УСТРОЙСТВО ДЕМПФИРОВАНИЯ КОЛЕБАНИЙ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ВЕНТИЛЯТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к авиадвигателестроению и энергомашиностроению, а именно к устройством демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя, преимущественно широкохордных с большой конусностью втулки.
Одним из основных требований, предъявляемых к современным авиационным газотурбинным двигателям, является получение максимальных удельных параметров, что, в свою очередь, приводит к необходимости снижения массы двигателя. С другой стороны, для получения минимального удельного расхода топлива, современные авиационные газотурбинные двигатели для гражданской авиации обладают большой степенью двухконтурности, что, в совокупности с жесткими требованиям по допустимому уровню шума, приводит к необходимости использования широкохордных лопаток, которые подвержены колебаниям по сложным формам. Утонение полотен дисков вентиляторов в сочетании с использованием больших широкохордных лопаток приводит к необходимости снижения уровня вибрационных напряжений рабочих колес.
Наиболее близким к заявляемому является устройство демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя, содержащее пластину кольцеобразной формы, соединенную с бустером, и выполненный с ней за одно целое профилированный элемент, расположенный в полости между рабочим колесом вентилятора и бустером и состоящий из фрикционной и упругой частей, при этом упругая часть загнута в направлении рабочего колеса вентилятора, таким образом, что обеспечивает возможность прижатия фрикционной части к ответным торцевым поверхностям рабочих лопаток вентилятора (патент РФ на изобретение №2461717, МПК F01D 25/06, опубл. 20.09.2012).
Устройство снабжено несколькими отдельными профилированными элементами, при этом демпфирование колебаний лопаток рабочего колеса вентилятора достигается за счет создания силы трения при прижатии центробежной силой фрикционной части профилированных элементов к ответной торцевой поверхности рабочих лопаток вентилятора.
Наличие нескольких профилированных элементов снижает надежность устройства демпфирования колебаний, способствует перетеканию воздуха под рабочими лопатками вентилятора и платформами, что приводит к ухудшению аэродинамики во втулочном сечении вентилятора.
Техническим результатом, на которое направлено предлагаемая полезная модель, является повышение надежности устройства демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя и улучшение аэродинамики во втулочном сечении вентилятора за счет использования профилированного элемента в виде пластины кольцеобразной формы.
Дополнительным техническим результатом является - уменьшение перетекания воздуха под рабочими лопатками вентилятора и платформами и снижение вероятности негативного влияния на запасы газодинамической устойчивости подпорных ступеней (бустера), за счет того, что устройство демпфирования колебаний одновременно является и контактным уплотнением между диском вентилятора и бустером.
Технический результат достигается тем, что в устройстве демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя, содержащее пластину кольцеобразной формы, соединенную с бустером, и выполненный с ней за одно целое профилированный элемент, расположенный в полости между рабочим колесом вентилятора и бустером и состоящий из фрикционной и упругой частей, при этом упругая часть загнута в направлении рабочего колеса вентилятора, таким образом, что обеспечивает возможность прижатия фрикционной части к ответным торцевым поверхностям рабочих лопаток вентилятора в отличие от известного, профилированный элемент выполнен в виде пластины кольцеобразной формы, при этом его упругая часть обеспечивает возможность прижатия его фрикционной части к ответным торцевым поверхностям платформ вентилятора.
Полезная модель поясняется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - устройство демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора;
фиг. 2 - металлическая пластина и профилированный элемент.
Устройство демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя (фиг. 1) содержит пластину 1 кольцеобразной формы, соединенную с бустером 2, и профилированный элемент 3. Профилированный элемент 3 выполнен за одно целое с пластиной 1 и расположен в полости между рабочим колесом 4 вентилятора и бустером 2.
Профилированный элемент 3 выполнен в виде пластины кольцеобразной формы и состоит из двух частей: фрикционной 5 части и упругой 6 части (фиг. 2).
Упругая 6 часть профилированного элемента загнута в направлении рабочего колеса 4 вентилятора, таким образом, что обеспечивает, при работе двигателя, возможность одновременного прижатия его фрикционной 5 части к ответным торцевым поверхностям рабочих лопаток 7 вентилятора и к ответным торцевым поверхностям платформ вентилятора 8.
Устройство демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя работает следующим образом.
При вращении рабочего колеса 4 вентилятора под действием центробежной силы упругая 6 часть профилированного элемента 3 разгибается и прижимает, связанную с ней фрикционную 5 часть, к ответным торцевым поверхностям рабочих лопаток 7 вентилятора и к ответным торцевым поверхностям платформ вентилятора 8, создавая при этом силу трения, демпфирующую колебания рабочих лопаток. Кроме того, возникающий контакт фрикционной части профилированного элемента с торцевыми поверхностям рабочих лопаток 7 вентилятора и торцевыми поверхностями платформ вентилятора 8 уменьшает перетекание воздуха под рабочими лопатками вентилятора и платформами.
Устройство демпфирования колебаний рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя позволяет не только демпфировать колебания рабочих лопаток вентилятора газотурбинного двигателя, но и является контактным уплотнением, позволяющим уменьшить перетекание воздуха под рабочими лопатками вентилятора и платформами.