Лопатки компрессора. Требования

Содержание

Слайд 2

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛОПАТКИ

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛОПАТКИ

Слайд 3

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛОПАТОК Антивибрационная полка (не обязательный элемент). Она служит для

ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЛОПАТОК

Антивибрационная полка (не обязательный элемент).
Она служит для разделения

контуров,
для ограничения перемещения пера лопатки
при вибрациях, а также для ограничения
радиальных перетеканий воздуха.
Хвостовик служит для соединения
рабочей лопатки с диском
и передачи сил и моментов от диска к лопатке.
Корытце – вогнутая поверхность пера.
Спинка – выпуклая поверхность пера.
Корневая часть – участок пера,
примыкающий к хвостовику.
Концевая часть – периферийный участок пера.
Основные размеры лопаток и их отклонения
выбираются по ОСТ 100025-72 –
лопатки осевых компрессоров и турбин.
Слайд 4

ВЕНТИЛЯТОР ТРДД ПЕГАС (РОЛЛС-РОЙС) С БАНДАЖНЫМИ ПОЛКАМИ

ВЕНТИЛЯТОР ТРДД ПЕГАС
(РОЛЛС-РОЙС) С БАНДАЖНЫМИ ПОЛКАМИ

Слайд 5

ВЕНТИЛЯТОР ТРДД Д-36 С БАНДАЖНЫМИ ПОЛКАМИ

ВЕНТИЛЯТОР ТРДД Д-36
С БАНДАЖНЫМИ ПОЛКАМИ

Слайд 6

ВЕНТИЛЯТОР ТРДД JT-9 С ДВУМЯ РЯДАМИ БАНДАЖНЫХ ПОЛОК

ВЕНТИЛЯТОР ТРДД JT-9
С ДВУМЯ РЯДАМИ БАНДАЖНЫХ ПОЛОК

Слайд 7

СОЕДИНЕНИЕ ЛОПАТОК С ДИСКОМ (ОСТ 111031-81) ТРЕБОВАНИЯ Достаточная прочность Точность установки

СОЕДИНЕНИЕ ЛОПАТОК С ДИСКОМ
(ОСТ 111031-81)

ТРЕБОВАНИЯ

Достаточная прочность
Точность установки лопаток
Минимальное ослабление

обода диска
Минимальная ширина хвостовика по окружности диска

СОЕДИНЕНИЕ ТИПА «ЛАСТОЧКИН ХВОСТ»

Слайд 8

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ Угол при вершине α=40…90°. Уменьшение α приводит к снижению

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ

Угол при вершине α=40…90°. Уменьшение α приводит к снижению размера

В
(при этом увеличивается количество лопаток,
но и возрастает контактное давление по рабочим граням замка ).
Искривленность профиля лопатки является причиной
неравномерности распределения по длине замка нормальных напряжений
на радиусе перехода рабочей грани замка к профилю лопатки.
Максимальные напряжения возникают у кромки лопатки.
Снижение этого явления достигается у второго и третьего типов
за счет отдаления профильной части от зоны контакта.
Отдаление на 6…10мм дает снижение до 25%.
Третий тип используется при большом искривлении,
когда профиль контура «свисает» над трактовой площадкой замка
Слайд 9

ЗАМОК ЛОПАТОК КВД ТРДД Д30

ЗАМОК ЛОПАТОК КВД ТРДД Д30

Слайд 10

ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА ТРДДФ АЛ-31 С ЗАМКОМ «ЛАСТОЧКИН ХВОСТ»

ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА ТРДДФ АЛ-31
С ЗАМКОМ «ЛАСТОЧКИН ХВОСТ»

Слайд 11

МОНТАЖ ЛОПАТОК В ДИСК Лопатки в пазы диска могут устанавливаться с

МОНТАЖ ЛОПАТОК В ДИСК

Лопатки в пазы диска могут устанавливаться с зазором

0,01…0,04мм
(свободная посадка) или с натягом до 0,015мм (жесткое закрепление).
Свободная посадка допускает качку в окружном направлении,
вследствие чего происходит некоторое демпфирование колебаний.
Использование посадки лопаток с натягом
обеспечивает повышение частоты собственных колебаний.
Для удобства монтажа лопатки ее хвостовик
может покрываться слоем меди или серебра
толщиной 0,003…0,005мм, который при запрессовке служит смазкой.

Преимущества – технологичность и простота (изготавливается протягиванием).
Недостаток – ограниченная прочность.

Пазы в диске могут быть прямыми или наклонными.
Прямые пазы более технологичны, однако при большой закрутке лопатки
не могут обеспечить сборку лопаточного венца.
В таких случаях используются наклонные пазы.
Они к тому же несколько снижают нагрузку на замок,
поскольку увеличивается площадь контакта.
Но при этом возникает дополнительный крутящий момент,
вызывающий изгиб межпазового участка обода диска –
так называемый «стесненный» момент.
Для вентиляторных лопаток иногда применяют криволинейный паз,
что позволяет увеличить рабочую грань замка и снизить нагрузку на замок.

Слайд 12

КОМПРЕССОР ТВД АИ-24 НАКЛОННЫЕ ПАЗЫ ПОД РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ

КОМПРЕССОР ТВД АИ-24

НАКЛОННЫЕ ПАЗЫ ПОД РАБОЧИЕ ЛОПАТКИ

Слайд 13

ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ ЗАМКОВ «ЛАСТОЧКИН ХВОСТ»

ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ ЗАМКОВ
«ЛАСТОЧКИН ХВОСТ»

Слайд 14

КРИВОЛИНЕЙНЫЙ ЗАМОК позволяет увеличить рабочую грань замка и снизить нагрузку на замок

КРИВОЛИНЕЙНЫЙ ЗАМОК

позволяет увеличить рабочую грань замка
и снизить нагрузку на замок

Слайд 15

ЕЛОЧНЫЙ ЗАМОК (ОСТ 110975-81) Применяется для вентиляторных лопаток, а также размещения

ЕЛОЧНЫЙ ЗАМОК (ОСТ 110975-81)

Применяется для вентиляторных лопаток,
а также размещения большего

числа лопаток при малом диаметре втулки

ЗАМОК ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА
ТРДД ПЕГАС (РОЛЛС-РОЙС)

Слайд 16

МАЛЫЙ ВТУЛОЧНЫЙ ДИАМЕТР

МАЛЫЙ
ВТУЛОЧНЫЙ
ДИАМЕТР

Слайд 17

Такое соединение имеет малую ширину. Технологически оно более сложно, но имеет

Такое соединение имеет малую ширину.
Технологически оно более сложно,
но имеет

повышенную прочность.
Елочные замки требуют
особой точности при изготовлении.
В противном случае может оказаться,
что усилие будет передаваться не всеми зубьями,
а лишь некоторыми из них,
из-за чего может произойти поломка.
Поэтому в замке используют не более трех зубьев.

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ ЕЛОЧНЫХ ЗАМКОВ

Слайд 18

ТРЕХЗУБЫЙ ЕЛОЧНЫЙ ЗАМОК

ТРЕХЗУБЫЙ ЕЛОЧНЫЙ ЗАМОК

Слайд 19

ДВУХЗУБЫЙ ЗАМОК ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА ТРДД GP7000

ДВУХЗУБЫЙ ЗАМОК
ЛОПАТКИ ВЕНТИЛЯТОРА ТРДД GP7000

Слайд 20

ПРОУШИНА (ШТИФТОВЫЙ, ШАРНИРНЫЙ) ЗАМОК (ОСТ 110780-72) Соединение применяется для снижения вибрации.

ПРОУШИНА (ШТИФТОВЫЙ, ШАРНИРНЫЙ)
ЗАМОК (ОСТ 110780-72)

Соединение применяется для снижения вибрации.

Лопатки в таком замке самоустанавливаются,
собственная частота колебаний снижается.

Недостатки :
Большая масса
Высокая сложность и цена
Повышенная утечка воздуха

Применение – НК-22, АИ-25.
Впервые был использован на двигателе J-79.
На фирме Кузнецова от таких замков отказались из-за низкого кпд.

Слайд 21

ЛОПАТКИ КВД ТРД ЭВОН С ШАРНИРНЫМИ ЗАМКАМИ

ЛОПАТКИ КВД ТРД ЭВОН С ШАРНИРНЫМИ ЗАМКАМИ

Слайд 22

КОНСТРУКЦИЯ ЛОПАТОК С ШАРНИРНЫМ ЗАМКОМ РЕБОРДЫ ДИСКА ПРОУШИНЫ ЗАМКА

КОНСТРУКЦИЯ ЛОПАТОК
С ШАРНИРНЫМ ЗАМКОМ

РЕБОРДЫ
ДИСКА

ПРОУШИНЫ ЗАМКА

Слайд 23

ШАРНИРНЫЙ ЗАМОК КНД ТРДД АИ-25 ЛОПАТКИ МОГУТ КАЧАТЬСЯ В ОКРУЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ ЗАЗОРЫ 2…3ММ ПО ТРАКТОВЫМ ПОЛКАМ

ШАРНИРНЫЙ ЗАМОК КНД ТРДД АИ-25

ЛОПАТКИ МОГУТ КАЧАТЬСЯ В ОКРУЖНОМ НАПРАВЛЕНИИ

ЗАЗОРЫ 2…3ММ
ПО

ТРАКТОВЫМ
ПОЛКАМ
Слайд 24

BLISK –ТЕХНОЛОГИЯ BLADE - ЛОПАТКА DISK - ДИСК При этом отсутствует

BLISK –ТЕХНОЛОГИЯ

BLADE - ЛОПАТКА

DISK - ДИСК

При этом отсутствует замок лопатки

и связанные с этим проблемы (прочность и
износ замка, возможность разместить оптимальное количество лопаток

ДОСТОИНСТВО

минимальный вес

НЕДОСТАТКИ

проблемы с ресурсом из-за отсутствия элементов конструкционного демпфирования.
Возникают проблемы с эксплуатацией – как менять дефектные лопатки?
Сложна также сама технология изготовления,
требующая специального дорогостоящего оборудования

Слайд 25

РОТОР КОМПРЕССОРА ТРДД EJ-200, ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО BLISK - ТЕХНОЛОГИИ Такие технологии

РОТОР КОМПРЕССОРА ТРДД EJ-200,
ВЫПОЛНЕННЫЙ ПО BLISK - ТЕХНОЛОГИИ

Такие технологии нашли в

настоящее время
широкое применение на фирме MTU, Германия.
В России они только сейчас начинают внедряться
Слайд 26

ПЕРО ЛОПАТКИ Перо лопатки характеризуется такими параметрами, как клиновидность удлинение трапецеидальность

ПЕРО ЛОПАТКИ

Перо лопатки характеризуется такими параметрами, как

клиновидность

удлинение

трапецеидальность

Слайд 27

ШИРОКОХОРДНАЯ ЛОПАТКА h Для снижения массы лопатка может быть полой или

ШИРОКОХОРДНАЯ ЛОПАТКА

h<1,5Вср

Для снижения массы лопатка может быть полой
или с

сотовым наполнителем (E3PW, RB 211).
Широкохордная лопатка является
альтернативным решением для лопаток с полкой.
Она позволяет поднять КПД
при сохранении требуемой прочности и жесткости.

ШИРОКОХОРДНАЯ ЛОПАТКА
КОМПРЕССОРА ТРДД EJ-200

Такие лопатки характерны для КНД
компрессоров современных двигателей

Слайд 28

ШИРОКОХОРДНАЯ ЛОПАТКА С СОТОВЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ

ШИРОКОХОРДНАЯ ЛОПАТКА
С СОТОВЫМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ

Слайд 29

ОСЕВАЯ ФИКСАЦИЯ ЛОПАТОК Фиксация необходима для надежного удержания в диске. Газовая

ОСЕВАЯ ФИКСАЦИЯ ЛОПАТОК

Фиксация необходима для надежного удержания в диске.

Газовая

сила на лопатку
действует по полету (т.к. Р2>Р1).
Но на лопатку действует также
осевая составляющая
центробежной силы Рос ,
которая направлена уже против полета.
Поэтому лопатку необходимо фиксировать
в обоих направлениях.
Это также позволит
надежно зафиксировать лопатку
и от действия вибрационных нагрузок.

Фиксация лопаток может быть индивидуальная и групповая

Слайд 30

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ФИКСАЦИЯ Пластинчатая контровка ОСТ 110591-72 Гладкий штифт Радиальный штифт и

ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ФИКСАЦИЯ

Пластинчатая контровка ОСТ 110591-72

Гладкий штифт

Радиальный штифт и пластинчатый

замок

Бурт и пластинчатый замок

Слайд 31

КОНТРОВКА РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТВД АИ-24 УПОРНЫЕ ШТИФТЫ УГЛУБЛЕНИЯ ПОД КОНТРОВКУ ЗАГНУТЫЕ КОНЦЫ КОНТРОВКИ

КОНТРОВКА РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТВД АИ-24

УПОРНЫЕ ШТИФТЫ

УГЛУБЛЕНИЯ ПОД КОНТРОВКУ

ЗАГНУТЫЕ КОНЦЫ КОНТРОВКИ

Слайд 32

ГРУППОВАЯ ФИКСАЦИЯ Фиксация трактовыми кольцами ТРАКТОВЫЕ КОЛЬЦА КВД RB-199 ТРАКТОВЫЕ КОЛЬЦА ТРДД Д20П

ГРУППОВАЯ ФИКСАЦИЯ

Фиксация трактовыми кольцами

ТРАКТОВЫЕ
КОЛЬЦА

КВД RB-199

ТРАКТОВЫЕ КОЛЬЦА

ТРДД
Д20П

Слайд 33

ФИКСАЦИЯ РАЗРЕЗНЫМИ КОЛЬЦАМИ (ОСТ 110591-72) ТРД Р11-Ф2-300

ФИКСАЦИЯ РАЗРЕЗНЫМИ КОЛЬЦАМИ
(ОСТ 110591-72)

ТРД Р11-Ф2-300

Слайд 34

ОСЕВАЯ ФИКСАЦИЯ ЛОПАТКИ КНД ТРДФ Р11Ф2-300 МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ РАЗРЕЗНОЕ КОЛЬЦО

ОСЕВАЯ ФИКСАЦИЯ ЛОПАТКИ
КНД ТРДФ Р11Ф2-300

МЕТАЛЛИЧЕСКОЕ
РАЗРЕЗНОЕ
КОЛЬЦО

Слайд 35

ФИКСАЦИЯ КОЛЬЦАМИ КОЛЬЦО ТРДД РОЛЛС-РОЙС ПЕГАС

ФИКСАЦИЯ КОЛЬЦАМИ

КОЛЬЦО

ТРДД РОЛЛС-РОЙС ПЕГАС

Слайд 36

ТРДД РОЛЛС-РОЙС ПЕГАС ФИКСАЦИЯ ВРАЩАЮЩИМСЯ КОКОМ

ТРДД РОЛЛС-РОЙС ПЕГАС

ФИКСАЦИЯ ВРАЩАЮЩИМСЯ КОКОМ

Слайд 37

ОКРУЖНАЯ ФИКСАЦИЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК КВД ТРДДФ АЛ-31 ЛОПАТКИ РАЗМЕЩАЮТСЯ В КОЛЬЦЕВЫХ ПАЗАХ ФИКСАТОРЫ

ОКРУЖНАЯ ФИКСАЦИЯ РАБОЧИХ ЛОПАТОК
КВД ТРДДФ АЛ-31

ЛОПАТКИ РАЗМЕЩАЮТСЯ В КОЛЬЦЕВЫХ ПАЗАХ

ФИКСАТОРЫ

Слайд 38

НАПРАВЛЯЮЩИЕ АППАРАТЫ Требования к НА Достаточная прочность и жесткость Простота конструкции

НАПРАВЛЯЮЩИЕ АППАРАТЫ

Требования к НА

Достаточная прочность и жесткость
Простота конструкции и

технологичность
Минимальная масса
Минимальные потери на трение

Типы НА

консольный

рамный

разъемный НА
из двух полуколец

Слайд 39

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ НА Консольного типа Применяются при небольшой высоте лопаток (менее

АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИЙ НА

Консольного типа
Применяются при небольшой высоте лопаток (менее 60мм)


Недостатки:
увеличенные концевые потери, пониженная прочность,
а также значительные статические и динамические деформации

Достоинства: простота, малая масса.

Рамного типа (не разрезные)

Достоинства

Повышенная жесткость
уменьшенные концевые потери.
Равномерная поперечная жесткость.

Недостаток
Ротор должен быть разъемным

Рамного типа (разъемные из двух полуколец)

Достоинства:

Повышенная жесткость,
уменьшенные концевые потери.
Ротор может быть неразъемным

Недостаток: Неравномерность жесткости

Слайд 40

СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛОПАТОК В НА 1 Пайка Пайка и сварка позволяют

СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛОПАТОК В НА

1 Пайка

Пайка и сварка позволяют
получить

конструкцию НА
высокой жесткости и технологичности.
Однако низкий предел выносливости
соединения, особенно при сварке,
снижает достоинства таких конструкций.
Поэтому в этом случае необходимо
предусматривать меры по повышению
сопротивления усталости швов
(поверхностное упрочнение и др.)

2 Сварка

3 Электроклепка

Электроклепка – это деформирование
концов лопатки силой, направленной
вдоль оси при местном нагреве электротоком

4 Крепление радиальными
штифтами

5 Закрепление на цапфе

Слайд 41

СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛОПАТОК В НА 6 Крепление по буртам полок, входящих

СПОСОБЫ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ЛОПАТОК В НА

6 Крепление по буртам полок,
входящих в Т-образный

паз в корпусе

7 Фланцевое
соединение

Достоинства:
4,5,6 и 7 имеют повышенный предел выносливости конструкции,
обладают высокой демпфирующей способностью
за счет трения по поверхности контакта
имеют повышенную ремонтопригодность.
Недостатки:
Увеличенная масса, повышенная трудоемкость изготовления.

ФЛАНЕЦ

Т-ОБРАЗНЫЙ
ЗАМОК

Слайд 42

ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ НА Т-ОБРАЗНЫЙ ЗАМОК НА ТРД J-79 КОНСОЛЬНЫЕ ЛОПАТКИ НА

ПРИМЕРЫ КОНСТРУКЦИЙ НА

Т-ОБРАЗНЫЙ ЗАМОК НА ТРД J-79

КОНСОЛЬНЫЕ ЛОПАТКИ НА

Слайд 43

ПАЯНЫЙ НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ КВД ТРДД JT-9 ПАЙКА Демпфированный НА ТРДД НК-8

ПАЯНЫЙ НАПРАВЛЯЮЩИЙ АППАРАТ
КВД ТРДД JT-9

ПАЙКА

Демпфированный НА
ТРДД НК-8

Слайд 44

ЗАКРЕПЛЕНИЕ НА ЦАПФЕ И СВАРКА цапфа сварка Д-36 АИ-25

ЗАКРЕПЛЕНИЕ НА ЦАПФЕ И СВАРКА

цапфа

сварка

Д-36

АИ-25

Слайд 45

ЗАКРЕПЛЕНИЕ НА ЦАПФЕ (ТРДД Д-20П) цапфа

ЗАКРЕПЛЕНИЕ НА ЦАПФЕ (ТРДД Д-20П)

цапфа