СПОСОБ РАССТАНОВКИ СОПЛОВЫХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
METHOD OF ARRANGING GAS TURBINE ENGINE NOZZLE BLADES

Изобретение относится к турбостроению и предназначено для расстановки сопловых лопаток газотурбинного двигателя (ГТД).
Известен способ расстановки лопаток ротора турбомашины, согласно которому вначале измеряют радиальные и тангенциальные статические моменты множества лопаток, классифицируют эти лопатки в пары по критерию выбора, определяемому в зависимости от значений двух указанных предварительно измеренных статических моментов, и лопатки выбранных пар последовательно устанавливают их на роторе с диаметрально противоположным расположением лопаток пары (патент РФ №2319841, F01D 5/02, 2003).
Данный способ нельзя использовать для расстановки сопловых лопаток ГТД.
Известен способ сборки направляющего аппарата турбомашины путем размещения лопаток в корпусе, при котором после размещения лопаток измеряют угол их установки и по результатам измерений производят перестановку лопаток из условия обеспечения минимальной возможной разницы в углах установки соседних лопаток (а.с. СССР №906202, F01D 9/04, F04D 29/60, 1980).
Данный способ нельзя использовать для расстановки сопловых лопаток ГТД. Минимальная разница в углах установки соседних лопаток не обеспечивает минимальную разницу горла решетки между каждой парой соседних лопаток.
Техническим результатом является обеспечение заданной величины минимального проходного сечения соплового аппарата при минимальной разнице площадей горла решетки между каждой парой соседних лопаток.
Поставленная цель достигается тем, что в способе расстановки сопловых лопаток газотурбинного двигателя путем размещения лопаток в корпусе по результатам измерений площадей горла решетки на каждой лопатке, предназначенной для установки в корпус, измеряют площади горла решетки со стороны корыта и со стороны спинки лопатки, сортируют лопатки, предназначенные для установки в корпус, по возрастанию или убыванию площадей горла решетки по корыту или спинки лопатки и располагают лопатки в ряд, лопатку, с максимальной или минимальной площадью горла решетки со стороны корыта или со стороны спинки лопатки, размещают в корпусе, а каждую следующую лопатку из ряда размещают в корпусе рядом с установленными с изменением направления обхода.
На фиг.1 - схема установки лопаток, развертка, на фиг.2 - горло решетки, вид по стрелке А на фиг.1, на фиг.3 - образование ряда лопаток, на фиг.4 - схема расстановки лопаток в корпусе.
Способ реализуют следующим образом.
эталон
эталон
кор эталон
сп
эталон
Для блока эталонных лопаток определяют площадь горла решетки (площадь минимального проходного сечения межлопаточного канала) F, которая проходит через линии горла «а» по высоте пера (фиг.1). Площадь горла решетки F состоит из площади f между корытом лопатки и плоскостью радиального клина и площади f между спинкой лопатки и плоскостью радиального клина (фиг.2).
кор i
сп i
кор i
сп i
кор
i
кор i
кор i
На каждой лопатке, предназначенной для установки в корпус, измеряют площади f со стороны корыта и f со стороны спинки лопатки. Площади f или f являются критериями выбора для расстановки лопаток в корпус. Выбирают один из критериев выбора, например f, и сортируют лопатки, предназначенные для установки в корпус, по возрастанию или убыванию f. Образуется ряд упорядоченных по f лопаток (фиг.3).
Лопатку с максимальным или минимальным значением критерия выбора размещают в корпусе. Каждую следующую лопатку (2, 3…N) из ряда размещают в корпусе рядом с ранее установленными лопатками с изменением направления обхода. На фиг.4 лопатки с четными номерами из ряда располагаются по направлению часовой стрелки, а лопатки с нечетными номерами располагаются против часовой стрелки. Если лопатку с номером два из ряда разместить с другой стороны первой лопатки, то направление обхода будет противоположным.
кор
сп
Расстановку лопаток можно производить по любому критерию f или f, устанавливать первой лопатку с минимальным или максимальным критерием выбора.
Пример конкретного выполнения
кор
кор эталон
кор i
кор
i
кор i
2
Расстанавливаются сопловые лопатки. В качестве критерия выбора взяли f - площадь между корытом лопатки и плоскостью радиального клина. Площадь f равна 3,53 см. На каждой лопатке, предназначенной для установки в корпус и имеющей индивидуальный номер, измеряют площади f. Данные измерений сведены в таблице 1. Сортируют лопатки по убыванию площадей f. Данные приведены в таблице 2. Располагают лопатки в ряд (столбец 3 таблицы 2, фиг.3). Первой в корпус устанавливают лопатку с максимальным значением f. Каждую следующую лопатку из ряда размещают в корпусе рядом с ранее установленными лопатками с изменением направления обхода. На фиг.4 лопатки с четными номерами из ряда располагаются по направлению часовой стрелки, а лопатки с нечетными номерами располагаются против часовой стрелки. Если лопатку с номером два из ряда разместить с другой стороны первой лопатки, то направление обхода будет противоположным.
кор i
Первой в корпус можно установить лопатку с минимальным значением f (лопатка №35), затем лопатку №34 и т.д.
сп i.
Аналогично можно расставлять лопатки, если в качестве критерия выбора выбрать f
Способ обеспечивает заданные конструкцией ГТД минимальные величины проходного сечения соплового аппарата при минимальной разнице площадей горла решетки между каждой парой соседних лопаток. Способ позволяет сортировать сопловые лопатки и осуществлять одноразовую сборку соплового аппарата.
Таблица 1
Индивидуальный № лопатки
f<sub>кор i</sub>
353
3,59
103
3,52
059
3,40
035
3,38
092
3,40
091
3,35
084
3,41
281
3,45
255
3,49
067
3,38
289
3,39
259
3,63
306
3,64
269
3,51
217
3,56
297
3,64
326
3,48
273
3,66
311
3,51
307
3,53
203
3,49
321
3,52
318
3,56
316
3,40
374
3,44
258
3,68
323
3,46
218
3,44
263
3,55
291
3,49
293
3,36
241
3,54
319
3,44
257
3,57
001
3,41
Таблица 2
Индивидуальный № лопатки
f<sub>кор i</sub>
№ лопатки в ряде
258
3,68
1
273
3,66
2
306
3,64
3
297
3,64
4
259
3,63
5
353
3,59
6
257
3,57
7
217
3,56
8
318
3,56
9
263
3,55
10
241
3,54
11
307
3,53
12
103
3,52
13
321
3,52
14
269
3,51
15
311
3,51
16
255
3,49
17
203
3,49
18
291
3,49
19
326
3,48
20
323
3,46
21
281
3,45
22
374
3,44
23
218
3,44
24
319
3,44
25
084
3,41
26
001
3,41
27
092
3,40
28
059
3,40
29
316
3,40
30
289
3,39
31
035
3,38
32
067
3,38
33
293
3,36
34
091
3,35
35