Рабочее колесо турбины
Реферат
Изобретение может быть использовано в высокотемпературных турбомашинах. Цель изобретения повышение надежности рабочего колеса турбины. Для этого в керамическом диске 1 рабочего колеса выполнены кольцевые пазы 3, заполненные попарно чередующимися слоями 4 и 5 керамического композитного материала, армированного монокристальными керамическими волокнами, ориентированными в первом из слоев 4 в радиальном направлении, а во втором в окружном. В процессе работы в колесе возникают высокие вибрационные, радиальные и окружные напряжения, которые воспринимаются многослойным композитом. В зависимости от частоты колебаний лопаток 2 диска 1 подбирается число слоев композита для снижения уровня вибраций. Применение многослойного композита позволяет повысить прочность диска и предотвратить процесс эрозии. 3 ил.
Изобретение относится к области турбостроения, в частности к конструкции рабочих колес высокотемпературных турбомашин. Целью изобретения является повышение надежности путем увеличения прочности и повышения демпфирующей способности рабочего колеса. На фиг.1 изображено рабочее колесо; на фиг.2 слой с волокнами, ориентированными в радиальном направлении; на фиг.3 то же, в окружном направлении. Рабочее колесо турбины содержит керамический диск 1 с лопатками 2, выполненные в диске 1 пазы 3, заполненные попарно чередующимися слоями 4 и 5 керамического композиционного материала, армированного монокристальными керамическими волокнами 6, ориентированными в первом из слоев 4 в радиальном направлении, а во втором в окружном. Рабочее колесо турбины работает следующим образом. В процессе работы в рабочем колесе турбины возникают высокие вибрационные, радиальные и окружные напряжения. Эти напряжения воспринимаются многослойным композитом со специальным подбором ориентации керамических монокристальных волокон 6. Для снижения уровня вибраций число слоев 4 и 5 композита подбирается в зависимости от частоты колебаний лопаток 2 в плоскости диска 1. Применение многослойного композита с ориентированными монокристальными волокнами 6 позволяет повысить прочность диска и предотвратить процесс эрозии, связанный с удалением кремния из поверхностных слоев, от воздействия высокотемпературного рабочего тела, так как поверхность диска приобретает более мелкозернистую структуру.
Формула изобретения
РАБОЧЕЕ КОЛЕСО ТУРБИНЫ, содержащее керамический диск с лопатками, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем увеличения прочности и повышения демпфирующей способности, в диске выполнены кольцевые пазы, заполненные попарно чередующимися слоями керамического композитного материала, армированного монокристальными керамическими волокнами, ориентированными в первом из слоев в радиальном направлении, а во втором в окружном.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3