канавку 2, передусім загвинчують гвинт переміщення у елемент блокування 16 за допомогою нижньої поверхні цього гвинта Після цього встановлюють дану систему у крізний радіальний отвір 22 корпусу 15 через основу 20 таким чином, щоб ця основа 20 упиралася у верхню поверхню 42 головки гвинта 4 1 , і таким чином, щоб елемент блокування 16 повністю розташовувався у радіальному крізному отворі 22 Утримуючи гвинт пе 8 реміщення 17 за його кінець 43, можна встановити цей пристрій блокування 14 у канавку 2 через вікно завантаження лопаток 8 Після ТОГО, ЯК ВСІ лопатки 8 змонтовані, і після того, як виконано переміщення всієї сукупності, цих лопаток таким чином, щоб пристрій блокування 14 виявився розташованим проти вирізів 9а і 96, повертають гвинт переміщення 17 за допомогою засобу затягування гвинтового з'єднання, взаємодіючого з кінцем 43 цього гвинта, для того, щоб частково підняти елемент блокування 16 у гніздо фіксатора, утворене вирізами 9а і 96, аж до того моменту, коли верхні поверхні упорів 32а і 326 елементи блокування 16 увійдуть в упорний контакт з верхніми поверхнями 23а і 236 вікон 22а і 226 корпусу 15 У цьому кінцевому положенні головка гвинта упирається у дно канавки 2 і корпус 15 упирається у бічні стінки За і 36 канавки 2 Якщо з яких-небудь причин згаданий гвинт злегка повернеться у іншому напрямі у процесі функціонування даної турбомашини, і внаслідок цього створений у початковому стані ефект заклинення зникне, відбувається втрата упорного контакту між упорами 32а, 326 елементу блокування 16 і верхніми поверхнями 23а, 236 вікон 22а, 226 корпусу 15, але при цьому маса елементу блокування 16, що піддається у процесі функціонування даної турбомашини впливу відцентрових зусиль, навантажує гвинт переміщення 17, і верхня поверхня 42 головки гвинта 41 входить в упорний контакт з основою 20 корпусу 15 на ІСТОТНІЙ відстані від осі гвинта переміщення 17, що протидіє додатковому обертанню цього гвинта переміщення 17 Для того, щоб елемент блокування 16 мав можливість виходити з свого гнізда фіксатора, необхідно забезпечити істотний поворот гвинта для того, щоб перевести елемент блокування у крізний радіальний отвір 22, тоді як цей елемент блокування природним чином примушується, за допомогою відцентрових зусиль, до переміщення у напрямі назовні І навпаки, дуже щільне початкове заклинення створює досить велике зусилля під головкою гвинта, яке має тенденцію спричиняти ослаблення затягування гвинта у полі відцентрових сил Таким чином, завдяки використанню винаходу, що пропонується, або забезпечується навантаження гвинта 17 за допомогою елементу блокування 16, якщо затягування цього гвинта злегка ослаблене, або виникає тенденція до ослаблення затягування цього гвинта, якщо початкове заклинення є дуже істотним, завдяки виникаючим відцентровим зусиллям Таким чином, пристрій ВІДПОВІДНО ДО винаходу, що пропонується, забезпечує досить надійне блокування лопатей 8 на диску 1 10 57883 S За ФІГ І т Фіг 2 57883 11 12 Фіг З Фіг. 4 Ж—І 22 15 Ж Фіг. 9 Фіг. 5 16 32Ь Г 22а,22Ь 20 Z3a,23b Фіг. 6 Фіг. 10 N \ 23а-^ 7 40 * 42л S 41 Фіг. 7 Комп'ютерна верстка Е Гапоненко Підписано до друку 05 08 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна