РОТОР БАРАБАННОГО ТИПА ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА

Полезная модель относится к турбомашиностроению, в частности, применима в области компрессоростроения и может быть использована в рабочих колесах осевых компрессоров газотурбинных двигателей. Предпочтительно барабан предназначен для формирования ротора компрессора низкого давления.
Известен, выбранный в качестве прототипа, ротор барабанного типа осевого компрессора (патент РФ №2553839), содержащий металлический барабан с разнесенными по его длине кольцевыми рядами пазов на наружной поверхности, рабочие лопатки, установленные своими хвостовиками в пазах барабана, и силовые кольца из композиционного материала, размещенные вокруг наружной поверхности барабана. В указанном роторе, лопатки выполнены с нижней полкой пера и ножкой, расположенной между полкой и хвостовиком с поперечным разделением верхней поверхности хвостовика на две части. Пазы и установленные в них хвостовики вытянуты вдоль наружной поверхности барабана и выполнены в форме прямой призмы, имеющей расширяющееся в сторону ножки продольное сечение. Лопатка снабжена поперечной перегородкой. Полотно перегородки плотно прилегает к полотну ножки и нижней полке пера и может быть выполнено за одно целое с ними, при этом ширина перегородки больше ширины ножки и равна по верху перегородки ширине нижней полки пера. Поперечные перегородки и нижние полки соседних лопаток за счет контакта и трения препятствуют перетеканию воздуха и гасят возникающие колебания лопаток. Силовые кольца установлены с предварительным натягом на верхние поверхности хвостовиков, по меньшей мере по одному, на каждый кольцевой ряд верхних поверхностей хвостовиков.
Недостатком указанного ротора является избыточный вес и излишняя материалоемкость, которые могут быть снижены, без ухудшения прочих характеристик ротора. Указанный недостаток обусловлен «ненагруженностью» поперечных перегородок не соединенных с хвостовиками, центробежной силой, приложенной к хвостовику только через ножку.
«Ненагруженность» перегородок обязывает для целей обеспечения необходимой прочности, выполнять ножки лопаток большего поперечного сечения, что повышает расход материала лопатки и общий вес ротора.
Техническая задача полезной модели - снижение веса и материалоемкости ротора барабанного типа осевого компрессора, выбранного в качестве прототипа.
Поставленная задача решается тем, что ротор барабанного типа осевого компрессора, содержащий металлический барабан с разнесенными по его длине кольцевыми рядами пазов на наружной поверхности, рабочие лопатки, выполненные с нижней полкой пера, хвостовиком и ножкой, расположенной между полкой и хвостовиком, с поперечной перегородкой, ширина которой в сумме с шириной ножки равны ширине нижней полки пера, выполненной как одно целое с полкой и ножкой, содержащий также силовые кольца из композиционного материала, надетые с предварительным натягом на верхние поверхности хвостовиков, установленных в пазы барабана, выполняется с поперечными перегородками лопаток, более длинными, чем длина ножек. Перегородки лопаток выполняются как одно целое с их ножками и хвостовиками по всей длине перегородки, при этом пазы барабана имеют канавки, соединенные с ними, в которых размещаются перегородки в части превышающей длину ножки.
Снижение веса ротора барабанного типа осевого компрессора достигается уменьшением поперечного сечения ножки каждой лопатки, что становится возможным, поскольку удлиненная перегородка, прикрепленная по всей своей длине, прикреплена не только к ножке, но и к хвостовику и передает часть центробежных нагрузок хвостовику, закрепленному в барабане. Таким образом, становится возможным уменьшить поперечное сечение ножки, а также сечение хвостовика в участке его перехода в ножку, на величину площади поперечного сечения перегородки, а тем самым вес и материалоемкость, не снижая при этом прочность лопатки в радиальном направлении ротора.
Технический результат полезной модели - снижение веса и материалоемкости ротора барабанного типа осевого компрессора, выбранного в качестве прототипа.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг. 1 представлен ротор барабанного типа осевого компрессора, содержащий металлический барабан 1, по длине которого кольцевыми рядами разнесены пазы 2, в которые своими хвостовиками 3 установлены лопатки 4. Лопатки 4 имеют перо 5, нижнюю полку 6 и ножку 7, расположенную между полкой 6 и хвостовиком 3. Лопатка 4 снабжена поперечной перегородкой 8. Длина перегородки 8, превышает длину ножки 7. Перегородка 8 выполнена как одно целое с ножкой и полкой.
Нижняя часть перегородки размещена в канавке 9, выполненной в барабане и соединенной с пазом 2
Поперечные перегородки и нижние полки 6 соседних лопаток 4 за счет контакта и трения (фиг. 2) препятствуют перетеканию воздуха и гасят возникающие колебания лопаток 4. На каждый кольцевой ряд частей верхних поверхностей хвостовиков 3 в роторе с натягом установлено силовое кольцо из композиционного материала. На каждом кольцевом ряду частей верхних поверхностей хвостовика может быть равномерно размещено более одного силового кольца.
В условиях работы компрессора центробежная сила, создаваемая пером лопатки и нижней полкой, передается ножкой и поперечной перегородкой, выполненной как одно целое с полкой, ножкой и хвостовиком, хвостовику. При этом в отличие от прототипа поперечная перегородка воспринимает часть центробежной силы, разгружая ножку, что и позволяет, выполнить ее с меньшим поперечным сечением, снижая тем самым расход материала лопатки и вес ротора в целом.