ЛОПАТКА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к лопаткам роторов газотурбинных двигателей и может найти применение в авиадвигателестроении.
Известна конструкция лопатки газотурбинного двигателя с бандажными (антивибрационными) полками, которые используются для снижения вибронапряжений в лопатке. Механическое демпфирование осуществляется за счет трения по контактным поверхностям бандажных полок соседних лопаток при их колебаниях, тем самым снижается уровень вибронапряжений в лопатке. [Биргер И.А., Шорр Б.Ф., Иосилевич Г.Б., «Расчет на прочность деталей машин»: Справочник. М.: Машиностроение, 1979. - 702 с. - на стр.313, а также стр.325].
К недостаткам такой конструкции лопатки относится то, что бандажная полка создает дополнительную центробежную нагрузку на лопатку и диск и искажает поток газа или воздуха в ступени. Считается, что из-за отказа от антивибрационной полки КПД ступени повышается на 0,5% [Иностранные авиационные двигатели: Справочник. М.: Изд. Дом «Авиамир», 2000. - 534 с.].
Кроме того, наличие бандажной полки увеличивает трудоемкость изготовления лопатки.
Также известна лопатка газотурбинного двигателя, содержащая замок, перо, имеющее, по крайней мере, одно продольное отверстие, и устройство для демпфирования вибраций, которое включает стержень, расположенный в отверстии пера, причем перо и стержень имеют возможность относительного перемещения. Стержень прикреплен к перу лопатки на ее замковом конце. При работе двигателя стержень перемещается в канале, возникающее при этом трение поглощает энергию, а, следовательно, и демпфирует вибрации лопатки. [Патент Великобритании №2078310, приоритет 23 июня 1980 г., Rolls-Royce Ltd].
Такая лопатка более проста в изготовлении и не искажает поток воздуха, проходящий через ступень.
Однако, к недостаткам лопатки относится то, что демпфирование вибраций лопатки осуществляется только за счет трения, возникающего при взаимодействии стержня с внутренними поверхностями канала, проходящего внутри пера лопатки., что не всегда бывает эффективно.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая конструкция, является обеспечение трения между поверхностями не только в пере лопатки, но и в замке, что повышает эффективность демпфирования вибраций лопатки.
Заявляемый технический результат достигается тем, что лопатка газотурбинного двигателя с устройством демпфирования вибраций содержит замок, перо, имеющее, по крайней мере, одно продольное отверстие. Устройство для демпфирования вибраций включает стержень, расположенный в отверстии пера, причем перо и стержень имеют возможность относительного перемещения.
Новым в полезной модели является то, что устройство демпфирования снабжено пластиной, на которой закреплен один конец стержня и пластина контактирует с основанием замка лопатки.
Для закрепления пластины в пазу диска ее концы могут быть отогнуты в сторону, противоположную перу лопатки или каждый конец пластины может быть разделен на части, которые отогнуты в противоположные стороны.
На прилагаемых чертежах изображена лопатка газотурбинного двигателя, где:
фиг.1 - лопатка с устройством для гашения вибраций и диск;
фиг.2 - устройство для демпфирования вибраций.
Лопатка газотурбинного двигателя, содержит (фиг.1) замок 1 и перо 2, продольное отверстие 3. Устройство для демпфирования вибраций включает стержень 4, конец которого закреплен на пластине 5. Стержень 4 расположен
в отверстии 3 пера 2 лопатки. Пластина 5 контактирует с основанием замка 1 лопатки. Перо 2 и стержень 4, а также замок 1 и пластина 5 имеют возможность относительного перемещения.
Концы 6 и 7 (фиг.2) пластины 5 отогнуты в сторону, противоположную перу 2 лопатки.
Каждый конец 6 и 7 пластины 5 разделен на части, одна из которых отогнута в сторону замка 1, а другая - пера 2.
Лопатка с устройством для демпфирования работает следующим образом.
В отверстие 3 пера 2 лопатки вставляют стержень 4. Лопатку устанавливают в паз 8 диска, при этом пластина 5 контактирует с основанием замка 1. Концы 6 и 7 пластины 5 отгибают в сторону, противоположную перу 2 лопатки для фиксации лопатки в пазу 8 диска.
При работе демпфирование вибраций лопатки осуществляется не только за счет трения, возникающего при взаимодействии стержня 4 с внутренними поверхностями отверстия 3, но также и за счет трения между пластиной 5 и основанием замка 1 лопатки. Энергия колебаний лопатки передается стержню 4, а от стержня 4 в пластину 5 и далее в замок 1 лопатки.
Таким образом, эффективность демпфирования колебаний увеличивается за счет увеличения площади поверхностей трения и взаимодействия стержня 4 и пластины 5 между собой за счет передачи энергии от стержня 4 к пластине 5.
Форма поперечного сечения стержня 4 может быть любой. Пластина 5 одновременно выступает осевым фиксатором лопатки в пазу 8 диска. Количество отверстий 3 и, соответстветствующих им стержней 4 в лопатке может быть различным.