ЛОПАТКА СПРЯМЛЯЮЩЕГО АППАРАТА ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к области турбостроения, в частности к композиционным лопаткам спрямляющего аппарата.
Известна лопатка из композиционного материала спрямляющего аппарата, содержащая перо аэродинамического профиля и полки, причем концы пера запрессованы в пазы полок (Патент на изобретение FR 2675537 от 17.04.1991, опубл. 23.10.1992, МПК F01D 5/28, F01D 9/02).
Недостатками данной лопатки является то, что перо и полки лопатки изготовлены отдельно друг от друга, с последующей операцией сборки, что увеличивает трудоемкость производства конечной лопатки, при этом сборная конструкция лопатки значительно снижает ее прочностные характеристики.
Наиболее близкой является лопатка спрямляющего аппарата из полимерных композиционных материалов, содержащая перо с входной кромкой, состоящее из оболочек спинки и корыта, выполненных из полимерного материала, армированного длинными волокнами, внутри которых расположена сердцевина, заполненная полимерным материалом, армированного короткими волокнами, и полки, выполненные за одно целое с сердцевиной из полимерного материала, армированного коротким волокном (Патент РФ №2591968 от 26.12.2011, опубл. 20.07.2016, МПК F01D 5/28).
Недостатком данной конструкции лопатки является низкая ударная стойкость лопатки при попадании постороннего предмета на входную кромку или воздействии других ударных нагрузок.
Техническим результатом, на который направлена предлагаемая полезная модель, является повышение стойкости к нагрузкам и ударам лопатки при работе, благодаря наличию в конструкции лопатки металлической входной защитной кромки.
Технический результат достигается тем, что в лопатке спрямляющего аппарата из полимерных композиционных материалов, содержащей перо с входной кромкой, состоящее из оболочек спинки и корыта, выполненных из полимерного материала, армированного длинными волокнами, внутри которых расположена сердцевина, заполненная полимерным материалом, армированного короткими волокнами, и полки, выполненные за одно целое с сердцевиной из полимерного материала, армированного коротким волокном, в отличие от известной на входной кромке лопатки с помощью клеевого соединения установлена защитная металлическая кромка, образующая с оболочками спинки и корыта аэродинамический профиль, в одну из полок лопатки установлены закладные металлические втулки.
На фигуре показана заявляемая лопатка спрямляющего аппарата из полимерных композиционных материалов.
Лопатка спрямляющего аппарата из полимерных композиционных материалов содержит полки 1, перо с входной кромкой, состоящее из оболочек спинки 2 и корыта 3.
Оболочки 2, 3 выполнены из полимерного материала, армированного длинными волокнами. Внутри оболочек 2, 3 расположена сердцевина 4, заполненная полимерным материалом, армированным короткими волокнами. Причем при заполнении сердцевины 4 лопатки полимерным материалом оболочки 2, 3 служат композитными вставками. На этапе заполнения объема полимерным материалом обеспечивается получение соединения материалов оболочек 2, 3 и сердцевины 4.
Полки 1 выполнены за одно целое с сердцевиной 4 из полимерного материала, армированного коротким волокном.
На входную кромку лопатки с помощью клеевого соединения установлена защитная металлическая кромка 5, образующая с оболочками 2, 3 аэродинамический профиль.
В одну из полок 1 лопатки установлены закладные металлические втулки 6.
Лопатка спрямляющего аппарата из полимерных композиционных материалов работает следующим образом.
При эксплуатации двигателя на рабочем режиме создается вихревой поток воздуха, затем поток воздуха попадает на спрямляющий аппарат, который осуществляет выравнивание потока воздуха до осевого направления. Композиционная лопатка спрямляющего аппарата обладают высокими прочностными свойствами, благодаря наличию металлической защитной кромки 5 на входной кромке. В случае попадания частиц пыли или песка с воздушным потоком на лопатку металлическая защитная кромка 5 надежно защитит перо лопатки от повреждения.
Благодаря тому, что лопатка спрямляющего аппарата из полимерных композиционных материалов, содержащая перо с входной кромкой, состоящее из оболочек спинки и корыта, выполненных из полимерного материала, армированного длинными волокнами, внутри которых расположена сердцевина, заполненная полимерным материалом, армированного короткими волокнами, и полки, выполненные за одно целое с сердцевиной из полимерного материала, армированного коротким волокном, в отличие от известной имеет на входной кромке лопатки с помощью клеевого соединения защитную металлическую кромку, образующую с оболочками спинки и корыта аэродинамический профиль, в одну из полок лопатки установлены закладные металлические втулки, достигается повышение стойкости зоны крепления к рабочим и ударным нагрузкам лопатки при работе.