Устройство для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины

Полезная модель относится к области авиадвигателестроения и предназначена для фиксации лопаток, набираемых в кольцевой паз диска рабочего колеса турбомашины, от окружного перемещения. Устройство обеспечивает удобство монтажа, позволяющего плавно, без перекосов, перемещать устройство по канавке в его исходное положение, при этом строго ориентируя его в радиальном направлении и дополнительно исключает образование намина в месте взаимодействия упорной поверхности головки винта с дном паза диска. Устройство для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины содержит фиксирующий элемент, по вертикальной оси которого выполнено сквозное резьбовое отверстие, и винт перемещения, состоящий из стержня с резьбой и головки в виде тела вращения, ввернутый в это отверстие, при этом фиксирующий элемент выполнен с возможностью подъема в пазе диска посредством винта перемещения, профиль нижнего основания фиксирующего элемента в сечении перпендикулярном оси вращения диска повторяет профиль дна его паза, в нижнем основании фиксирующего элемента выполнено дополнительное отверстие, ось которого совпадает с осью сквозного резьбового отверстия, головка винта перемещения соединена с его стержнем посредством резьбового соединения и расположена внутри дополнительного отверстия, при этом профиль ее упорной поверхности повторяет профиль дна паза диска.

Полезная модель относится к области авиадвигателестроения и предназначена для фиксации лопаток, набираемых в кольцевой паз диска рабочего колеса турбомашины, от окружного перемещения.

Известны устройства для фиксации лопаток с креплением Т-образного типа в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины, содержащие фиксирующий элемент и винт перемещения, головка которого размещена в углублении, выполненном в дне паза напротив соответствующего гнезда фиксатора (патенты GB 659592, GB 2156908).

Отсутствие адаптации конструкции устройства для фиксации лопаток к профилю дна паза диска может привести к нежелательным перекосам в радиальном направлении оси устройства для фиксации лопаток и, следовательно, к потере эффекта заклинивания. Сферическая форма головки винта способствует образованию намина в месте контакта с дном паза.

Наиболее близким является устройство для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины по патенту RU 2239070, содержащее фиксирующий элемент, по вертикальной оси которого выполнено сквозное резьбовое отверстие, и винт перемещения, состоящий из стержня с резьбой и головки в виде тела вращения, ввернутый в это отверстие. Фиксирующий элемент выполнен с возможностью подъема в пазе диска, посредством винта перемещения.

Данное устройство не содержит направляющих средств во время скольжения в кольцевом пазу диска при монтаже, что при затягивании винта может привести к перекосу его головки в полости диска, а в дальнейшем к смещению головки винта во время работы турбомашины и к потере эффекта заклинивания. Сферическая форма головки винта может образовывать намин в месте ее контакта с дном паза диска.

Технической задачей полезной модели является создание устройства для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины, обеспечивающего удобство монтажа, позволяющего плавно, без перекосов, перемещать устройство по канавке в его исходное положение, при этом строго ориентируя его в радиальном направлении, за счет адаптации нижнего основания фиксирующего элемента к поверхности дна паза диска и расположения головки винта внутри дополнительного отверстия, выполненного в фиксирующем элементе.

Дополнительной технической задачей является исключение образования намина в месте взаимодействия упорной поверхности головки винта с дном паза диска, за счет ее адаптации к поверхности дна паза диска.

Поставленная техническая задача решается тем, что в устройстве для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины, содержащем фиксирующий элемент, по вертикальной оси которого выполнено сквозное резьбовое отверстие, и винт перемещения, состоящий из стержня с резьбой и головки в виде тела вращения, ввернутый в это отверстие, при этом фиксирующий элемент выполнен с возможностью подъема в пазе диска посредством винта перемещения, в отличие от известного, профиль нижнего основания фиксирующего элемента в сечении перпендикулярном оси вращения диска повторяет профиль дна его паза, в нижнем основании фиксирующего элемента выполнено дополнительное отверстие, ось которого совпадает с осью сквозного резьбового отверстия, головка винта перемещения соединена с его стержнем посредством резьбового соединения и расположена внутри дополнительного отверстия, при этом профиль ее упорной поверхности повторяет профиль дна паза диска.

Боковой профиль поперечного сечения фиксирующего элемента может повторять боковой профиль поперечного сечения хвостовика лопатки.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами, где изображены:

фиг.1 - радиальный разрез устройства для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины;

фиг.2 - разрез А-А устройства для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины в исходном (опущенном) положении;

фиг.3 - разрез А-А устройства для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины в рабочем (поднятом) положении;

фиг.4 - вид сверху части диска рабочего колеса без лопаток.

Устройство для фиксации лопаток (фиг.1), набираемых в кольцевой паз 1 рабочего колеса диска 2 турбомашины, содержит фиксирующий элемент 3. Фиксирующий элемент имеет форму, позволяющую ему скользить в пазе диска во время монтажа, например, боковой профиль поперечного сечения фиксирующего элемента повторяет боковой профиль поперечного сечения хвостовика лопаток, набираемых в кольцевой паз диска (Т-образного типа, в виде «ласточкина хвоста» - трапециидальный). Профиль нижнего основания 4 фиксирующего элемента 3 в сечении перпендикулярном оси вращения диска повторяет профиль дна 5 паза диска.

По вертикальной оси фиксирующего элемента выполнено сквозное резьбовое отверстие 6, в которое ввернут винт перемещения 7, который соединен с фиксирующим элементом 3 посредством самоконтрящейся резьбы.

В нижнем основании фиксирующего элемента выполнено дополнительное отверстие 8, ось которого совпадает с осью сквозного резьбового отверстия 6. Размеры дополнительного отверстия выбираются таким образом, чтобы головка 9 винта перемещения 7 была полностью заключена внутри него. Головка 9 винта перемещения выполнена в форме тела вращения, например, «сухаря», и соединена с его стержнем посредством резьбы 10. Например, конец стержня винта полностью вворачивается в тело головки или располагается в отверстии, выполненном в

ее теле, и далее они совместно работают как завальцованная пара, т.е. винт перемещения 7 может неограниченно вращаться относительно головки 9 винта. При этом профиль упорной поверхности головки винта повторяет профиль дна паза диска. Размеры головки винта выбирают исходя из геометрии дна паза диска.

Часть винта перемещения, противоположная головке, выступает над поверхностью элемента блокировки и снабжена средствами взаимодействия с ключом затяжки. Фиксирующий элемент выполнен с возможностью подъема в пазе диска, посредством винта перемещения (фиг.1 - показано курсивом), при этом взаимодействуют поверхность 11 устройства для фиксации лопаток и поверхность 12 боковых стенок паза диска.

Кольцевой паз 2 диска 1 турбомашины (фиг.4) содержит окно загрузки 13 для установки лопаток и устройства для их фиксации в кольцевой паз диска рабочего колеса турбомашины и гнездо фиксатора 14, в котором располагается устройство для фиксации лопаток в рабочем (поднятом) положении.

Устройство работает следующим образом.

Через окно загрузки 13 (фиг.4) в кольцевой паз 1 диска 2 последовательно вводят все лопатки, кроме последней, и перемещают по пазу. Лопатки удерживаются в нем в результате взаимодействия их формы с боковыми стенками паза диска. Затем через это же окно загрузки 13 вводят устройство для фиксации лопаток, фиксирующий элемент 3 которого находится при этом в исходном (опущенном) положении (фиг.2), и плавно, без перекосов перемещают по пазу диска в его исходное положение, при этом строго ориентируя его в радиальном направлении. Затем устанавливают последнюю лопатку и все лопатки поворачивают в окружном направлении на половину шага лопатки, для того, чтобы избежать выпадения лопаток из паза диска в процессе работы. После поворота лопаток на угол устройство для их фиксации оказывается под гнездом

фиксатора 14. Затем винт перемещения 7 устройства для фиксации поворачивают до упора его головки 9 в дно паза 1 диска 2, при этом фиксирующий элемент 3 поднимается (фиг.3) в гнездо фиксатора 14 в положение до упора в боковые стенки паза.

Фиксация лопаток, набираемых в кольцевой паз диска, достигается за счет взаимодействия поверхностей 11 устройства для фиксации лопаток и поверхностей 12 боковых стенок паза диска, а также за счет взаимодействия упорной поверхности головки винта с дном 5 паза диска. Благодаря тому, что профиль упорной поверхности головки винта перемещения повторяет профиль дна паза диска в месте контакта, происходит увеличение пятна контакта, следовательно, снижаются контактные напряжения и уменьшается вероятность намина в месте их взаимодействия.

1. Устройство для фиксации лопаток в кольцевом пазу диска рабочего колеса турбомашины, содержащее фиксирующий элемент, по вертикальной оси которого выполнено сквозное резьбовое отверстие, и винт перемещения, состоящий из стержня с резьбой и головки в виде тела вращения, ввернутый в это отверстие, при этом фиксирующий элемент выполнен с возможностью подъема в пазе диска, посредством винта перемещения, отличающееся тем, что профиль нижнего основания фиксирующего элемента в сечении, перпендикулярном оси вращения диска, повторяет профиль дна его паза, в нижнем основании фиксирующего элемента выполнено дополнительное отверстие, ось которого совпадает с осью сквозного резьбового отверстия, головка винта перемещения соединена с его стержнем посредством резьбового соединения и расположена внутри дополнительного отверстия, при этом профиль ее упорной поверхности повторяет профиль дна паза диска.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковой профиль поперечного сечения фиксирующего элемента повторяет боковой профиль поперечного сечения хвостовика лопатки.