Результат интеллектуальной деятельности: Рабочее колесо ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя

Изобретение относится к области турбо-машиностроения, в частности, может быть использовано в конструкции рабочих колес осевых компрессоров газотурбинных двигателей.

Известно рабочее колесо ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя содержащее диск с кольцевым пазом, между противолежащими кромками которого образован зазор, при этом в противолежащих кромках кольцевого паза диска выполнен по меньшей мере один установочный паз, лопатки, хвостовики которых установлены в кольцевом пазу диска по окружности, причем боковые поверхности хвостовиков лопаток контактируют со стенками кольцевого паза, вкладыши с фиксаторами, установленные в кольцевом пазу (см. рис 3.6. на стр. 122, Технология эксплуатации, диагностики и ремонта газотурбинных двигателей: Учеб. пособие. / Ю.С. Елисеев, В.В. Крымов, К.А. Малиновский, В.Г. Попов. - М.: Высш. шк.; 2002. - 355 с.; ил.).

Данное рабочее колесо ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя выбрано в качестве прототипа.

Основным недостатком существующего технического решения является сложность сборки и разборки рабочего колеса. Для того чтобы заменить хотя бы одну лопатку, например после ее повреждения, необходимы вывинтить стопорные элементы и сдвинуть все лопатки по окружности кольцевой канавки на ширины полки и вынуть через заводное отверстие. При этом надо соблюдать порядковую нумерацию, маркировку на лопатках, вкладышах и балансировочных грузах. Для сборки операция проделывается в обратном порядке. Это достаточно трудоемко и нетехнологично.

Техническим результатом, достигаемым при использовании настоящего изобретения является упрощение монтажа/демонтажа любой из лопаток в рабочем колесе ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном рабочем колесе ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя, содержащем диск с кольцевым пазом, между противолежащими кромками которого образован зазор, при этом в противолежащих кромках кольцевого паза диска выполнен по меньшей мере один установочный паз, лопатки, хвостовики которых установлены в кольцевом пазу диска по окружности, причем боковые поверхности хвостовиков лопаток контактируют со стенками кольцевого паза, вкладыши с фиксаторами, установленные в кольцевом пазу, согласно настоящему изобретению, содержит по меньшей мере одну контровочную лопатку, установленную в установочном пазу между двумя близлежащими вкладышами, контактные боковые поверхности хвостовика которой направлены в стороны упомянутых вкладышей и установлены в пазах, выполненных в близлежащих торцах последних, причем между близлежащими торцами вкладышей и хвостовиков лопаток образованы зазоры, равные или большие по ширине чем расстояние, на которое боковая контактная поверхность хвостовика контровочной лопатки входит в паз в торце вкладыша.

Такое конструктивное решение позволяет заменить любую лопатку в связи с ее повреждением посредством изъятия фиксаторов, фиксирующих вкладыши, охватывающие контровочную лопатку, ближайшую к поврежденной, которая вынимается после смещения вкладышей. В связи с этим становится возможным замена лопатки путем вынимания ее через установочный паз. Таким образом, не надо полностью вынимать все лопатки, смещая их на шага по окружности ротора. Это упрощает монтаж/демонтаж любой из лопаток ротора и повышает технологичность и ремонтопригодность всего газотурбинного двигателя в целом.

На фигуре 1 представлен фрагмент ротора с лопатками рабочего колеса, вид сверху.

На фигуре 2 представлено сечение А-А.

На фигуре 3 представлено сечение Б-Б.

На фигуре 4 представлено сечение В-В.

На фигуре 5 представлен фрагмент ротора с лопатками рабочего колеса без контровочной лопатки и со смещенными вкладышами, вид сверху.

На фигуре 6 представлено сечение Г-Г.

На фигуре 7 представлен фрагмент ротора, со снятой контровочной лопаткой, общий вид.

Рабочее колесо ротора компрессора высокого давления газотурбинного двигателя содержит диск 1 с кольцевым пазом 2, между противолежащими кромками которого образован зазор, при этом в противолежащих кромках кольцевого паза 2 диска 1 выполнен по меньшей мере один установочный паз 3, лопатки 4, хвостовики 5 которых установлены в кольцевом пазу 2 диска 1 по окружности, причем боковые поверхности 6 хвостовиков 5 лопаток 4 контактируют со стенками кольцевого паза 2.

При этом рабочее колесо содержит по меньшей мере одну контровочную лопатку 7, установленную в установочном пазу 3 (то есть количество контровочных лопаток 7 соответствует количеству установочных пазов 3), с обеих сторон которой в кольцевом пазу 2 установлено по вкладышу 8, зафиксированному в окружном направлении радиальным фиксатором 9.

Контактные боковые поверхности хвостовика 10 контровочной лопатки 7 направлены в стороны упомянутых вкладышей 8 (то есть хвостовик 10 контровочной лопатки 7 выполнен повернутым на 90° относительно хвостовиков 5 лопаток 4) и заведены в пазы 11, выполненные в близлежащих торцах упомянутых вкладышей 8, для фиксации контровочной лопатки 7 в радиальном направлении.

Между близлежащими торцами вкладышей 8 и хвостовиков 5 лопаток 4 образованы зазоры 12, равные или большие по ширине чем расстояние на которое боковая контактная поверхность хвостовика 8 контровочной лопатки 7 входит в паз 11 в торце вкладыша 8. Это необходимо для возможности смещения в упомянутых зазорах 12 освобожденных от фиксаторов 9 вкладышей 8, расположенных в кольцевом пазу 2 с обеих сторон от контровочной лопатки 7, в противолежащие от нее стороны с целью последующего свободного смещения контровочной лопатки 7 в радиальном направлении в установочном пазу 3.

Для замены поврежденной лопатки 4 необходимо вынуть ближайшую к ней контровочную лопатку 7. Для этого следует вывернуть фиксаторы 9 из вкладышей 8, удерживающих контровочную лопатку 7, которые следует смесить от нее в сторону соседних лопаток 4. Затем, вынуть контровочную лопатку 7. Далее извлечь через установочный паз 3 вкладыши 8 и лопатки 4 до требующей замены. Сборка осуществляется в обратном порядке. Таким образом, для замены лопатки не требуется полностью разбирать рабочее колесо, что повышает технологичность и ремонтопригодность газотурбинного двигателя в целом.

Количество контровочных лопаток 7, а, следовательно, установочных пазов 3 зависит от размера рабочего колеса.