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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Место крепления рабочих лопаток авиадвигателей пятого поколения

Ротор компрессора низкого давления и ротор компрессора высокого давления авиадвигателя пятого поколения, с рабочими лопатками, закрепляемыми с помощью замков типа «ласточкин хвост» в кольцевых канавках рабочих колес этих устройств

Способ сборки места крепления рабочих лопаток

Группа изобретений относится к области гашения вибраций рабочих лопаток бустера и компрессора авиационных газотурбинных двигателей пятого поколения.

Повышение надежности путем предупреждения усталостных повреждений рабочих лопаток является актуальной задачей современного авиадвигателестроения. Возникновение этих повреждений у находящихся в эксплуатации авиационных ГТД во многом определяется уровнем вибрационных напряжений в лопатках во всем диапазоне режимов эксплуатации двигателя. Одним из важнейших факторов, снижающих уровень этих напряжений, является демпфирующая способность лопаток, которая определяется энергией, рассеянной в обтекающем газовом потоке (аэродемпфирование), в материале, и у авиадвигателей в старом «классическом» исполнении за счет конструкционного демпфирования в замковом соединении, и в контакте бандажных или антивибрационных полок для ступеней с этими полками.

Аэродемпфирование и конструкционное демпфирование в замках лопаток и в контакте бандажных полок, если таковые имеются, в вентиляторах, компрессорах и турбинах «классических» поколений авиационных двигателей далеко от оптимальных значений.

Поэтому для предотвращения опасных резонансных колебаний лопаток применяют специальные демпфирующие устройства. В абсолютном большинстве известных случаев это устройства конструкционного демпфирования, у которых энергия рассеивается за счет работы сил сухого (кулонова) трения между контактирующими поверхностями при их взаимном упругом проскальзывании в процессе колебаний.

Выбор этого вида демпфирования выбран потому, что его использование позволяет создавать специальные демпфирующие устройства, обеспечивающие оптимальный уровень демпфирования рабочих лопаток турбомашин при конструктивных параметрах демпфирующих устройств. Под конструктивными параметрами здесь понимаются параметры, не существенно (допустимо) ухудшающие габаритные, массовые, технологические, конструктивные характеристики рабочих колес турбомашины и при этом улучшающие эксплуатационные характеристики этих колес и турбомашины в целом. Выбор в пользу этого вида демпфирования сделан уже в самых ранних разработках этих устройств.

Так известен ротор турбомашины [1], содержащий диск с лопатками, имеющими демпфирующее устройство в виде пакета металлических пластин, отличающийся тем, что с целью повышения эффективности демпфирования лопаток, они выполнены с разрезными хвостовиками, в разрез которых вставлены металлические пластины с натягом, созданным за счет упругой деформации (выпрямления) предварительно изогнутых металлических пластин, а в замок лопатки под различными углами запрессованы штифты.

Оригинальность этого предложения состоит в том, что упругодемпфирующий элемент располагается внутри ножки лопатки и в качестве такого элемента использован многослойный пакет стальных пластин, сжатый распределенной нагрузкой, полученной за счет больших упругих деформаций пакета при установке его в ножку. В случае, когда жесткость на изгиб стороны ножки будет одного порядка, что и жесткость на изгиб одной пластины, при числе пластин n≥10 в пакете максимальное значение коэффициента рассеивания пакета может достигать очень высоких значений Ψ_max≈4÷5 [7], т.е. эти устройства при должном подборе его параметров способно обеспечить высокий коэффициент рассеивания системе «лопатка - демпфирующее устройство» на наиболее опасных низких формах ее колебаний и, следовательно, эффективное гашение этих колебаний лопаток.

Однако это предложение непригодно для использования его в качестве демпфирующего устройства рабочих лопаток компрессора авиационного ГТД пятого поколения, закрепляемых в кольцевых канавках этих устройств, так как эти лопатки либо вообще не имеют ножек, либо выполняются с низкими ножками.

Известно демпфирующее устройство [3], действие которого основано на рассеянии энергии колебаний лопатки за счет работы сил сухого трения, возникающих при контакте малоподвижного элемента демпфирующего устройства с участком тела колеблющейся лопатки, расположенным внутри ее ножки и в области замкового соединения. Для создания контактного давления используются пружины или другие упругие элементы.

Известно также демпфирующее устройство [4], использующие для создания контактного давления центробежную силу инерции от вращения рабочего колеса элементов конструкции, размещенных внутри пера и замка лопатки, через упругие элементы.

Это устройство принципиально аналогично устройству [3], так как малоподвижный элемент этого устройства прижимается к контактирующим с ним поверхностям лопатки также и центробежной силой.

Рабочие лопатки компрессора авиационных ГТД не выполняют пустотелыми, и эти предложения не пригодны для использования для гашения колебаний этих лопаток.

Известно также устройство демпфирования широкохордых рабочих лопаток вентилятора [5], расположенное между рабочим колесом и бустером подпорных ступеней вентилятора, содержит кольцеобразную металлическую пластину, крепящуюся снаружи к диску вентилятора и/или к бустеру и изогнутые профилированные элементы. Элементы выступают соответственно каждой рабочей лопатке над кольцеобразной пластиной по ее внешнему диаметру. Каждый из элементов включает упругую часть и фрикционную часть, отогнутую от упругой и загнутую в направлении внутреннего диаметра кольцеобразной металлической пластины. Элементы выполнены с возможностью прижатия фрикционной части к ответной торцовой поверхности ножки лопатки центробежной силой вентилятора без совершения совместных колебаний для создания силы трения, демпфирующей колебания лопатки. Жесткость крепления элемента к диску вентилятора и/или к бустеру не допускает совместных колебаний устройства и ножки лопатки. Достигается повышение надежности демпфирования колебаний широкохордых лопаток вентилятора с большой конусностью втулки за счет создания силы трения при перемещениях фрикционного элемента устройства и наружной поверхности торца ножки лопатки.

Это демпфирующее устройство также непригодно для гашения колебаний рабочих лопаток компрессора авиационного ГТД пятого поколения, закрепляемых в кольцевых канавках этих устройств, так, как уже указывалось, эти лопатки либо вообще не имеют ножек, либо выполняются с низкими ножками.

Можно проанализировать конструкции еще целого ряда известных демпфирующих устройств рабочих лопаток турбомашин, но все они по вышеописанным причинам оказываются непригодными для гашения колебаний рабочих лопаток компрессора авиационного ГТД пятого поколения, закрепляемых в кольцевых канавках ободов рабочих колес, и не могут быть использованы в качестве прототипа предлагаемого изобретения.

Известен трех ступенчатый ротор компрессора авиадвигателя SaM 146 [2], выполненный в виде бочки с тремя кольцевыми выступами на внешней и внутренней поверхности бочки. В каждом кольцевом выступе выполнена профилированная кольцевая канавка с поперечным радиальным сечением, ответным замку рабочей лопатки типа «ласточкин хвост». Рабочие лопатки своими замками вставлены в эти канавки и выполнены с платформами, которыми лопатки упираются друг в друга, и которые вместе с перьями лопаток организуют каналы обтекания этих лопаток. Ротор компрессора жестко соединен с ротором вентилятора. Четыре лопатки на каждой из ступеней (пары этих лопаток расположены диаметрально противоположно) имеют специальные вырезы в платформе под два замка.

Известен также шести ступенчатый ротор КВД авиадвигателя SaM 146 [2], состоящий из следующих элементов: лопатки КВД; блиски первой и второй ступеней КВД; рабочее колесо КВД; диск с лабиринтным уплотнением.

Первая и вторая ступени ротора КВД выполнены по технологии "Blisk".

Блиск КВД является фрезерованной из единой заготовки деталью, совмещающей рабочее колесо, комплект лопаток, лабиринтные уплотнения и вал КВД. Блиск первой ступени ротора КВД соединен вместе с блиском второй ступени ротора КВД 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. Блиски первой и второй ступеней ротора КВД выполнены из титанового сплава. Лопатки третьей ступени ротора КВД устанавливаются на рабочее колесо КВД при помощи паза «ласточкин хвост». Лопатки третьей ступени ротора КВД поджаты в осевом направлении упорным кольцом, прикрепленным к передней поверхности паза ласточкин хвост при помощи болтов. Лопатки третьей ступени ротора КВД выполнены из титанового сплава. 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. Платформы лопаток с четвертой по шестую ступеней КВД плотно прилегают друг к другу, обеспечивая надежную фиксацию лопаток в тангенциальном направлении. Четыре лопатки на каждой из ступеней (с 4 по 6 ступень) КВД имеют специальные вырезы в платформе под два замка. Лопатки с четвертой по шестую ступень КВД выполнены из никелевого сплава. К переднему фланцу рабочего колеса КВД крепятся оба блиска КВД. Задний фланец рабочего колеса КВД крепится к диску с лабиринтным уплотнением при помощи болтов. На рабочем колесе КВД выполнено 70 пазов ласточкин хвост под лопатки третей ступени ротора КВД, а также три профилированные кольцевые канавки для крепления лопаток четвертой, пятой и шестой ступеней КВД. Также на рабочем колесе КВД имеются 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. Диск с лабиринтным уплотнением крепится вместе с бочкой ротора ТНД к заднему фланцу рабочего колеса КВД при помощи болтов. На диске выполнены зубья лабиринтного уплотнения, обеспечивающие герметизацию сочленения с опорой уплотнения корпуса камеры сгорания. Диск с лабиринтным уплотнением выполнен из никелевого сплава.

Преимуществами этих конструкций роторов, например, по сравнению с аналогичными роторами авиадвигателей четвертого поколения с «классическими» рабочими колесами, соединенными болтами в барабанно дисковые конструкции, с рабочими лопатками, установленными в пазы «ласточкин хвост» этих колес, является значительное уменьшение количества деталей и массы этих конструкций и, как следствие этого, улучшение эксплуатационных характеристик двигателя: снижение удельного расхода топлива, повышение удельной тяги двигателя.

К числу недостатков этих конструкций в случае, когда конструктор сталкивается с необходимостью постановки в конструкцию демпфирующих устройств для гашения колебаний рабочих лопаток, является отсутствие разработанных конструкций этих демпфирующих устройств, пригодных для гашения колебаний рабочих лопаток блисков и рабочих лопаток с замками «ласточкин хвост», установленных в кольцевые канавки рабочего колеса.

Заметим, что вывод об отсутствии таких устройств нами сделан на основании того, что нами не обнаружено опубликованных материалов, где бы описывались эти устройства. Вполне возможно, что их просто не успели разработать.

Поэтому место крепления рабочих лопаток в кольцевых канавках ступеней роторов КНД и КВД авиадвигателя SaM 146, как наиболее близкое по технической сущности к предлагаемому, принято за прототип.

По этой же причине за прототипы приняты роторы КНД и КВД авиадвигателя SaM 146.

В настоящее время, по нашему мнению, в области конструкционного демпфирования накоплены знания, достаточные для разработки высоко эффективных специальных демпфирующих устройств для гашения колебаний рабочих лопаток турбомашин, и разработаны редакторы, позволяющие численными методами, например, методом конечных элементов (МКЭ) решать динамические задачи сложных механических систем, достаточно точно моделирующих узлы турбомашин с этими демпфирующими устройствами.

Следовательно, появилась возможность замены дорогостоящего натурного эксперимента по исследованию динамики облапаченного диска со специальными демпфирующими устройствами для гашения колебаний системы «диск - рабочие лопатки» виртуальным экспериментом, проводимым на ЭВМ, и определения оптимальных настроек этих устройств, а точнее оптимальных настроек системы «рабочая лопатка - демпфирующее устройство», расчетным путем.

Это обстоятельство обновляет и существенно повышает интерес к проблеме демпфирования рабочих лопаток турбомашин.

Отметим, что в известных патентах, как правило, ограничились весьма общей формулировкой цели решаемой задачи, например, «повышение эффективности демпфирования лопаток» [1] или «повышение надежности демпфирования и предупреждения усталостных повреждений широкохордных лопаток вентилятора [5]».

Сформулируем решаемую здесь задачу в более конкретной форме, по возможности сблизив ее с формулировкой задачи, которую мы решали бы при проведении виртуального эксперимента по исследованию вынужденных колебаний системы «фрагмент места крепления лопаток - рабочая лопатка - демпфирующее устройство».

Хотя при выполнении виртуального эксперимента задача о вынужденных колебаниях этой системы методом МКЭ решается в размерных параметрах при определении оптимальной настройки демпфирующего устройства лучше перейти в критериальные координаты, и, определив эту настройку, определить затем размерные параметры демпфирующего устройства, соответствующие этой настройке.

Заметим, что в работе [7] исследованы упругофрикционные характеристики (УФХ) аналогов, близких предлагаемым демпфирующим устройствам и на примере решения задачи о вынужденных колебаниях системы с распределенными параметрами с упругодемпферной опорой (УДО) с конструкционным демпфированием (трубопровода с промежуточной УДО в виде многослойного пакета пластин, сжатых равномерно распределенной нагрузкой) разработана методика определения оптимальной начальной настройки УДО, обеспечивающей прочность системы и УДО на всех рабочих режимах работы двигателя в течение ресурса работы системы, и параметров УДО, обеспечивающих эту настройку УДО при предельно допустимой амплитуде равнодействующей возбуждающих сил или при кинематическом возбуждении системы при предельно допустимой для авиационных ГТД норме скорости колебания основания (корпуса), на котором своими опорами закреплена система.

В работе [7] в отличие от других работ, где рассмотрены вынужденные колебания систем с распределенными параметрами с сосредоточенным конструкционным демпфированием, и где в качестве оптимальной настройки УДО принят минимум зависимости максимального резонансного напряжения системы σ_mах от среднециклической жесткости УДО, построенной для самой опасной формы колебаний системы с УДО в рабочем диапазоне частот двигателя, оптимальная настройка УДО определяется по зависимостям σ_mах^*(β), построенным для каждой из опасных форм колебаний системы в рабочем диапазоне частот (оборотов двигателя) при максимально допустимой по норме стандарта для авиадвигателей амплитуде виброскорости возбуждения для различных значений относительной жесткости УДО К, равной отношению среднециклической жесткости УДО к жесткости трубопровода, которая в свою очередь зависит от граничных условий, длины пролета, изгибной жесткости трубопровода EI и частотного коэффициента, определяемого из частотного уравнения системы «трубоповод - УДО». Здесь σ_mах^*=σ_max/σ_Т - относительное максимальное резонансное напряжение системы (трубопровода), σ_Т - предел текучести материала трубопровода, β=P₀/T - относительная амплитуда возбуждающей силы («настройка УДО»), действующей на систему, Р₀ - амплитуда возбуждающей силы, рассчитанная для максимально допустимой виброскорости возбуждения, Т - обобщенная сила трения, определяемая как половина отрезка, отсекаемого на оси ординат поля упругогистерезисных петель УДО, построенного в координатах αР - Y с началом координат в ненагруженном состоянии УДО процессами нагружения с наименьшей жесткостью (процессами нагружения полностью расслоенной УДО). Здесь α - коэффициент нагрузки (-1≤α≤1), Р - амплитуда циклической силы, действующей на УДО, и Y - деформация УДО.

Зависимости σ_mах^*(β) имеют минимум. Но настройка УДО, соответствующая этому минимуму, для ряда практически важных значений относительной жесткости К располагается в недопустимой близости к неустойчивой зоне зависимости σ_max^*(β), и изменение настройки УДО β в этой области всего на 10% ведет к недопустимому изменению параметра σ_max^*.

Из-за износа контактных поверхностей УДО и релаксации ее упругих элементов, создающих сдавливающую нагрузку, динамично изменяемым в разы в течение ресурса работы авиадвигателя у рассматриваемой системы является произведение параметров μ⋅р. Здесь μ - коэффициент трения скольжения на контактных поверхностях УДО, р - нагрузка, сдавливающая контактирующие элементы УДО.

По классификации систем конструкционного демпфирования, предложенной в работе [23], рассматриваемое УДО относится к классу систем конструкционного демпфирования с неизменяемыми за цикл нагружения силами трения на контактных поверхностях с постоянной жесткостью системы при мыслимом уничтожении сил трения в ней. Как показано в этой работе, у этого класса систем конструкционного демпфирования коэффициент трения скольжения μ не входит в число независимых критериев подобия, а величина обобщенной силы трения Т прямо пропорционально произведению μ⋅р.

Следовательно, в течение ресурса работы двигателя настройка УДО β может изменяться в разы, так как коэффициент трения μ может измениться, например, с 0,16 до 0,3 и более, а сдавливающая нагрузка р вследствие релаксации упадет не намного, т.е. во многих практически важных случаях произведение μ⋅р в течение наработки изменится меньше или немного больше, чем в два раза.

В работе показано, что зависимости σ_mах^*(β) имеют достаточно широкую область настроек β, в которой параметр σ_mах^* меняется мало с изменением настройки β, и, где для всех рабочих значений относительной жесткости К σ_max^*<1. Причем в этой области β может измениться существенно больше, чем в два раза.

Такой характер зависимостей σ_mах^*(β) позволяет таким образом выбрать оптимальную (начальную) настройку β₀ УДО, что конечная настройка (настройка в конце ресурса работы системы или турбомашины) попадет в указанную область зависимостей σ_mах^*(β), а сама оптимальная настройка β₀ будет расположена на безопасном расстоянии от границы неустойчивой зоны этих зависимостей. Следовательно, при таком выборе настроек УДО будет обеспечена прочность системы (трубопровода) в течение всего ресурса работы системы или турбомашины. Заметим, что оптимальная настройка β₀ сдвинута относительно настройки, соответствующей минимуму зависимости σ_mах^*(β) внутрь указанной области.

Размерные параметры УДО определяются по двум этим настройкам при максимально допустимой по норме стандарта для авиадвигателей амплитуде виброскорости возбуждения и этот способ проведения виртуального эксперимента в работе [7] назван «Метод расчета параметров системы трубопровод - УДО по двум настройкам».

Конечно, диск и рабочие лопатки нагружаются и деформируются значительно сложнее, чем прямой трубопровод с УДО. Так рабочая лопатка испытывает самый общий поперечный изгиб с растяжением и кручением, температурные напряжения. Но ниже предлагаемые демпфирующие устройства также являются промежуточными УДО с конструкционным демпфированием с наиболее динамично изменяемым в процессе наработки параметром μ⋅р, а зависимости σ_max^*(β) имеют тот же самый качественный характер, но, естественно, строятся для различных безразмерных параметров, характеризующих геометрию и размеры лопатки, ее материал и условия работы, которые описывать не будем. Правда при исследовании прочности рабочих лопаток в качестве параметра σ_mах^* выбирается параметр σ_max^*=σ_max/σ_-1, или σ_mах^*=σ_mах/(σ_-1⋅n_з), где σ_mах - главное растягивающее напряжение у наиболее напряженной лопатки пакета на наиболее опасных низших формах ее колебаний (зависимости σ_mах^*(β) строятся для каждой из этих форм) в опасном сечении лопатки, в точке сечения, где это напряжение максимально, σ_-1 - для лопаток компрессора предел прочности при многоцикловом нагружении материала лопатки при ее максимальной рабочей температуре и n_з - коэффициент запаса прочности лопатки. Кроме того, для обеспечения выбранной начальной настройки β₀ во многих случаях потребуется виртуальное определение процесса нагружения демпфирующего устройства при его сборке в изделие.

Ставится задача разработки мест крепления рабочих лопаток в кольцевых канавках роторов компрессора авиадвигателя пятого поколения, обеспечивающих надежность крепления и оптимальное демпфирование лопаток на всех опасных низких формах колебаний, у которых оптимальная и конечная настройки системы «фрагмент места крепления лопаток - рабочая лопатка - демпфирующее устройство» и размерные параметры демпфирующего устройства предпочтительно определяются из виртуального эксперимента, причем конструкция демпфирующих устройств при постановке их на рабочие колеса не должна неприемлемо ухудшать массовую характеристику колеса и снижать его кпд.

Поставленная задача решается тем, что предлагается место крепления рабочих лопаток авиадвигателей пятого поколения, выполненное в виде кольцевого выступа на внешней и внутренней поверхности бочки ротора бустера или бочки рабочего колеса ротора 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 двух диаметрально противоположных местах выполнены две выемки с такими шириной и длиной в тангенциальном направлении, чтобы в ней свободно мог разместиться замок лопатки, 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 горизонтально расположенной трапецией с вертикальными основаниями, причем высота трапеции, по которой она соединена с фигурой «ласточкин хвост», равна в мм

где с - величина большего основания «ласточкина хвоста» в мм, b - величина меньшего основания «ласточкина хвоста» в мм и а - глубина кольцевой технологической канавки в одной из боковых стенок выступа, измеренная в направлении оси ротора в мм, равная

где δ - величина натяга в мм между замками лопаток и упругогистерезисным элементом, ϕ - угол при вершине конуса внутренней поверхности промежуточной проставки, и высота кольцевой технологической канавки, измеренная в радиальном поперечном сечении, равна в мм

h=δ+Н+0÷0,2,

где Н - наибольшая высота поперечного радиального сечения кольцевой промежуточной проставки, и кольцевая промежуточная проставка выполнена из двух диаметрально противоположно расположенных полуколец с наружной цилиндрической поверхностью, с поперечным радиальным сечением в виде трапеции - усеченного клина, с наибольшей высотой Н, шириной, равной или меньшей ширины большего 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 полукруглыми выемками контактирует с боковой стороной выступа места крепления лопаток, в которой нет технологической канавки, на промежуточную проставку установлена жесткая, гофрированная лента-ограничитель, выполненная из двух полуколец, изготовленных из каленой или нагартованной, шлифованной ленты из жаропрочной или жаростойкой нержавеющей стали, причем параметры ленты, ее толщина, подобраны так, чтобы жесткость каждого гофра ленты в окружном направлении была такой, чтобы под действием максимально возможной нагрузки, действующей на лопатку в окружном направлении, деформация гофра в этом направлении не превышала 0,1÷0,15 мм, и стрела выгиба гофра была равна или больше ƒ=0.8, 1 мм, между лентой-ограничителем, и замками рабочих лопаток с радиальным натягом δ установлен кольцевой упругогистерезисный элемент, выполненный из одной гофрированной или двух и более гофрированных лент, собранных «гофр в гофр», изготовленных из каленой или нагартованной, шлифованной ленты из жаропрочной или жаростойкой нержавеющей стали, таким образом, что вершины его гофров опираются на впадины ленты-ограничителя, причем параметры лент упругогистерезисного элемента подобраны следующим образом: ширина, измеренная в направлении продольной оси ротора, равна или меньше ширины меньшего основания «ласточкиного хвоста» кольцевой профилированной канавки, шаг гофров равен шагу гофров ленты-ограничителя и такой, что на замок лопатки опирается одна, две или более вершин гофров и стрела выгиба гофров до сборки равна ƒ_э=ƒ+δ+0,1÷0,25 мм, и геометрия гофров выбрана такой, что в собранном месте максимальное значение зазора между склонами гофров упругогистерезисного элемента и ленты-ограничителя не превышала 0,2 мм, а предпочтительная величина натяга δ по вершинам гофров, на которые опирается замок лопатки, была такой, чтобы обеспечивалась надежная упругая фиксация лопатки в окружном направлении, и предпочтительно равнялась δ=0,8÷1 мм и более, и концы замков лопаток скошены таким образом, что лопатка скошенными частями замка опирается на склоны гофров и натяг по вершинам этих двух гофров δ=0, а упругогистерезисный элемент составлен из двух и более частей кольца, равнорасположенных по окружности, и между концами этих частей, и концами этих частей и обоими замками в окружном направлении имеются зазоры, величина которых либо равна нулю, либо меньше половины допустимой суммарной величины относительных рабочих смещений концов этой части кольца, и равна 0,2÷0,5 мм, или упругогистерезисный элемент выполнен из одной части и либо оба замка с натягом δ опираются на упругогистерезисный элемент, либо только один из замков, и между наружной поверхностью выступов 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 оба замка своим дном, имеющим форму дна кольцевой канавки, упираются в ее дно, и между замками и концами полуколец промежуточной проставки и ленты-ограничителя зазоры либо равны нулю, либо меньше половины относительного максимального температурного удлинения этих деталей, и в боковой стенке с технологической канавкой выступа места крепления рабочих лопаток выполнено четыре или шесть отверстий, выходящих в канавку, 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 завернуты нажимные винты до упора в кольцевую промежуточную проставку, или эти отверстия выполнены гладкими и в них до упора в кольцевую промежуточную проставку запрессованы заглушки, причем между боковой стороной упругогистерезисного элемента и торцами заглушек или нажимных винтов имеется зазор, равный 0,1÷0,15 мм, а само место крепления рабочих лопаток собрано таким же образом, как и место крепления рабочих лопаток по п. 10 формулы изобретения, и все трущиеся поверхности деталей предлагаемого места крепления покрыты износостойким покрытием, а оптимальная и предельная настройки системы «фрагмент места крепления лопатки - лопатка - демпфирующее устройство» и размерные параметры упругогистерезисного элемента определяются из виртуального эксперимента.

Предлагается также место крепления рабочих лопаток авиадвигателей пятого поколения, выполненное в виде кольцевого выступа на внешней и внутренней поверхности бочки рабочего колеса, 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 двух диаметрально противоположных местах выполнены две 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 цилиндрическим дном, причем ось цилиндрической поверхности дна совпадает с продольной осью ротора, и радиальное поперечное сечение кольцевой профилированной канавки имеет форму «ласточкиного хвоста», соединенного в основании с прямоугольником с вертикальными боковыми стенками, причем большая сторона прямоугольника, по которой он соединен с фигурой «ласточкин хвост», равна в мм

где с - величина большего основания «ласточкина хвоста» в мм, b - величина меньшего основания «ласточкина хвоста» в мм и а - глубина кольцевой технологической канавки в одной из боковых стенок выступа в направлении оси ротора в мм, равная

где δ - величина натяга в мм между замками лопаток и упругогистерезисным элементом, ϕ - угол при вершине конуса внутренней поверхности промежуточных проставок, и высота кольцевой технологической канавки, измеренная в радиальном поперечном сечении, равна в мм

h=Н+0÷0,2,

где Н - наибольшая высота поперечного радиального сечения кольцевой промежуточной проставки, и каждая из двух кольцевых промежуточных проставок 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 промежуточные проставки так установлены на дно кольцевой профилированной канавки, что их поперечное радиальное сечение образует прямоугольник, и у промежуточной проставки, устанавливаемой на дно кольцевой профилированной канавки, 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 полукруглыми выемками контактирует с боковой стороной выступа места крепления лопаток, в которой нет технологической канавки, на промежуточные проставки установлена жесткая, гофрированная лента-ограничитель, выполненная из двух полуколец, изготовленных из каленой или нагартованной, шлифованной ленты из жаропрочной или жаростойкой нержавеющей стали, причем параметры ленты, ее толщина, подобраны так, чтобы жесткость каждого гофра ленты в окружном направлении была такой, чтобы под действием максимально возможной нагрузки, действующей на лопатку в окружном направлении, деформация гофра в этом направлении не превышала 0,1÷0,15 мм, и стрела выгиба гофра была равна ƒ=0.8÷1,0 мм или больше этой величины, между лентой-ограничителем и замками рабочих лопаток с радиальным натягом δ установлен кольцевой упругогистерезисный элемент, выполненный из одной гофрированной или двух и более гофрированных лент, собранных «гофр в гофр», изготовленных из каленой или нагартованной, шлифованной ленты из жаропрочной или жаростойкой нержавеющей стали, таким образом, что вершины его гофров опираются на впадины ленты-ограничителя, причем параметры лент упругогистерезисного элемента подобраны следующим образом: ширина, измеренная в направлении продольной оси ротора, равна или меньше ширины меньшего основания «ласточкиного хвоста» кольцевой профилированной канавки, шаг гофров равен шагу гофров ленты-ограничителя и такой, что на замок лопатки опирается одна, две или более вершин гофров и стрела выгиба гофров до сборки равна ƒ_э=ƒ+δ+0,1÷0,25 мм, и геометрия гофров выбрана такой, что в собранном месте максимальное значение зазора между склонами гофров упругогистерезисного элемента и ленты-ограничителя не превышала 0,2 мм, а предпочтительная величина натяга δ по вершинам гофров, на которые опирается замок лопатки, была такой, чтобы обеспечивалась надежная упругая фиксация лопатки в окружном направлении, и предпочтительно равнялась δ=0,8÷1 мм и более, и концы замков лопаток скошены таким образом, что лопатка скошенными частями замка опирается на склоны гофров и натяг по вершинам этих двух гофров δ=0, а упругогистерезисный элемент составлен из двух и более частей кольца, равнорасположенных по окружности, и между концами этих частей, и концами этих частей и обоими замками в окружном направлении имеются зазоры, величина которых либо равна нулю, либо меньше половины допустимой суммарной величины относительных рабочих смещений концов этой части кольца, и равна 0,2÷0,5 мм, или упругогистерезисный элемент выполнен из одной части и либо оба замка с натягом δ опираются на упругогистерезисный элемент, либо только один из замков, и между наружной поверхностью выступов 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 оба замка своим дном, имеющим форму дна кольцевой канавки, упираются в ее дно, и между замками и концами полуколец промежуточной проставки и ленты-ограничителя зазоры либо равны нулю, либо меньше половины относительного максимального температурного удлинения этих деталей, и в боковой стенке с технологической канавкой выступа места крепления рабочих лопаток выполнено четыре или шесть отверстий, выходящих в канавку, из которых два расположены в районах расположения концов полуколец про