Устройство для осевой фиксации лопатки вентилятора

Авторы патента:


 

Полезная модель относится к авиадвигателестроению, и может быть использована в конструкциях вентиляторов газотурбинных двигателей (ГТД). Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является снижение массы диска, удерживающего кольца и двигателя в целом, за счет оптимизации распределения напряжений в конструкции устройства, возникающих при воздействии осевой силы на лопатки в процессе работы двигателя, а также в аварийных случаях (попадание птиц, обрыв лопатки). Технический результат достигается тем, что в устройстве для осевой фиксации лопатки вентилятора, содержащем удерживающее кольцо с фиксирующим его элементом, диск, снабженный пазами на наружной периферии с установленными в них хвостовиками лопаток, и кольцевым фланцем, выступающим относительно его торца и имеющим наружные радиальные выступы, при этом под каждым хвостовиком лопатки размещен клин, а удерживающее кольцо установлено на кольцевом фланце и снабжено внутренними радиальными выступами, упирающимися в ответные наружные радиальные выступы кольцевого фланца, в отличие от известного клин содержит выступ, контактирующий с хвостовиком лопатки и с поверхностью удерживающего кольца.

Полезная модель относится к авиадвигателестроению, и может быть использована в конструкциях вентиляторов газотурбинных двигателей (ГТД).

Наиболее близким является устройство (RU 2423624, опубл. 10.07.2011), содержащее удерживающее кольцо с фиксирующим его элементом, диск, снабженный пазами на наружной периферии с установленными в них хвостовиками лопаток, и кольцевым фланцем, выступающим относительно его торца и имеющим наружные радиальные выступы, при этом под каждым хвостовиком лопатки размещен клин, а удерживающее кольцо установлено на кольцевом фланце и снабжено внутренними радиальными выступами, упирающимися в ответные наружные радиальные выступы кольцевого фланца. Осевая фиксация лопатки осуществляется за счет того, что удерживающее кольцо дополнительно содержит кольцевую диафрагму, выполненную радиально наружу и имеющую на периферии выступы, каждый из которых сопряжен с поверхностью соответствующего хвостовика лопатки.

Недостатком такого устройства для осевой фиксации лопатки вентилятора является то, что вследствие изгибного момента, возникающего от осевого усилия лопатки вентилятора, происходит деформация удерживающего кольца, для предотвращения которой необходимо выполнять выступы на наружной поверхности диска, что ведет к увеличению массы диска. Возникающие перерезающие нагрузки на выступах удерживающего кольца ведут к необходимости увеличения толщины кольца для обеспечения его прочности, так как при перерезающих нагрузках возникающие напряжения в 1,5-2 раза больше чем при нагрузках на растяжение-сжатие.

Техническим результатом, на достижение которого направлена полезная модель, является снижение массы диска, удерживающего кольца и двигателя в целом, за счет оптимизации распределения напряжений в конструкции устройства, возникающих при воздействии осевой силы на лопатки в процессе работы двигателя, а также в аварийных случаях (попадание птиц, обрыв лопатки).

Технический результат достигается тем, что в устройстве для осевой фиксации лопатки вентилятора, содержащем удерживающее кольцо с фиксирующим его элементом, диск, снабженный пазами на наружной периферии с установленными в них хвостовиками лопаток, и кольцевым фланцем, выступающим относительно его торца и имеющим наружные радиальные выступы, при этом под каждым хвостовиком лопатки размещен клин, а удерживающее кольцо установлено на кольцевом фланце и снабжено внутренними радиальными выступами, упирающимися в ответные наружные радиальные выступы кольцевого фланца, в отличие от известного клин содержит выступ, контактирующий с хвостовиком лопатки и с поверхностью удерживающего кольца.

Фиксирующий элемент может быть выполнен в виде выступа, боковые поверхности которого сопряжены с боковыми поверхностями радиальных выступов удерживающего кольца и кольцевого фланца.

Внутренние радиальные выступы удерживающего кольца могут быть выполнены наклонными в осевом направлении.

Заявляемая конструкция поясняется чертежами, на которых изображены: фиг. 1 - вид устройства в разрезе, фиг. 2 - общий вид устройства, фиг. 3 - общий вид устройства с фиксирующим элементом.

Устройство для осевой фиксации лопатки вентилятора (фиг. 1 и 3) содержит удерживающее кольцо (1) с фиксирующим его элементом (2), диск (3), снабженный пазами (4) и кольцевым фланцем (5), выступающим относительно его торца и имеющим наружные радиальные выступы (6). В каждый паз (4) диска (3) установлен хвостовик лопатки (7), под которым размещен клин (8), имеющий выступ (9), сопряженный с хвостовиком лопатки (7) и с поверхностью удерживающего кольца (1), установленного на кольцевом фланце (5) и снабженного внутренними радиальными выступами (10), выполненными наклонными в осевом направлении и упирающимися в ответные наружные радиальные выступы (6) кольцевого фланца (5). Фиксирующий элемент (2) выполнен, например, в виде выступа (фиг. 3), боковые поверхности (11) которого сопряжены с боковыми поверхностями (12), (13) внутренних радиальных выступов (10) удерживающего кольца (1) и наружных радиальных выступов (6) кольцевого фланца (5) (фиг. 2).

Клин (8), установленный между хвостовиком лопатки (7) и дном паза (4) передает осевое усилие от хвостовика лопатки (7) на удерживающее кольцо (1). Удерживающее кольцо (1), зафиксированное от поворота в окружном направлении при помощи фиксирующего элемента (2), упирается внутренними радиальными выступами (10) в ответные наружные радиальные выступы (6) расположенные на кольцевом фланце (5) диска (3).

Такое конструктивное решение позволяет снизить уровень напряжений в элементах конструкции устройства для осевой фиксации лопатки вентилятора и, следовательно, снизить массу входящих в нее деталей и двигателя в целом.

1. Устройство для осевой фиксации лопатки вентилятора, содержащее удерживающее кольцо с фиксирующим его элементом, диск, снабженный пазами на наружной периферии с установленными в них хвостовиками лопаток, и кольцевым фланцем, выступающим относительно его торца и имеющим наружные радиальные выступы, при этом под каждым хвостовиком лопатки размещен клин, а удерживающее кольцо установлено на кольцевом фланце и снабжено внутренними радиальными выступами, упирающимися в ответные наружные радиальные выступы кольцевого фланца, отличающееся тем, что клин содержит выступ, контактирующий с хвостовиком лопатки и с поверхностью удерживающего кольца.

2. Устройство для осевой фиксации лопатки вентилятора по п. 1, отличающееся тем, что фиксирующий элемент выполнен в виде, по меньшей мере, одного выступа, боковые поверхности которого сопряжены с боковыми поверхностями радиальных выступов удерживающего кольца и кольцевого фланца.

3. Устройство для осевой фиксации лопатки вентилятора по п. 1, отличающееся тем, что внутренние радиальные выступы удерживающего кольца выполнены наклонными в осевом направлении.



 

Похожие патенты:
Наверх