Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения, ротор бустера и ротор компрессора высокого давления авиадвигателя пятого поколения с рабочими лопатками, закрепляемыми с помощью замков типа "ласточкин хвост" в кольцевых канавках этих устройств, способ сборки места крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора

1. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения, выполненное в виде кольцевого выступа на внутренней и внешней поверхностях роторов бустера или компрессора, в котором выполнена кольцевая профилированная канавка со стороны внешней поверхности бочки, в которой замками «ласточкин хвост» закреплены рабочие лопатки с платформами, в кольцевой канавке в диаметрально противоположных местах выполнены выемки с такими шириной и длиной в тангенциальном направлении, чтобы в ней свободно мог разместиться замок лопатки, с прямоугольным поперечным радиальным сечением с глубиной, равной глубине кольцевой канавки, и в выемках и вырезах в платформах закреплены замки, ограничивающие смещение лопаток в тангенциальном направлении, причем наружный диаметр рабочего колеса, измеренный по замкам, равен наружному диаметру, измеренному по платформам лопаток, отличающееся тем, что кольцевая профилированная канавка выполнена с коническим дном, причем ось конической поверхности дна совпадает с продольной осью ротора бустера или компрессора, а угол при вершине этого конуса выбран из условия создания требуемой величины натяга между замками лопаток и упругогистерезисным элементом, на который они опираются, и радиальное поперечное сечение кольцевой профилированной канавки имеет форму «ласточкиного хвоста», соединенного в основании с трапецией с вертикальными боковыми стенками, причем высота трапеции, по которой она соединена с фигурой «ласточкин хвост», равна в мм:
где b - большее основание фигуры «ласточкин хвост», с - ее меньшее основание, а – величина, на которую трапеция выступает за величину большего основания фигуры «ласточкин хвост», равная в мм:
где δ - величина натяга в мм между замками лопаток и упругогистерезисным элементом, ϕ - угол при вершине конуса дна кольцевой профилированной канавки, таким образом, что в одной из боковых стенок выступа места крепления рабочих лопаток образована кольцевая технологическая канавка с наибольшей высотой, измеренной в радиальном поперечном сечении, равной в мм
где Н - наибольшая высота поперечного радиального сечения кольцевой промежуточной проставки, и кольцевая промежуточная проставка выполнена из двух диаметрально противоположно расположенных полуколец с поперечным радиальным сечением в виде трапеции - усеченного клина, с наибольшей высотой Н, шириной, равной или меньшей ширины меньшего основания «ласточкиного хвоста» кольцевой профилированной канавки, и углом наклона клина - половиной угла конуса клина, равной  на торце с меньшей толщиной каждого полукольца у его концов выполнены две полукруглых технологических выемки или три таких выемки, в этом случае одна из выемок находится в средней части полукольца, и кольцевая промежуточная проставка установлена на дно кольцевой профилированной канавки таким образом, что ее торец с выемками контактирует с боковой стороной выступа места крепления лопаток, в которой нет технологической канавки, между кольцевой промежуточной проставкой и замками, установленными в выемках, и замками рабочих лопаток с радиальным натягом δ установлен кольцевой упругогистерезисный элемент с шириной, измеренной в направлении продольной оси ротора, равной или меньшей ширины меньшего основания «ласточкиного хвоста» кольцевой профилированной канавки, составленный из одной, двух и более частей кольца, равнорасположенных по окружности, и между концами этих частей имеются зазоры, величина которых либо равна нулю, либо равна или меньше половины допустимой суммарной величины относительных рабочих смещений в окружном направлении концов этой части кольца и равна 0,2÷0,5 мм, и между наружной поверхностью бочки и платформой каждой лопатки, а также между торцами платформ соседних лопаток и ответными торцами платформ лопаток и замков имеются зазоры, величина которых ограничена величинами допустимых смещений лопатки под действием статических и динамических рабочих нагрузок, и под платформами лопаток между торцами замков, закрепленных в выемках кольцевой профилированной канаки, и торцами замков лопаток, а также между торцами замков лопаток с натягом по кольцевому упругогистерезисному элементу, торцам замков, закрепленных в выемках в кольцевой профилированной канавке, замкам лопаток и их платформам установлены упругогистерезисные или упругие элементы, причем величины этих натягов подобраны таким образом, что при колебаниях лопаток происходят упругие взаимные проскальзывания с сухим трением контактирующих элементов, причем в выемках в кольцевой канавке закреплены четыре, шесть или более равнорасположенных по окружности замков, и боковые стороны замков, закрепленных в выемках в кольцевой профилированной канавке, на части своей длины, у дна кольцевой канавки, срезаны и образуют заборный клин, и в боковой стенке с технологической канавкой выступа места крепления рабочих лопаток выполнено четыре или шесть отверстий, из которых два расположены в районах расположения концов полуколец промежуточной проставки, а при выполнении шести отверстий еще по одному в районе средней части каждого полукольца, и в эти отверстия до упора в кольцевую промежуточную проставку запрессованы заглушки, а само место крепления рабочих лопаток собрано по способу п. 11 формулы изобретения, и все трущиеся поверхности деталей предлагаемого места крепления покрыты износостойким покрытием.
2. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по п. 1, отличающееся тем, что упругие элементы выполнены в виде круглых, или овальных, или круглых и овальных разрезных стальных, каленых и шлифованных колец, расположенных так, что место разреза, выполненное по образующей кольца, располагается в месте зазора между торцами платформ соседних лопаток в радиальной плоскости ротора и у торца на внутренней поверхности платформы одной из лопаток, контактирующей с этим упругим элементом, выполнен выступ, с зазором входящий в разрез упругого элемента.
3. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент выполнен из двух, четырех, шести и более частей, каждая из которых изготовлена из одной, двух и более шлифованных, нагартованных или закаленных, гофрированных лент, изготовленных из жаростойкой или жаропрочной нержавеющей стали, причем в каждой части при двух и более лент в ней они собраны «гофр в гофр», а два диаметрально расположенных замка, установленные в выемках кольцевой профилированной канавки, выполнены с выступами, которыми они опираются на дно кольцевой профилированной канавки, и между выступами и ответными концами частей кольцевого упругогистерезисного элемента имеются зазоры, величина которых либо равна нулю, либо равна или меньше половины допустимой суммарной величины относительных рабочих смещений в окружном направлении концов этой части кольцевого упругогистерезисного элемента и предпочтительно равна 0,2÷0,5 мм, а между этими выступами и ответными торцами каждой из полуколец промежуточной проставки имеются зазоры, суммарная величина которых равна или больше максимального относительного температурного удлинения полукольца промежуточной проставки, а каждое отверстие, выполненное в стенке кольцевой профилированной канавки без технологической канавки, расположенное у середины каждой части упругогистерезисного элемента, в радиальном сечении, где вершина гофра этой части опирается на дно кольцевой профилированной канавки, выполнено с диаметром, равным сумме толщин промежуточной проставки и ленты или лент упругогистерезисного элемента, и в эти отверстия запрессованы заглушки, которые своими сферическими концами без зазора или с зазором, равным проскальзыванию этой вершины относительно дна кольцевой профилированной канавки, входят в ответные выемки, выполненные в полукольцах промежуточной проставки и в боковой стороне каждой части упругогистерезисного элемента.
4. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент места крепления выполнен из одной части и собран из отдельных пар гофрированных лент, у которых стык концов одной ленты расположен диаметрально противоположно стыку концов другой ленты, а стык концов ленты каждой следующей пары, контактирующей с лентой предыдущей пары, также смещен от стыка концов этой ленты на угол π и стыки лент расположены в вершинах гофров, опирающихся на полукольца промежуточной проставки, а на торце каждого из замков, обращенном к дну кольцевой профилированной канавки, выполнены выкружки, которыми с натягом δ замки опираются на вершины гофров упругогистерезисного элемента, и концы полуколец промежуточной проставки с этим же натягом размещены под двумя диаметрально расположенными из этих замков и зазор между концами этих полуколец равен или меньше максимального относительного температурного удлинения промежуточной проставки.
5. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по любому из пп. 3 и 4, отличающееся тем, что на торцах замков лопаток, у дна замков сняты фаски под таким углом, что лопатка этими фасками дополнительно упирается в склоны гофров, а расположенные во впадинах этих гофров упругие элементы опираются с натягом либо в дно впадины, либо в другой склон этих гофров.
6. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент выполнен в виде отрезка троса односторонней свивки без центральной проволоки - из шести или восемнадцати проволок, намотанного виток к витку вплотную в один ряд поверх промежуточной проставки так, что ширина намотки, измеренная в направлении оси ротора, равна ширине основания замка лопатки, причем один конец троса закреплен под одним замком без выступа, установленным в выемку в кольцевой профилированной канавке, а второй в другом таком замке, или оба конца троса закреплены в одном из двух таких замков так, чтобы в любом радиальном сечении места крепления лопаток было одинаковое число витков.
3
7. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по любому из пп. 1 и 2, отличающееся тем, что упругогистерезисный элемент, расположенный под замками лопаток, и упругогистерезисные элементы, расположенные под платформами между торцами замков лопаток, выполнены в виде отдельных упругогистерезисных элементов, имеющих форму уголка, каждый из которых расположен так под замком своей лопатки, что меньшая полка уголка располагается между торцами замков соседних лопаток, а на замки двух лопаток, расположенных у каждого из замков, установленных в выемках кольцевой профилированной канавки, установлены упругогистерезисные элементы, имеющие форму швеллера и одна полка швеллера располагается между торцами замков соседних лопаток, а другая - между торцом замка, установленного в выемке, и торцом замка лопатки, причем части упругогистерезисных элементов, установленных с натягом по контактирующим с ними деталями, расположенные под замками лопаток, имеют поперечное радиальное сечение прямоугольной формы с шириной, измеренной в направлении оси ротора, равной основанию «ласточкина хвоста» замка лопатки, а их части, расположенные между замками, имеют поперечное сечение в виде прямоугольника, соединенного с «ласточкиным хвостом», точно совпадающим с «ласточкиным хвостом» замка лопатки, а сами упругогистерезисные элементы изготовлены холодным прессованием из проволочного материала MP большой плотности λ = 2,5÷4 г/см и более из нагартованной нержавеющей стальной проволоки с предпочтительными диаметром проволоки d = 0,15÷0,3 мм, с отношением D/d = 8÷10, где D - диаметр проволочной спирали, из которой изготовлен материал MP.
8. Место крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора авиадвигателей пятого поколения по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что на замках лопаток закреплены штампованные башмаки, изготовленные из тонкого стального нагартованного или закаленного шлифованного листа из нержавеющей стали, без зазоров охватывающие замки лопаток по всем поверхностям, по которым они контактировали бы с боковыми сторонами кольцевой профилированной канавки, упругогистерезисным элементом, установленным под замками лопаток, и упругогистерезисными или упругими элементами, установленными между торцами замков под платформами лопаток при отсутствии башмаков.
9. Ротор бустера авиадвигателя, выполненный в виде бочки с тремя или более кольцевыми выступами на внутренней и внешней поверхностях бочки, в каждом кольцевом выступе которой выполнена профилированная кольцевая канавка с поперечным радиальным сечением, ответным замку рабочей лопатки типа «ласточкин хвост», и рабочие лопатки своими замками вставлены в эти канавки и выполнены с платформами, которые вместе с перьями лопаток организуют каналы обтекания этих лопаток, и лопатки ступеней, начиная со второй или с третьей ступени платформами упираются друг в друга, и ротор бустера жестко соединен с ротором вентилятора, а лопатки каждой ступени, расположенные у замков, фиксирующих от смещений в окружном направлении лопатки этих ступеней, имеют специальные вырезы в платформе, в которых размещены эти замки, отличающийся тем, что место крепления рабочих лопаток первой или первой и второй ступеней ротора бустера, выполнено по любому из пп. 1-8.
10. Ротор компрессора высокого давления авиадвигателя, состоящий из следующих элементов: лопатки КВД; блиски первой и второй ступеней КВД; рабочее колесо КВД; диск с лабиринтным уплотнением, каждый блиск КВД является фрезерованной из единой заготовки деталью, блиск КВД первой ступени ротора КВД совмещает рабочее колесо, комплект лопаток, лабиринтные уплотнения и вал КВД и соединен вместе с блиском второй ступени и рабочим колесом с третьей по шестую ступень ротора КВД при помощи болтов, на валу блиска второй ступени КВД выполнены шлицевые пазы для соединения с задней частью вала вентилятора, лопатки третьей ступени ротора КВД устанавливаются на рабочее колесо КВД при помощи паза «ласточкин хвост» и поджаты в осевом направлении упорным кольцом, прикрепленном к передней поверхности паза «ласточкин хвост» при помощи болтов, блиски первой и второй ступеней ротора КВД и лопатки третьей ступени ротора КВД выполнены из титанового сплава, а упорное кольцо выполнено из никелевого сплава, лопатки с четвертой по шестую ступеней ротора КВД устанавливаются на рабочее колесо ротора КВД при помощи профилированной кольцевой канавки и выполнены с платформами и зафиксированы от смещения в тангенциальном направлении у каждой из ступеней диаметрально противоположно расположенными замками, платформы лопаток с пятой по шестую ступеней КВД плотно прилегают друг к другу, и лопатки пятой и шестой ступеней КВД, расположенные у замков, закрепленных в выемках кольцевой профилированной канавки, имеют специальные вырезы в платформе под эти замки, лопатки с четвертой по шестую ступень КВД выполнены из никелевого сплава, к переднему фланцу рабочего колеса КВД крепятся оба блиска КВД, а к его заднему фланцу также при помощи болтов крепится диск с лабиринтным уплотнением, и на рабочем колесе КВД выполнено k пазов «ласточкин хвост» под лопатки третьей ступени ротора КВД, три профилированные кольцевые канавки для крепления лопаток четвертой, пятой и шестой ступеней КВД и четыре лабиринтных уплотнения, для герметизации сочленения с вкладышами истираемого уплотнения и сотового уплотнения статора КВД, рабочее колесо КВД изготовлено из никелевого сплава в виде бочки, выполненной заодно целое с дисками, и на диске с лабиринтным уплотнением выполнены зубья лабиринтного уплотнения, обеспечивающие герметизацию сочленения с опорой уплотнения корпуса камеры сгорания, а сам диск с лабиринтным уплотнением выполнен из никелевого сплава, отличающийся тем, что место крепления рабочих лопаток четвертой ступени ротора КВД выполнено по любому из пп. 1-8.
11. Способ сборки места крепления рабочих лопаток роторов бустера и компрессора, состоящий в том, что рабочие лопатки последовательно одна за другой устанавливают через диаметрально расположенные выемки в также диаметрально расположенные сектора кольцевой профилированной канавки места крепления лопаток, отличающийся тем, что бочку бустера или компрессора устанавливают на стол так, чтобы ее продольная ось была вертикальна, а технологическая канавка располагалась ниже кольцевой профилированной канавки, в кольцевую профилированную канавку устанавливают диаметрально противоположно два полукольца промежуточной проставки, сдвигают полукольца промежуточной проставки до упора в стенку технологической канавки, на промежуточную проставку устанавливают в кольцевую профилированную канавку части упругогистерезисного элемента - пакеты, или наматывают трос, чередуя, через выемки в сектора между выемками кольцевой профилированной канавки места крепления лопаток, устанавливают упругие элементы и лопатки, вставляют в выемки замки, одновременно радиальными усилиями смещают замки в положения, где они должны быть закреплены, и закрепляют их, с помощью приспособления, установленного так, что его толкатели располагаются в технологических отверстиях, предназначенных для выдавливания одного полукольца промежуточной проставки из технологической канавки, и шарнирно связаны с кронштейном, жестко закрепленным на штоке рабочего цилиндра, подают давление в цилиндр и выдавливают толкателями полукольцо промежуточной проставки из технологической канавки до упора в противоположную стенку кольцевой профилированной канавки, давление из цилиндра стравливается и толкатели выходят из технологических отверстий, поворачивают в опоре приспособления цилиндр вместе с кронштейном на 180° так, чтобы толкатели вошли в технологические отверстия, предназначенные для выталкивания второго полукольца промежуточной проставки, и подают в цилиндр небольшое давление и толкатели входят в технологические отверстия, подается рабочее давление в цилиндр и второе полукольцо промежуточной проставки выдавливается аналогичным образом из технологической канавки, давление из цилиндра стравливается, и толкатели выходят из технологических отверстий, и в технологические отверстия запрессовывают заглушки до упора в промежуточную проставку или в промежуточную проставку и в выемки частей упругогистерезисного элемента.