Для чего нужна бандажная полка лопатки

Бандажная полка

Ндп. Антивибрационная полка пера

Смотри также родственные термины:

20. Бандажная полка пера

Элемент концевой части пера рабочей лопатки компрессора (турбины), предназначенный для снижения напряжений от вибрации и уменьшения перетекания воздуха (газа)

Полезное

Смотреть что такое «Бандажная полка» в других словарях:

бандажная полка пера — бандажная полка Ндп. антивибрационная полка пера Элемент концевой части пера рабочей лопатки компрессора (турбины), предназначенный для снижения напряжений от вибрации и уменьшения перетекания воздуха (газа). [ГОСТ 23537 79] Недопустимые,… … Справочник технического переводчика

Бандажная полка пера — 20. Бандажная полка пера Элемент концевой части пера рабочей лопатки компрессора (турбины), предназначенный для снижения напряжений от вибрации и уменьшения перетекания воздуха (газа) Источник: ГОСТ 23537 79: Лопатки авиационных осевых… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

антивибрационная полка пера — антивибрационная полка Ндп. бандажная полка пера Элемент пера лопатки компрессора, предназначенный для снижения напряжений от вибрации. [ГОСТ 23537 79] Недопустимые, нерекомендуемые бандажная полка пера Тематики авиационные компрессоры и трубины… … Справочник технического переводчика

Антивибрационная полка — Ндп. Бандажная полка пера Источник: ГОСТ 23537 79: Лопатки авиационных осевых компрессоров и турбин. Термины и определения ори … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 23537-79: Лопатки авиационных осевых компрессоров и турбин. Термины и определения — Терминология ГОСТ 23537 79: Лопатки авиационных осевых компрессоров и турбин. Термины и определения оригинал документа: Антивибрационная полка Ндп. Бандажная полка пера Определения термина из разных документов: Антивибрационная полка 21.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Лопатка (лопасть) — У этого термина существуют и другие значения, см. Лопатка (значения). Турбинная лопатка Лопатка (лопасть) деталь лопаточных ма … Википедия

ГОСТ Р 50889-96: Сооружения местных телефонных сетей линейные. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 50889 96: Сооружения местных телефонных сетей линейные. Термины и определения оригинал документа: 6 абонентская линия местной телефонной сети: Линия местной телефонной сети, соединяющая оконечное абонентское телефонное… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

FrequentFlyers.ru

Ликбез

Почему двигатель самолета брякает?

08/11/2019

Многие пассажиры при посадке в самолет через автотрап замечают странные звуки, которые издает работающая на низких оборотах турбина: то ли металлический лязг, то ли бряцанье бутылок — еще похлеще, чем в детстве, когда к остановке подкатывает ЛиАЗ-677 😉 Тут же просыпается аэрофобия: посмотрите, что-то не то с самолетом, как на нем лететь? Караул! Рассказываем подробнее, что это такое.

Во-первых, не турбина, а двигатель. Турбина — это только небольшая часть турбовентиляторного двигателя, которые устанавливаются на современные самолеты. И “реактивным” этот двигатель называть неправильно, потому что реактивной струей в них создается от силы 20% тяги, а остальную тягу создает вентилятор. Вентилятор — это как раз та часть, которая находится впереди двигателя и вы видите, как он вращается.

Во-вторых, во время посадки пассажиров двигатель не работает. Не на малом газу, никак. Он просто выключен полностью, и запуск двигателей начинается только после окончания посадки, буксировки и получения разрешения от диспетчера. Вентилятор же вращается от ветра! Попробуйте хорошенько дунуть на бытовой вентилятор или чуть-чуть дунуть на компьютерный — они тоже начнут вращаться.

Так, стоп, вы же явно слышите характерный свист работающего двигателя! Правильно, это работает вспомогательная силовая установка (ВСУ, APU) в хвосте; от нее на стоянке при отсутствии наземного источника (GPU) запитаны электросистемы, система кондиционирования и вентиляции и т.д. Вентилятор вращается ветром и только ветром! (И, кстати, именно поэтому если самолет ставится на стоянку надолго, например, на ночь, двигатели закрывают чехлами, чтобы не крутились просто так, и чтобы ветром внутрь не нанесло пыли, грязи, снега и т.п.)

ВСУ самолета семейства Airbus A320

Вентилятор состоит из множества лопаток, которые при его вращении захватывают воздух и проталкивают его дальше, создавая тягу. Каждая лопатка закреплена в пазу на роторе. Но на некоторых моделях двигателей они закреплены не жестко, а имеют определенный люфт (свободный ход), что снижает нагрузки в рабочем режиме. То есть, “болтаются” они не из-за того, что двигатель изношен, а потому, что так задумано.

При этом на таких двигателях лопатки оснащены бандажными полками, которые увеличивают жесткость лопатки, а также не дают ей вибрировать под нагрузкой: поток воздуха, воздействующий на полку, как бы дополнительно удерживает ее.

Ротор двигателя и пазы (замки) крепления лопаток

Лопатка с бандажной полкой

Лопатки с полками и ротор

Когда вентилятор вращается под действием ветра на низких оборотах, соседние лопатки, расположенные в определенных положениях (в верхней и нижней точках), как бы “переваливаются” и стукаются полками друг об друга. А когда двигатель начинает работать, то обороты вентилятора увеличиваются и центробежная сила уже не дает лопаткам болтаться: они выстраиваются строго вдоль радиусов и не касаются друг друга.

Описанная конструкция вентиляторов используется, например, на двигателях Pratt&Whitney JT9D (на Boeing 747), Rolls-Royce RB211 (модификации Boeing 747, 757, 767), CFM 56-3 (устанавливаются на все Boeing 737-300, 737-400, 737-500) и CFM 56-5 (Airbus A318, A319ceo, A320ceo, A321ceo), а вот на CFM 56-7 (Boeing 737-600, 737-700, 737-800, 737-900, 737-900ER) лопатки имеют другую форму без бандажных полок, закреплены жестко и не брякают. На двигателях CFM LEAP (737 MAX, A320neo) лопатки закреплены жестко и выполнены из композитных материалов и тоже не брякают.

Источник

Бандаж рабочих лопаток колеса паровой турбины

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 F 01 D 5/22

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ (21) 4455764/06 (22) 20.07.88 (46) 15.02.92. Бюл. N 6 (75) В.И.Житин и В.К,Яковлев (53) 621.165 (088.8) (56) Прочность паровых турбин. / Под ред.

Л.А.Шубенко-Шубина, М.: Машиностроение, 1973, с. 99, рис. 50. (54) БАНДАЖ РАБОЧИХ ЛОПАТОК КОЛЕСА

Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании и модернизации ленточных бандажей рабочих лопаток паровых турбин:

Цель изобретения — повышение эксплуатационных характеристик путем самоудаления подбандажных отложений.

На фиг. 1 представлен фрагмент развертки бандажа; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.

Бандаж содержит рабочие лопатки 1, бандажную ленту 2, закрепленную на рабочих лопатках 1 с помощью расклепанных шипов 3. В бандажной ленте 2 вдоль средних линий тока рабочей среды в межлопа- точных каналах выполнены сквозные отверстия 4, число и диаметр которых связаны между собой соотношением п.zc где d — диаметр отверстий; п — число отверстий;

$к — площадь бандажа, перекрывающая единичный межлопаточный канал, Устройство работает следующим образом. (57) Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано при проектировании и модернизации ленточных бандажей рабочих лопаток паровых турбин, Цель изобретения — повышение экономичности ступеней паровых турбин. Бандаж содержит бандажную ленту, в которой вдоль средних линий тока рабочей среды в межлопаточных каналах выполнены сквозные отверстия, способствующие за счет образования струй рабочего тела удалению подбандажных отложений. 2 ил.

При работе турбины под бандажной лентой 2 происходит отложение окислов металлов, солей и пр. (см, пр. В, фиг. 2). При наличии в бандажной ленте 2 отверстий 4 при градиенте давления рабочей среды. на. правленном из надбандажного пространства в подбандажное, в отверстиях 4 происходит образование струй рабочей среды, препятствующих образованию подбандажных отложений, Снижение количества подбандажных отложений улучшает аэродинамические характеристики обтекания профилей рабочих лопаток в подбандажной зоне, что повышает эксплуатационные показатели бандажа и экономичность работы ступеней паровых турбин.

Бандаж рабочих лопаток колеса паровой турбины, содержащий стальную ленту с отверстиями под шипы рабочих лопаток, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационных характеристик путем самоудаления подбандажных отложений, в нем между отверстиями под шипы рабочих лопаток по средней линии тока рабочей среды в межлопаточных кана1712631

Составитель В. Кириллов

Техред М,Моргентал Корректор О. Кравцова

Заказ 521 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 лах выполнены сквозные отверстия, диаметр и число которых связаны между собой соотшением где d — диаметр отверстий; п — число отверстий;

$» — площадь бандажа, перекрывающая единичный межлопаточный ка5 нал.

Источник

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОХЛАЖДАЕМЫХ ЛОПАТОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТУРБИН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С БАНДАЖНОЙ ПОЛКОЙ

1 Аспирант, 2 кандидат технических наук

Московский авиационный институт

ОСОБЕННОСТИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОХЛАЖДАЕМЫХ ЛОПАТОК ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ТУРБИН ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ С БАНДАЖНОЙ ПОЛКОЙ

Аннотация

На основании результатов проведенных исследований, двухмерных и трехмерных расчетов теплонапряженного состояния бандажированных лопаток ТВД, сформулированы рекомендации по их оптимальному проектированию. Особенно актуально проведенное исследование для современных высокотемпературных ТВД, в которых бандажные полки на рабочих лопатках турбин практически не применяются. Показано, что при эффективной системе конвективно-плёночного охлаждения критичных участков пера лопатки и самой полки её можно установить на лопатках ТВД, тем самым обеспечив повышение КПД и уровня её надёжности и ресурса.

Ключевые слова: рабочая лопатка, бандажная полка, турбина высокого давления, температура, напряжение, пленочное охлаждение.

1 Postgraduate student, 2 PhD in Engineering

Moscow Aviation Institute

FEATURES OF DESIGN OF COOLED BLADES OF HIGH-TEMPERATURE HIGH-PRESSURE TURBINES WITH PLATFORMS

Abstract

The recommendations on the optimal design of shrouded blades of a turbo-propeller engine are formulated based on the results of the conducted studies with two-dimensional and three-dimensional calculations of the heat-stressed state of shrouded turbo-propeller engine blades. This study is particularly relevant for modern high-temperature turbo-propeller engines, in which platforms on turbine blades are practically not used. It is shown that with an effective system of convective-film cooling of critical sections of the blade airfoil and the shelf itself, it can be installed on the blades of turbo-propeller engines, thereby ensuring an increase in efficiency and the level of its reliability and life cycle.

Keywords: working blade, platform, high pressure turbine, temperature, strain, film cooling.

Актуальность данной работы состоит в том, что в охлаждаемых лопатках ТВД имеются высокие дополнительные потери энергии газа, связанные с необходимостью утолщения профильной части лопаток из-за размещения каналов охлаждения. Как известно, постановка бандажной полки позволяет уменьшить концевые гидравлические потери из-за потерь энергии газа при его перетекании в радиальном зазоре с корыта на спинку профиля. Установка бандажных полок исключает эти перетекания [1]. Однако, появляются новые, так называемые вторичные потери энергии газа, связанные с перетечками газа на нижней стороне полки с корыта на спинку профиля [2].

Кроме того, появляются дополнительные напряжения растяжения в несущей части лопатки от действия центробежных сил, связанных с постановкой самой полки [3]. Поэтому при установке бандажной полки одновременно надо решить две дополнительные задачи. Первая заключается в том, что надо обеспечить прочность самой полки от действия изгибных напряжений, для чего места её заделки на корыте и спинки профильной части лопатки, на её периферии, необходимо интенсивно охлаждать[4], [5]. Кроме того, необходимо исключить наличие перегревов всех частей полки от действия температуры газа, омывающую её внутреннюю и наружную сторону, что особенно сложно обеспечить на концах гребней лабиринтных уплотнений.

Рис. 1 а) и в) – лопатки без бандажной полки и с бандажной полкой;

б) зависимость потери КПД ступени турбин от величины относительного радиального зазора для бандажированных и не бандажированных лопаток;

– относительный радиальный зазор (%); Δη – потери КПД ступени (%)

Саму несущую часть лопатки также требуется дополнительно охлаждать, применить более эффективное теплозащитное покрытие или более высокопрочный материал лопатки с целью компенсации повышенных напряжений, возникающих в критическом сечении пера лопатки вследствие установки бандажной полки [6, 7, 8]. Все эти задачи рассмотрены в данной работе и сформулированы рекомендации, которые способствуют применению бандажной полки на вновь проектируемых лопатках высокотемпературных ТВД. Ниже, на рис. 1(б) представлены данные по сравнительной эффективности бандажированных [9], рис. 1(а) не бандажированных, рис. 1(в) бандажированных лопаток ТВД.

Лопатка с бандажной полкой, показанная на рис. 1(в), имеет охлаждаемое перо и, по существу, не охлаждаемую бандажную полку. Через полку осуществляется выход воздуха, охлаждающего профильную часть пера лопатки. При установке бандажной полки на перо лопаток современных высокотемпературных турбин её также необходимо охлаждать, используя как конвективную, так и плёночную системы охлаждения, в зависимости от уровня температуры поверхности полки. Таким образом, в современных высокотемпературных ТВД бандажные полки также должны охлаждаться, аналогично тому, как охлаждается профильная часть пера лопатки, омываемая горячим газом. Охлаждение бандажной полки струями холодного воздуха, направляемыми из объема корпуса через «плавающую» ставку, расположенную над кромками пера лопатки не целесообразно, поскольку для этих целей требуется большое количество охлаждающего воздуха, а её эффективность низкая.

Кривые 1-а и 1- б рисунка 1 относятся к не бандажированным лопаткам турбин. При этом, верхняя кривая 1-б относится к лопаткам, у которых внедрены мероприятия по снижению величины перетекания газа в радиальном зазоре. Например, когда лопатка в радиальном направлении выполняется S-образной, с наклоном на спинку профиля, увеличивается давление газа на спинке профиля и уменьшается градиент давления и перетекание газа в радиальном зазоре. Таким образом спроектирована лопатка ТВД ТРДД SAM 146 (рис. 2).

Рис. 2 – Рабочая лопатка ТВД ТРДД SAM 146 с наклоненной S-образной профильной частью пера

Другая задача, связанная с установкой бандажной полки, относится к увеличению центробежной нагрузки на перо лопатки, что может быть недопустимо в критическом сечении пера лопатки, где возникает минимальный запас прочности [10]. Обычно это сечение находится на расстоянии, примерно равном одной трети от высоты пера в нижней части лопатки.

На рис. 3 показано распределение напряжений растяжений от действия центробежных сил на режиме «максимал» – Н = 0, М = 0, по высоте охлаждаемой лопатки турбины, геометрия которой близка к реальной лопатке ТРДДф РД 33, при отсутствии бандажной полки и при её наличии. Как видно из приведенного примера, уровень напряжений по высоте этой лопатки увеличивается значительно. Следует обратить внимание на то, что в сечении пера лопатки, на высоте 15 мм от корня, рост этих напряжений составил значительную величину, примерно 70 % от исходного значения. Очевидно, что эту часть лопатки необходимо более существенно охлаждать, например, ввести плёночное или щелевое охлаждение. Что касается остальных частей лопатки, находящихся сверху и снизу от критического, то эти области допускают какое-то увеличения напряжений растяжения, т.е. проектируемую лопатку можно сделать более равнопрочной, имеющую допустимую величину запаса прочности по всей её высоте.

Рис. 3 – Напряжение растяжения по высоте лопаток турбин

На рис. 4 показаны различные конфигурации охлаждаемых лопаток рабочего колеса ТВД, интенсивность охлаждения которых зависит также от используемого расхода охлаждающего воздуха. В настоящее время

Другим способом является увеличение расхода охлаждающего воздуха. Однако конструктивно предельная величина охлаждающего воздуха ограничивается размерами корневых сечений рабочей лопатки ТВД.

Рис. 4 – Эффективность охлаждения рабочих лопаток высокотемпературных ТВД

Рис. 5 – Полочные лопатки ТВД с конвективно плёночным охлаждением профильной части пера и полки, отличающиеся местоположением каналов входа и выхода охлаждающего воздуха

На рис. 5 показаны две лопатки, в которых дополнительный подвод охлаждающего воздуха осуществляется через торец замка и боковые каналы, выполненные на переходной полке, рис. 5(а). На рис. 5(б) охлаждающий воздух подводится через дополнительный канал, выполненный на переднем торце замка.

Сложной и ответственной технической задачей является обеспечение прочности самой бандажной полки, устанавливаемой на торце лопатки ТВД. Полка требует охлаждения. Наиболее эффективно пленочное охлаждение, осуществляемое в месте полки, где возникают максимальные напряжения. Для этого охлаждающий воздух должен выходить не в перпендикулярном направлении относительно бандажной полке, а «омывать» ее поверхность, т.е. необходимо конструктивно обеспечить ее пленочное охлаждение. Максимальные напряжения бандажной полки возникают в переходной части от пера лопатки к полке. Там возникают изгибные напряжения, которые зависят от объема полки, расположенной со стороны корыта или спинки профиля лопатки.

Рис. 6 – Изгиб бандажной полки рабочей лопатки турбин от действий центробежных сил

На рис. 6 показано поперечное сечение бандажной полки и приложенные центробежные силы, имеющиеся со стороны корыта и спинки профиля, которые создают изгибающие напряжения, максимальные в переходной части пера лопатки к бандажной полке. Именно в этом месте необходимо иметь минимальную температуру металла, с учетом того, что на вогнутой стороне всегда температуры газа выше чем на его выпуклой стороне. Поэтому бандажная полка с вогнутой стороны профильной поверхности пера лопатки должна иметь максимальное охлаждение. Кроме того сама форма бандажной полки должна быть таковой, чтобы на горячей стороне полки имела место минимальная центробежная сила, зависящая от того как эта полка спроектирована.

На рис. 7 представлены варианты проектирования бандажной полки лопатки ТВД, отличающиеся массы полки, расположенной со стороны корыта и спинки профиля, а также местоположения контактной поверхности, по которым индивидуальные лопатки соединяются в не разрывное кольцо, имитирующего «заделку» балки и снижающую уровень вибрации лопаточного аппарата. Показаны выходные отверстия каналов конвективного охлаждения полки, через которые охлаждающий воздух выходит на критичные поверхности бандажной полки и обеспечивает ее работоспособность.

Действующий уровень напряжения и запас прочности по описанной выше методике могут обеспечить возможность использования бандажных полок в лопатках ТВД современных и перспективных ГТД.

На рис. 8 показаны разновидности бандажных полок охлаждаемых рабочих лопаток ТВД, где на рис. 8(а) показана полная полка, обеспечивающая одновременно контакт лопаток между собой и полное перекрытие радиального зазора между ротором со статором ГТД. На рис. 8(б), эта полка облегчена, она имеет вырезы со стороны корыта и спинки пера лопатки, поэтому эта бандажная полка не в полном мере перекрытие радиального зазора.

Рис. 7 – а) Разновидности бандажной полки, отличающиеся: площадью поверхности и массой полки со стороны корыта и спинки (1); 2 – профиль периферийного сечения рабочей лопатки турбины; 3- контактные поверхности сопрягаемых полок; t – шаг между профилями периферийного сечения пера лопатки; Р₂ и Р₁ – силы; а₂ – горло решётки; 4 – профиль лопатки; б) и в) варианты расчетов температурного состояния бандажной полки и подполочного сечения пера лопатки со стороны корыта и спинки бандажированной лопатки ТВД

На фигуре 8(в) показана лопатка с интенсивным охлаждением, однако ее бандажная полка сокращена до минимума, остался не большой кусочек полки, разделяющий вогнутую и выпуклую сторону профильной поверхности лопатки, и тем сам несколько уменьшающий количества газа, перетекающего через открытый радиальный зазор. Как мы видим, гребней лабиринтного уплотнения на этой полке нет, поэтому ее уплотняющая способность уменьшается.

Рис. 8 – Разновидности бандажных полок рабочих лопаток ТВД а) полная бандажная полка; б) частичная облегченная бандажная полка; в) частичная бандажная полка, не имеющая соединения с соседними лопатками, предназначенная для снижения перетекания в радиальном зазоре

Выводы и рекомендации:

Рассмотренные примеры проектирования и результаты вариантных расчетов по оптимизации системы охлаждения и конфигурации бандажных полок роторных лопаток ТВД показали, что бандажная полка в ряде случаев может быть установлена в полном или не полном виде на этих лопатках, в результате чего повышается уровень КПД, надежности и ресурса проектируемой ТВД.

Список литературы/ References

Список литературы на английском языке / References in English

Источник

Бандажная полка рабочей лопатки

Изобретение относится к области турбостроения и касается облопчивания рабочих колес турбомашин. Более точно объектом изобретения является бандажная полка рабочей лопатки турбомашины.

Бандажные полки рабочих лопаток турбомашины, обеспечивая сцепление лопаток рабочего колеса, повышают его динамическую прочность. При этом известны выполнения бандажной полки и лопаток в виде единого конструкционного элемента, в котором бандажная полка является частью лопатки, составляя с нею одну деталь, или скреплена с лопаткой жестким соединением. Известны и сочленения бандажной полки с лопаткой с помощью соединения, допускающего их относительную подвижность. Известны также бандажные полки, предназначенные для сцепления рабочих лопаток как путем непосредственного контакта концов бандажных полок, так и путем использования промежуточных элементов между концами бандажных полок.

Наиболее близкой к настоящему изобретению является бандажная полка рабочей лопатки турбомашины, образующая с лопаткой единый конструкционный элемент и выполненная с выборкой на одном конце и с выступающей частью на другом для непосредственного сцепления их контактными поверхностями с одной из боковых сторон с бандажными полками смежных лопаток при их упругой раскрутке в процессе вращения рабочего колеса /1/.

В известной бандажной полке такого типа контактные поверхности выборки и выступающей части представляют собой в развертке прямолинейные участки. Однако плотный контакт по всей длине прямолинейного участка возможен только теоретически при абсолютно идентичном изготовлении лопаток и их бандажных полок с точным расчетом угла взаимодействия этих участков при раскрутке лопаток. Фактически взаимодействие указанных участков имеет характер точечного контакта, в котором удельные давления достигают больших значений. Это приводит к повышенному износу контактной поверхности. В результате этого нарушаются относительное положение лопаток и после некоторого периода эксплуатации входные кромки периферийных частей отдельных лопаток и концы бандажных полок начинают выступать из плоскости вращения, что приводит к их повышенной эрозии и к вероятности вибрационной расстройки облопачивания рабочего колеса. Следствием этого является снижение динамической прочности лопаток и бандажных полок.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания бандажной полки с такой геометрией контактных поверхностей выборки и выступающей части, которые обеспечивали бы их плотное прилегание с достаточно равномерным удельным давлением на относительно большой длине.

Эта задача решается в бандажной полке с выборкой на одном конце и выступающей частью на другом для непосредственного сцепления контактными поверхностями с бандажными полками смежных лопаток при их упругой раскрутке, в которой в соответствии с сущностью настоящего изобретения контактные поверхности выборки и выступающей части выполнены в виде криволинейных участков по развертке бандажной полки соответственно вогнутого и выпуклого. При этом радиус кривизны вогнутого участка больше радиуса кривизны выпуклого, по меньшей мере, на значение суммарной высоты наибольших гребней, характеризующих шероховатость обеих поверхностей, но как можно ближе по значению к радиусу выпуклого участка из условий приемлемой технологии для гарантированного выполнения первого условия.

При таком решении сцепление бандажных полок происходит по криволинейным контактным поверхностям, имеющим относительно одинаковую кривизну с несколько меньшей кривизной вогнутой поверхности выборки, что позволяет обеспечить достаточно равномерное давление на относительно большем по длине участке. Вместе с тем установленное в соответствии с сущностью изобретения превышение радиуса вогнутой поверхности позволяет предотвратить их возможное заклинивание при сцеплении во время упругой раскрутки лопастей.

На фиг.1 показан вид на бандажную полку рабочей лопатки паровой турбины по ее развертке в плоскости; на фиг. 2 вид рабочей лопатки с бандажной полкой по фиг. 1 в диаметральной плоскости рабочего колеса, в уменьшенном масштабе.

В качестве примера реализации настоящего изобретения предлагается изображенная на чертежах рабочая лопатка с бандажной полкой для паровой турбины. При этом фиг. 1 достаточно полно и ясно отображает сущность изобретения, а фиг. 2 поясняет характер сочетания бандажной полки с рабочей лопаткой.

Как это следует из фиг. 2 бандажная полка 1 образует единый конструкционный элемент с рабочей лопаткой 2 в виде монолитной детали, в которой бандажная полка 1 является периферийной оконечностью пера лопатки 2, служащей для сцепления с бандажными полками смежных лопаток рабочего колеса.

В соответствии с изобретением и как это видно на фиг. 1 бандажная полка 1 выполнена на одном конце с выборкой 3, а на другом конце с выступающей частью 4. С одной из боковых сторон выборка 3 и выступающая часть 4 содержат контактные поверхности соответственно 5 и 6. Через эти контактные поверхности осуществляется сцепление бандажных полок смежных лопаток при упругой раскрутке рабочих лопаток в процессе вращения рабочего колеса паровой турбины. Это сцепление осуществляется упором контактной поверхности 5 выборки 3 изображенной бандажной полки с контактной поверхностью выступающей части бандажной полки смежной лопатки и соответственно контактной поверхности 6 выступающей части 4 изображенной бандажной полки с контактной поверхностью выемки бандажной полки смежной лопатки. На фиг. 1 показан такой момент сцепления с изображением бандажных полок смежных лопаток пунктирными линиями.

Как это ясно видно из фиг.1, контактные поверхности 5 и 6 по развертке в плоскости выполнены в виде криволинейных участков вогнутого и выпуклого с радиусами R₅ и R₆, соответственно. В соответствии с изобретением соотношение этих радиусов должно отвечать определенным условиям. Вогнутый криволинейный участок контактной поверхности 5 выборки 3 должен превышать по значению радиуса R₅ значение радиуса R₆ выпуклого криволинейного участка контактной поверхности 6 выступающей части 4. Это превышение должно быть не менее суммарной высоты наибольших гребней, характеризующих шероховатость обеих контактных поверхностей. Вместе с тем разница значений радиусов R₅ и R₆ должна быть как можно меньшей. Это определяется теми возможностями, которые обеспечиваются технологией, приемлемой для данного производства и модели турбомашины с учетом экономических факторов.

К форме и точности выполнения других поверхностей обводов выемки 3 и выступающей части 4 каких-либо особых условий не предъявляется. При этом боковые стороны этих частей, противоположные расположению контактных поверхностей 5 и 6,могут быть выполнены в виде прямолинейных участков, как это показано на фиг. 1, что значительно упрощает их выполнение.

Работа описанной рабочей лопатки с бандажной полкой происходит обычным образом. При вращении рабочего колеса паровой турбины происходит упругая раскрутка лопаток и они сцепляются своими бандажными полками путем упора друг в друга соответствующими контактными поверхностями 5 и 6.

Благодаря тому, что радиус R₅ вогнутого участка больше радиуса R₆ выпуклого участка, но их разница незначительна, обеспечивается плотное прилегание контактных поверхностей 5 и 6 сцепляющихся бандажных полок и тем самым достигается достаточно равномерное контактное давление на большой протяженности по длине. В результате этого износ контактных поверхностей будет минимальным. В то же время, т.к. указанная разница радиусов R₅ и R₆ превышает суммарную высоту гребней контактных поверхностей, исключается вероятность заедания и заклинивания при сцеплении бандажных полок.

Бандажная полка рабочей лопатки, образующая единый конструкционный элемент с полкой и имеющая на одном торце выступ, а на другом впадину для обеспечения сцепления контактными поверхностями полок смежных лопаток, отличающаяся тем, что контактные поверхности выступа и впадины выполнены криволинейными, а радиус кривизны контактной поверхности впадины больше радиуса кривизны контактной поверхности выступа по меньшей мере на величину суммарной высоты наибольших гребней шероховатости контактных поверхностей впадины и выступа.

Источник