КОЛЬЦЕВОЙ СЕГМЕНТ

Полезная модель относится к авиадвигателестроению и может быть использована в конструкциях, где имеют место большие температурные деформации, например камер сгорания, надроторных вставок, обойм, фланцев корпусов и т.д.
Известна конструкция цельного кольцевого сегмента. (В.А.Шварц «Конструкции газотурбинных установок» издательство «Машиностроение» Москва 1970 год стр.228 рис.153)
Основным ее недостатком является то, что при быстром наборе нагрузки между внутренней и внешней поверхностью детали возникает значительный температурный градиент, в результате деталь коробится из-за неравномерного распределения остаточных температурных деформаций. Чтобы снизить коробление детали до допустимых значений, приходится уменьшать ее длину, т.е. увеличивать количество деталей. Это приводит к перетечкам газа через дополнительные стыки и, как следствие, к уменьшению КПД двигателя.
Также известна конструкция кольцевого сегмента, который снабжен, по крайней мере, одним компенсатором термических напряжений, представляющим собой радиальный надрез. На конце надреза выполнен деконцентратор напряжений, представляющий собой прорезь в виде отверстия. (В.А.Шварц «Конструкции газотурбинных установок» издательство «Машиностроение» Москва 1970 год стр.222 рис.147)
За счет надрезов удается значительно снизить коробление сегмента, не увеличивая количества деталей, однако, недостатком такой конструкции является высокий уровень концентрации напряжений по поверхности отверстия, что приводит к образованию трещин на поверхностях сегмента. Вследствие этого, деталь имеет ограниченный ресурс работы в двигателе.
Технической задачей полезной модели является снятие внутренних напряжений, повышение ресурса работы кольцевых сегментов.
Поставленная техническая задача решается тем, что кольцевой сегмент, снабжен, по крайней мере, одним компенсатором термических напряжений, который представляет собой радиальный надрез. На конце надреза выполнен деконцентратор напряжений в виде прорези.
Новым в полезной модели является то что, прорезь выполнена в форме дуги. Концы дуги направлены к надрезу.
На прилагаемом чертеже изображена схема сегмента надроторной вставки, где
Фиг.1 - сегмент надроторной вставки;
Фиг.2 - сегмент надроторной вставки - вид А.
Сегмент 1 надроторной вставки с внешней стороны снабжен компенсатором термических напряжений, который представляет собой радиальный надрез 2. На конце надреза 2 выполнен деконцентратор напряжений в виде прорези, представляющей собой дугу 3. Концы дуги 3 направлены к надрезу 2.
При быстром наборе нагрузки авиадвигателем на сегментах 1 надроторной вставки образуется большой градиент температур по высоте сегмента. Внутренние слои нагреваются на 500-600°С выше, чем внешние. Сегмент 1 надроторной вставки начинает изгибаться, радиальные надрезы 2 расходятся, что компенсирует разницу тепловых расширений внутренних и внешних слоев сегмента 1. В прорези, возникают напряжения изгиба и растяжения, которые эффективно локализуются, равномерно распределяясь по нижней поверхности дуги 3, тем самым, исключая возможность растрескивания поверхностей сегмента 1.
Таким образом, применяя для надроторной вставки конструктивный элемент в виде разрезного сегмента с радиальными надрезами, имеющих в качестве деконцентратора напряжений прорези в форме дуги, удается значительно снизить внутренние напряжения, повысить ресурс работы кольцевых сегментов.