РОТОР ТУРБИНЫ

Полезная модель относится к турбостроению, в частности к рабочим лопаткам газотурбинного двигателя, и может найти применение в лопаточных венцах ротора турбин с подполочным демпфером.
Наиболее значительную долю эксплуатационных дефектов рабочих лопаток составляет усталостное разрушение, обусловленное действием переменных напряжений при вибрации. Для снижения уровня вибронапряжений рабочих лопаток без бандажных полок наиболее часто применяют демпферы, установленные под нижнюю полку лопатки.
Известен лопаточный венец ротора турбины с демпфером, содержит лопатки, каждая из которых имеет со стороны корыта правую нижнюю полку, причем демпфер выполнен в виде клина и установлен между полками лопаток (Описание к авторскому свидетельству №128868 от 20.04.1959 г., опубл. в бюл. №11 за 1960 г., МПК F01D 5/26).
Недостатком данной конструкции является невозможность монтажа/демонтажа отдельных лопаток в эксплуатации. Извлечь или установить лопатку можно только вместе со всеми остальными лопатками и демпферами комплекта. Такой способ монтажа/демонтажа приемлем только для сборочного цеха с соответствующим оборудованием, но значительно обременяет эксплуататора газотурбинной установки, который выдвигает требования к конструкции по максимальному удобству сборки/разборки узлов.
Наиболее близким является ротор турбины, включающий лопаточный венец, который содержит лопатки, каждая из которых имеет со стороны корыта правую нижнюю полку, а со стороны спинки - левую нижнюю полку, и демпфер в виде клина, установленный в карман под нижними полками лопаток, причем правая нижняя полка имеет наклонный участок (Патент US 4872812 от 05.08.1987 г., опубл. 10.10.1989 г., МПК F01D 11/00; F01D 5/22).
Недостатком данного ротора турбины, включающего лопаточный венец, является наличие дополнительного изгибающего момента, действующего на лопатку со стороны клина из-за его несимметричной формы, и установленный на несимметричные поверхности соседних лопаток. Дополнительный изгибающий момент отрицательно сказывается на надежности самих лопаток.
Техническим результатом, на который направлена полезная модель, является повышение надежности конструкции благодаря отсутствию дополнительных нагрузок на лопатки, связанное с симметричной конструкцией, и упрощение монтажа/демонтажа отдельных лопаток в эксплуатации.
Технический результат достигается тем, что в роторе турбины, включающем лопаточный венец, содержащий лопатки, каждая из которых имеет со стороны корыта правую нижнюю полку, а со стороны спинки - левую нижнюю полку, и демпфер в виде клина, установленный в карман под нижними полками лопаток, причем правая нижняя полка имеет наклонный участок, в отличие от известного на наклонном участке правой нижней полки у входного и выходного торцов кармана выполнены два прилива, внутри левой нижней полки у входного и выходного торцов кармана выполнены две наклонные поверхности, симметричные наклонному участку правой нижней полки, демпфер установлен внутри кармана левой нижней полки, демпфер имеет с каждой стороны по две наклонные поверхности для сопряжения с соответствующими наклонными поверхностями левой полки и с соответствующими приливами правой полки с соответствующими контактными поверхностями правой и левой полки соседних лопаток в кармане, на торцевых поверхностях демпфера выполнены опорные уступы для сопряжения с входным и выходным торцами кармана. Наклонные участки и наклонные поверхности имеют предпочтительно угол наклона, равный 10-20° относительно линии действия центробежных сил.
На фигурах показаны:
Фиг. 1 - Вид на ротор турбины со стороны корыта лопаток.
Фиг. 2 - Вид на ротор турбины со стороны спинки лопаток.
Фиг. 3 - Демпфер лопаточного венца.
Фиг. 4 - Сборка ротора турбины.
Фиг. 5 - Монтаж соседних лопаток в роторе турбины.
Ротор турбины включает лопаточный венец, который содержит лопатки 1. Каждая лопатка 1 имеет со стороны корыта 2 правую нижнюю полку 3, а со стороны спинки 4 левую нижнюю полку 5. Ротор включает также демпфер 6 в виде клина, установленный в карман 7 под нижними полками 3, 5 лопаток 1. Правая нижняя полка 3 лопаток 1 имеет наклонный участок 8. Нижние полки 3, 5 соседних лопаток 1 образуют на стыке поверхность взаимного перемещения лопаток 1 при монтаже (Фиг. 1).
На наклонном участке 8 правой нижней полки 3 у входного 9 и выходного 10 торцов кармана 7 выполнены два прилива 11, 12. Внутри левой нижней полки 5 у входного 13 и выходного 14 торцов кармана 7 выполнены две наклонные поверхности 15, 16, симметричные наклонному участку 8 правой нижней полки 3 (Фиг. 2).
Демпфер 6 установлен внутри кармана 7 левой нижней полки 5 и имеет с каждой стороны по две наклонные поверхности 17, 18 для сопряжения с соответствующими наклонными поверхностями 15, 16 левой полки 5 и с соответствующими приливами 11, 12 правой полки 3 соседних лопаток 1 в кармане 7. На торцевых поверхностях демпфера 6 выполнены опорные уступы 19, 20 для сопряжения с входным 13 и выходным 14 торцами кармана 7 (Фиг. 3).
Причем наклонные участки 8 и наклонные поверхности 15, 16 имеют предпочтительно угол наклона, равный 10-20° относительно линии действия центробежных сил.
Такая симметричная конструкция позволяет повысить надежность конструкции благодаря отсутствию дополнительных нагрузок на лопатки 1.
Наличие наклонного участка 8 на правой нижней полке 3 позволит упростить монтажа/демонтажа отдельных лопаток 1 в эксплуатации.
Монтаж/демонтаж конструкции осуществляется следующим образом.
При сборке демпфер 6 помещается целиком в карман 7 под левую нижнюю полку 5 лопатки 1, располагаясь на наклонных поверхностях 15, 16 (Фиг. 4). От осевых смещений и перекосов демпфер 6 ограничивают опорные уступы 19, 20, которые образуют незначительный зазор с входным 13 и выходным 14 торцами.
Монтируемая лопатка закрывает демпфер 6, при этом наклонные поверхности лопатки 1 оказываются напротив ответных наклонных поверхностей демпфера 6 (Фиг. 5).
Демонтаж лопаток осуществляется в обратном порядке с тем отличием, что при демонтаже отдельной лопатки она извлекается из ротора в направлении стрелки вместе с демпфером. Таким образом, предлагаемая конструкция обеспечивает условия монтажа/демонтажа лопаток по отдельности.
Благодаря тому, что в роторе турбины, включающем лопаточный венец, содержащий лопатки, каждая из которых имеет со стороны корыта правую нижнюю полку, а со стороны спинки - левую нижнюю полку, и демпфер в виде клина, установленный в карман под нижними полками лопаток, причем правая нижняя полка имеет наклонный участок, в отличие от известного имеет на наклонном участке правой нижней полки у входного и выходного торцов кармана выполнены два прилива, внутри левой нижней полки у входного и выходного торцов кармана выполнены две наклонные поверхности, симметричные наклонному участку правой нижней полки, демпфер установлен внутри кармана левой нижней полки, демпфер имеет с каждой стороны по две наклонные поверхности для сопряжения с соответствующими наклонными поверхностями левой полки и с соответствующими приливами правой полки с соответствующими контактными поверхностями правой и левой полки соседних лопаток в кармане, на торцевых поверхностях демпфера выполнены опорные уступы для сопряжения с входным и выходным торцами кармана, наклонные участки и наклонные поверхности имеют предпочтительно угол наклона, равный 10-20° относительно линии действия центробежных сил, достигается повышение надежности конструкции благодаря отсутствию дополнительных нагрузок на лопатки, связанное с симметричной конструкцией, и упрощение монтажа/демонтажа отдельных лопаток в эксплуатации.