Рабочая лопатка турбины

Рабочая лопатка турбины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к турбостроению, а именно к рабочим'лопаткам турбин. Целью изобретения является повышение надежности лопатки за счет снижения напряжений в ее элементах. Эта цель достигается тем, что оболочка пера лопатки выполнена составной из корневой и периферийной частей, причем корневая часть закреплена на хвостовике, а внутри оболочки пропущен удерживающий ее элемент, скрепленный с хвостовиком. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК (я)5 F 01 0 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4363575/63 (22) 17.12.87 (46) 07,.02.92. Бюл. hL 5 (71) Ленинградский кораблестроительный институт (72) Р.Ф.Дорохов и А.В.Серов (53) 621.438 (088.8) (56) Заявка Великобритании hl 2078310, кл. F 01 0 5/16, 1982.

Заявка ФРГ М 3521782, кл. F 01 D 5/28, 1986.

Изобретение относится к турбиностроению, а именно к рабочим лопаткам турбины.

Известна рабочая лопатка турбины, хвостовик которой является естественным продолжением пера. В этом случае рабочая лопатка представляет собой монолит, образованный из заготовки, на которой нарезаны профильная часть пера и зубья хвостовика.

Недостатками такой конструкции являются возникновение неоднородного напря женного состояния и невозможность исключить влияние пульсирующего силово-. го воздействия периферийных отрывных течений на напряженное состояние прикорневой зоны рабочей лопатки. Следствием указанных недостатков является нврациональное использование .материала лопатки в пределах ее длины, Известна также рабочая лопатка турбины, которая содержит перо, выполненное в виде оболочки аэродинамической формы, иудерживающий ее элемент, пропущенный .

ЫЛ 1710786 А1 (54) РАБОЧАЯ ЛОПАТКА ТУРБИНЫ (57) Изобретение относится к турбостроению„а именно к рабочим лопаткам турбин.

Целью изобретения является повышение надежности лопатки за счет снижения напряжений в ее элементах. Эта цель достигается тем, что оболочка пера лопатки выполнена составной из корневой и периферийной частей, причем корневая часть закреплена на хвостовике, а внутри оболочки пропущен удерживающий ее элемент, скрепленный с хвостовиком. 2 ил. внутри оболочки и скрепленный с хвостовиком, связывающим перо с диском турбины.

Недостатком известного технического решения является наличие, по крайней мере, трех областей с высоким уровнем действующих напряжений; корневое сечение удерживающего элемента, куда приходится максимум растягивающих напряжений, обусловленных действием центробежных сил, и максимум изгибных напряжений, обусловленных пульсирующим силовым воздействием периферийных отрывных течений, периферийное сечение оболочки, куда приходится максимум сжимающих напряжений, обусловленных действием центробежных сил, зона контакта оболочки и удерживающего элемента. Наличие указанных областей неблагоприятно сказывается на решении задачи о рациональном использовании материала и ведет к снижению надежности рабочей лопатки.

Цель изобретения — повышение надежности лопатки за счет снижения напряжений в ее элементах.

1710786

Указанная цель достигается тем, что в известном .устройстве, содержащем перо, выполненное в виде оболочки аэродинамической формы, и удерживающий ее элемент, пропущенный внутри оболочки и скрепленный с хвостовиком, связывающим перо с диском турбины, оболочка выполнена со-. ставной из корневой и периферийной частей, при этом корневая часть закреплена на хвостовике.

На фиг.1 представлена рабочая лопатка турбины, в которой оболочка выполнена составной, а корневая часть закреплена на хвостовике, при этом показан возможный вариант узла крепления в виде Т-.образного хвостовика, общий вид; на фиг.2 — то же, с оболочкой, выполненной составной, и. корневой частью, выполненной заодно с хвостовиком, общий вид.

Рабочая лопатка турбины содержит перо, выполненное в виде оболочки 1 аэродинамической формы, и удерживающий ее элемент 2, пропущенный внутри оболочки 1 и скрепленный с хвостовиком 3, связывающим перо лопатки с диском турбины. Оболочка 1 выполнена составной из корневой части 4 и периферийной части 5, при этом корневая часть 4 закреплена на хвостовике

3 (фиг.1) или выполнена заодно с хвостовиком 3 (фиг,2).

На рабочем режиме турбины корневая часть 4 оболочки 1 или растягивается, или сжимается (это зависит от конструкции узла крепления) от действия центробежной силы только на корневую часть 4 оболочки 1 рабочей лопатки. Периферийная часть 5 оболочки 1 сжимается от действия центробежной силы только на периферийную часть

5 оболочки 1 рабочей лопатки. Удерживающий элемент 2 растягивается от действия центробежной силы только на периферий.ную часть 5 оболочки 1 рабочей лопатки.

Такое разделение позволяет существенно снизить уровень действующих напряжений в "неблагополучных" областях, указанных выше, что положительно влияет на решение задачи о рациональном использовании материала и о повышении надежности рабочей лопатки.

5 На рабочем режиме турбины пульсирующим силовым воздействием периферийных отрывных течений возбуждаются колебания только периферийной части 5 оболочки 1 рабочей лопатки. Основная часть

10 энергии этогр возбуждения затрачивается на изгиб удерживающего элемента 2 в месте разделения оболочки 1 на части 4 и 5. Оставшаяся часть энергии приходится на корневое сечение удерживающего элемента 2, 15 которое, по отношению к известному, обладает повышенной жесткостью на изгиб.

Таким образом, за счет изменения схемы передачи усилий со стороны пера рабочей лопатки на хвостовик в предлагаемой

20 конструкции существенно снижаются максимумы действующих напряжений от центробежной силы и от пульсирующего силового воздействия периферийных отрывных течений. Более того, максимумы на25 пряжений оказываются "разнесенными" по длине пера лопатки, что ведет к дополнительному снижению напряжений, действующих в элементах рабочей лопатки.

Снижение напряжений в элементах лопатки

30 приводит к повышению надежности рабочих лопаток турбины; . Формула изобретения

Рабочая лопатка турбины, содержащая;

35 перо, выполненное в виде оболочки аэродинамической формы, и удерживающий ее элемент, пропущенный внутри оболочки и скрепленный с хвостовиком, связывающим перо с диском турбины, о т л и ч а ю щ а я40 с я тем, что, с целью повышения надежности лопатки за счет снижения напряжений в ее элементах, оболочка выполнена составной из корневой и периферийной частей, при этом корневая часть закреплена на хво45 стовике, 1710786

Составитель С.Семченко

Техред М.Моргентал Корректор Т,Палий

Редактор Н.Тупица

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 191

Заказ 322 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5