UA82235C2 - Device for fixation of blades of turbine wheel of axial turbo-machine - Google Patents
Device for fixation of blades of turbine wheel of axial turbo-machine Download PDFInfo
- Publication number
- UA82235C2 UA82235C2 UAA200511934A UAA200511934A UA82235C2 UA 82235 C2 UA82235 C2 UA 82235C2 UA A200511934 A UAA200511934 A UA A200511934A UA A200511934 A UAA200511934 A UA A200511934A UA 82235 C2 UA82235 C2 UA 82235C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- ring
- disk
- sealing ring
- blades
- disc
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 67
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 5
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 7
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000007665 sagging Methods 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Description
Опис винаходуDescription of the invention
Технічне рішення, що заявляється, відноситься до газотурбінної техніки, а саме до газотурбінних двигунів, 2 зокрема до робочих коліс осьових турбін із фіксацією їхніх робочих лопаток в осьовому напрямку.The claimed technical solution relates to gas turbine technology, namely to gas turbine engines, 2 in particular to impellers of axial turbines with fixation of their working blades in the axial direction.
Відомо робоче колесо осьової газової турбіни |див. опис і фігури до патенту РФ М1 077 380, кл. МПК ГО1О 5/32, публікація 21 06.93).The working wheel of an axial gas turbine is known | see description and figures to the patent of the Russian Federation M1 077 380, cl. IPC GO1O 5/32, publication 21 06.93).
У подовжніх пазах його диска лопатки зафіксовані від переміщення уздовж подовжньої осі колеса розрізним ущільнювальним стопорним кільцем О-видної форми з канавкою по внутрішньому діаметру, що охоплює 70 спрямований до осі бурт диска. Кільце зовнішнім діаметром введено в кільцеву канавку, складену з окремих канавок у лопатках і відкриту до осі диска. У розріз ущільнювального стопорного кільця встановлений вкладиш, як фрагмент стопорного кільця того ж О-образного поперечного переріза.In the longitudinal grooves of its disk, the vanes are fixed from moving along the longitudinal axis of the wheel by a split O-shaped sealing locking ring with a groove along the inner diameter, which covers 70 the side of the disk directed to the axis. The outer diameter of the ring is inserted into the ring groove, which is made up of separate grooves in the blades and is open to the axis of the disc. An insert is installed in the cut of the sealing locking ring, as a fragment of the locking ring of the same O-shaped cross section.
Вкладиш і стопорне кільце втримуються буртом диска, а його зовнішній діаметр входить у кільцеву канавку, утворену канавками робочих лопаток. У вкладиші й бурті диска турбіни виконані сполучені отвори, куди уведений 12 фіксатор-штифт, що втримує вкладиш в окружному напрямку. Цей пристрій успішно працює в турбінах достатніх розмірів.The insert and locking ring are held by the edge of the disk, and its outer diameter enters the annular groove formed by the grooves of the working blades. In the liner and the edge of the turbine disc, connected holes are made, where 12 locking pins are inserted, which hold the liner in the circumferential direction. This device works successfully in turbines of sufficient size.
Відомий пристрій кріплення лопаток від осьового переміщення в колесі осьової газової турбіни |див. опис і фігури до патентів - аналогам фірми Дженерал Електрик США МА 171 930, кл. НКИ 416 - 220К, кл. МПК ГО1О 5/30, тожі Франції М2 413 543, ФРН М2 842 095, Великобританії М2 0120071.A known device for securing the blades against axial movement in the wheel of an axial gas turbine | see description and figures to patents - analogues of the General Electric USA MA 171 930, class. NKY 416 - 220K, cl. IPC GO1O 5/30, also France M2 413 543, Germany M2 842 095, Great Britain M2 0120071.
Для всіх варіантів відомого рішення загальним є стопорне розрізне кільце з поперечним перетином О-видної форми, зверненим відкритою стороною радіально від поздовжньої осі колеса.Common to all versions of the known solution is a locking split ring with an O-shaped cross-section, with the open side facing radially from the longitudinal axis of the wheel.
У варіанті, найбільш близькому до того, що заявляє по сукупності суттєвих ознак і технічному результату, у прямому пазу стопорного кільця також установлений фіксатор у виді частини О-видного кільця.In the variant, which is closest to what it declares in terms of the set of essential features and technical result, a retainer in the form of a part of an O-ring is also installed in the straight groove of the locking ring.
У кільцевій проточці із зовнішнього боку бурту ущільнювального кільця й проточці із внутрішнього боку с однієї зі стінок О-видного фіксатора введений пружинний замок у вигляді пластинки. ге)A spring lock in the form of a plate is inserted into the annular groove on the outer side of the side of the sealing ring and the groove on the inner side of one of the walls of the O-shaped retainer. heh)
Відомий пристрій недостатньо технологічний, особливо для роторів турбін малорозмірних двигунів, де він може бути взагалі нездійсненним через необхідність пропорційного зменшення всіх його складових частин.The known device is not sufficiently technological, especially for the turbine rotors of small-sized engines, where it may be completely impractical due to the need for a proportional reduction of all its constituent parts.
Відомо також робоче колесо осьової турбомашини |див.опис до патенту РФ Мо2241834, МПК 7РО10 5/30, дата заявки 30.12.2002, опубліковано 30.12.20041. ююThe working wheel of an axial turbomachine is also known | see the description of the patent of the Russian Federation Mo2241834, IPC 7РО10 5/30, application date 12/30/2002, published 12/30/20041. i am
Робочі лопатки за |(патентом РФ Мо2241834) у диску колеса від переміщення назад установлені з упором со заднім торцем хвостовика в ущільнювальне кільце, а від переміщення вперед - з упором виступів хвостовиків в обід диска. сThe working vanes according to | (patent of the Russian Federation Mo2241834) in the wheel disc are installed with a stop with the rear end of the shank in the sealing ring from moving backwards, and from moving forward - with a stop of the protrusions of the shanks in the rim of the disc. with
Ущільнювальне кільце й диск мають кожний радіальні кільцеві бурти. Бурти спрямовані до подовжньої осі сі колеса й охоплені стінками О-видного стопорного кільця. Для установки фіксатора, що закріплюється плоским замком, стінка МО-обрізного кільця між буртом диска і його полотном має наскрізний радіальний паз. соThe sealing ring and disc each have radial annular sides. The edges are directed to the longitudinal axis of the wheel and are covered by the walls of the O-shaped retaining ring. For the installation of the retainer, which is fixed with a flat lock, the wall of the MO-cutting ring between the edge of the disc and its web has a through radial groove. co
Паз у його прямій проекції поєднаний з діагональним розрізом в іншій стінці О-видного кільця. Фіксатор виконаний у вигляді пластини за розміром паза, закріпленої замком, що введений між диском і О-образним кільцем і відігнутий на внутрішній діаметр кільця «The groove in its direct projection is combined with a diagonal cut in the other wall of the O-shaped ring. The retainer is made in the form of a plate with the size of a groove, secured by a lock inserted between the disk and the O-ring and bent to the inner diameter of the ring.
Відомий пристрій успішно й надійно працює в авіаційному турбогвинтовому двигуні середньої потужності, близько за поставленою задачею, сукупності технічних результатів, що досягаються , та спільністю істотних о, с ознак. з» Описане технічне рішення прийняте як прототип.The well-known device works successfully and reliably in an aviation turboprop engine of medium power, close to the set task, the set of technical results that are achieved, and the commonality of essential features. with" The described technical solution is adopted as a prototype.
Автор ураховував конструктивну спільність істотних ознак із можливістю їх удосконалення й подальшого розвитку технічних результатів відомого пристрою кріплення лопаток у робочому колесі турбін при рішенні більше складного завдання стосовно до високонавантажених турбін. со Ускладнення задачи викликане тим, що в колесах високонавантажених турбін часто необхідна установка в з кожному подовжньому пазу диска по двох робочі лопатки. Таким шляхом удається знизити рівень динамічних напруг в елементах конструкції лопаток, зокрема, шляхом демпфірування. ле Перед автором було поставлено задачу створити такий пристрій кріплення лопаток робочого колеса осьової со 20 турбомашини, у якому при необхідності установки попарно робочих лопаток у кожному пазу диска, з фіксацією їх в осьовому напрямку, можна було б одержати певний сукупний технічний результат, що складається з декількох «сл логічно взаємозалежних технічних результатів.The author took into account the constructive commonality of essential features with the possibility of their improvement and further development of the technical results of the well-known device for fastening blades in the impeller of turbines when solving a more complex task in relation to highly loaded turbines. The difficulty of the task is caused by the fact that in the wheels of highly loaded turbines it is often necessary to install two working blades in each longitudinal groove of the disk. In this way, it is possible to reduce the level of dynamic stresses in the design elements of the blades, in particular, by damping. le The author was given the task of creating such a device for fastening the blades of the impeller of an axial so 20 turbo machine, in which, if necessary, the installation of the blades in pairs in each groove of the disk, with their fixation in the axial direction, would be possible to obtain a certain overall technical result, consisting of several "series of logically interdependent technical results."
Основним технічним результатом, як і в прототипі, є одержання надійної фіксації лопаток, але встановлених попарно в кожному пазу диска колеса турбомашини, що працює в умовах високих температур і навантажень як 52 від відцентрових так і газодинамічних сил. о При цьому необхідно забезпечити й супутній технічний результат - за рахунок оптимізації конструкції підвищити міцність її частин. Це вимога теж загострюється, якщо в кожному пазу диска колеса, що працює в полі ко високих осьових, відцентрових і температурних навантажень, лопатки встановлені попарно.The main technical result, as in the prototype, is obtaining a reliable fixation of the blades, but installed in pairs in each groove of the wheel of the turbomachine, which works in conditions of high temperatures and loads from both centrifugal and gas-dynamic forces. o At the same time, it is necessary to ensure the accompanying technical result - due to the optimization of the structure, to increase the strength of its parts. This requirement is also exacerbated, if in each groove of the wheel disk operating in the field of high axial, centrifugal and temperature loads, blades are installed in pairs.
Необхідність цих мір пояснюється тим, що в сучасних турбінах площина симетрії, подовжнього паза, у тому 60 числі ялинкового, у диска, як правило, виконана під кутом до вісі обертання, і одна лопатка з пари в пазу прагне переміститися вперед, а інша - назад.The need for these measures is explained by the fact that in modern turbines, the plane of symmetry of the longitudinal groove, including 60 herringbone, in the disk is usually made at an angle to the axis of rotation, and one blade from the pair in the groove tends to move forward, and the other - back .
У роботі парні лопатки, роблячи коливальні рухи, впливають на ущільнювальне кільце в окружному напрямку, і цей вплив значно більше, ніж у колесах з одиночними лопатками.In operation, paired blades, making oscillating movements, affect the sealing ring in the circumferential direction, and this effect is much greater than in wheels with single blades.
Як показує досвід експлуатації таких роторів, результатом цього впливу є зміщення ущільнювального кільця 62 по куті, якому передує руйнування елементів, що фіксують кільце в окружному напрямку.As the experience of operating such rotors shows, the result of this impact is the displacement of the sealing ring 62 at an angle, which is preceded by the destruction of the elements that fix the ring in the circumferential direction.
На додаток, у малорозмірних турбінах підвищуються вимоги до технологічності виготовлення, зборки-розбирання, а також до скорочення кількості деталей.In addition, in small-sized turbines, the requirements for manufacturability, assembly and disassembly, as well as for reducing the number of parts are increasing.
Такі взаємозалежні технічні результати, що включають зокрема й запобігання зміщення ущільнювальногоSuch interdependent technical results, which include, in particular, the prevention of displacement of the seal
Кільця в робочому колесі осьової турбомашини, можуть бути досягнуті в такий спосіб:Rings in the impeller of an axial turbomachine can be achieved in the following way:
Відомий пристрій кріплення лопаток у робочому колесі осьової турбомашини, у якому зроблені вдосконалення, містить диск, робочі лопатки встановлені в ялинкових пазах диска своїми хвостовиками, ущільнювальне кільце, встановлене на диску з упором своїм зовнішнім радіальним буртом як в обідну частину диска, так і у хвостовики робочих лопаток і сполучене своїм внутрішнім радіальним буртом зі спрямованим до 7/о осі радіальним буртом диска, причому для фіксації ущільнювального кільця в окружному напрямку згадані бурти ущільнювального кільця й диска зчленовані циліндричними тілами у вигляді штифтів, взаємопов'язаних з відповідними виїмками, крім того ці бурти охоплені О-образним кільцем що має діагональний розріз і поєднаний з ним паз, взаємозалежний із замком, розміщеним між диском і О-образним кільцем.A known device for fastening the blades in the impeller of an axial turbomachine, in which improvements have been made, contains a disk, the working blades are installed in the herringbone grooves of the disk with their shanks, a sealing ring is installed on the disk with a stop with its outer radial edge both in the peripheral part of the disk, and in the shanks working vanes and is connected by its inner radial edge with the radial edge of the disk directed to the 7/o axis, and to fix the sealing ring in the circumferential direction, the mentioned edges of the sealing ring and the disk are articulated by cylindrical bodies in the form of pins interconnected with the corresponding recesses, in addition, these the edges are covered by an O-ring having a diagonal cut and a groove connected to it, interdependent with a lock placed between the disk and the O-ring.
Удосконалення полягають у наступному:The improvements are as follows:
Фіксація лопаток в осьовому напрямку забезпечено упором ущільнювального кільця своїм зовнішнім радіальним буртом у хвостовики лопаток і розташуванням цього бурту в радіально-осьових зачіпах на хвостовиках робочих лопаток.Fixation of the blades in the axial direction is ensured by the stop of the sealing ring with its outer radial edge in the shafts of the blades and the location of this edge in the radial-axial catches on the shanks of the working blades.
Для фіксації в окружному напрямку ущільнювального кільця його внутрішній радіальний бурт і радіальний бурт диска зчленовані циліндричними тілами, що представляють собою бобишки, розташовані на зверненій до 2о радіального бурту диска бічній поверхні внутрішнього радіального бурту ущільнювального кільця й взаємопов'язані з відповідними виїмками в радіальному бурті диска, що виконані у вигляді напівкруглих пазів.In order to fix the sealing ring in the circumferential direction, its inner radial edge and the radial edge of the disc are articulated by cylindrical bodies, which are bosses, located on the side surface of the inner radial edge of the sealing ring facing 2o of the radial edge of the disc and interconnected with the corresponding notches in the radial edge of the disc , made in the form of semicircular grooves.
Для фіксації в окружному напрямку О-видного розрізного кільця щодо диска й ущільнювального кільця на зверненій до радіального бурту диска бічної поверхні внутрішнього радіального бурту ущільнювального кільця, крім згаданих бобишек, виконано виступ. счIn order to fix the O-shaped split ring in the circumferential direction with respect to the disk and the sealing ring, on the side surface of the inner radial side of the sealing ring facing the radial side of the disk, in addition to the mentioned bosses, a protrusion is made. high school
Виступ розміщено одночасно в сполучених пазу, виконаному в радіальному бурті диска, крім згаданих напівкруглих пазів, і пазу О-видного розрізного кільця. (8)The protrusion is located simultaneously in the combined groove made in the radial side of the disk, in addition to the mentioned semicircular grooves, and the groove of the O-shaped split ring. (8)
Утримання кінців розрізного О-видного стопорного кільця від провисання здійснюється за допомогою замка, що охоплює поверхню згаданого виступу на ущільнювальному кільці й циліндричні поверхні розрізного кільця.Keeping the ends of the split O-shaped locking ring from sagging is carried out with the help of a lock that covers the surface of the mentioned protrusion on the sealing ring and the cylindrical surfaces of the split ring.
При цьому на внутрішній циліндричній поверхні О-видного розрізного кільця виконана фіксаторна вибірка, ю зо розділена згаданим діагональним розрізом.At the same time, a fixing sample is made on the inner cylindrical surface of the O-shaped cutting ring, which is divided by the mentioned diagonal cut.
Зазначений виступ на ущільнювальному кільці перекрито введеним між диском і О-видним кільцем со середньою частини замка, що виконаний у вигляді частини кільця С-образного перетину. сThe specified protrusion on the sealing ring is covered by an O-shaped ring inserted between the disk and the middle part of the lock, which is made in the form of a part of the ring with a C-shaped cross section. with
Радіально нижня кінцева частина замка взаємопов'язана одночасно із внутрішньою циліндричною поверхнеюThe radially lower end part of the lock is interconnected at the same time with the inner cylindrical surface
МО-образного розрізного кільця й розділеною діагональним розрізом фіксаторною вибіркою на ній, а верхньою сMO-shaped cut ring and a fixing sample divided by a diagonal cut on it, and the upper with
Зз5 Кінцевою частиною замка охоплені спільно зазначений виступ ущільнювального кільця й звернений до диска со бурт О-образного розрізного кільця по обох сторін його паза.Зз5 The end part of the lock covers the jointly indicated protrusion of the sealing ring and facing the disc with the edge of the O-shaped split ring on both sides of its groove.
Для підвищення технологічності зборки-розбирання пристрою робочих коліс мало-розмірних турбін на зовнішньому радіальному бурті ущільнювального кільця виконані вибірки між згаданими радіально-осьовими зачепами на хвостовиках робочих лопаток. «To increase the manufacturability of assembly-disassembly of the device of the working wheels of small-sized turbines, on the outer radial side of the sealing ring, selections are made between the mentioned radial-axial catches on the shafts of the working blades. "
Технічне рішення, що заявляється, ілюструється кресленнями, де на: - с - Фіг.1 показаний поздовжній перетин обідної частини робочого колеса турбіни в зібраному виді; - Фіг.2 показаний фрагмент робочого колеса турбіни в диметрії; з - Фіг.3 даний збільшений елемент Г розрізного О-образного кільця в місці косого розрізу; - Фіг4 даний збільшений елемент В, де показане взаємне розміщення деталей та елементів розрізногоThe claimed technical solution is illustrated by drawings, where: - c - Fig. 1 shows a longitudinal section of the peripheral part of the turbine impeller in assembled form; - Fig. 2 shows a fragment of the turbine impeller in dimetry; c - Fig. 3 shows an enlarged element Г of a cut O-ring in the place of an oblique cut; - Fig. 4 is an enlarged element B, which shows the mutual placement of parts and elements of the section
МО-образного й ущільнювального кілець, а також диска в зібраному колесі турбіни; со - Фіг5 зображені в диметрії окремі складові колеса турбомашини, у тому числі пари робочих лопаток, сполучених для встановлення в один загальний паз диска, ущільнювальне кільце, розрізне О-видне стопорне ко кільце та його замок; з - Фіг.б6 показаний у симетрії фрагмент ущільнювального кільця з боку його прилягання до диска й лопаток; - Фіг.7 показаний один з варіантів виконання ущільнювального кільця також з боку прилягання до диска й бе лопаток; сл - Фіг.8 дане зображення в симетрії частини розрізного О-образного стопорного кільця в місці прямого паза й діагонального розрізу з боку зверненої до диска; - Фіг.9 показане зображення в диметрії фрагмента О-образного розрізного стопорного кільця з боку його дв Внутрішньої циліндричної поверхні з фіксаторною вибіркою для елемента замка, який деформується; - Фіг.10 даний у диметрії замок для втримання кінців О-видного кільця;MO-shaped and sealing rings, as well as a disc in the assembled turbine wheel; so - Fig. 5 shows in dimetry the separate component wheels of the turbo machine, including pairs of working blades, connected to be installed in one common groove of the disc, sealing ring, split O-shaped retaining ring and its lock; c - Fig. b6 shows a fragment of the sealing ring in symmetry from the side of its adjacency to the disc and blades; - Fig. 7 shows one of the variants of the sealing ring, also from the side of adjacency to the disc and the blades; sl - Fig. 8 is a symmetrical image of a part of a split O-shaped retaining ring in the place of a straight groove and a diagonal cut from the side facing the disc; - Fig. 9 shows a dimetrical image of a fragment of an O-shaped sectional locking ring from the side of its inner cylindrical surface with a fixing sample for the deformable lock element; - Fig. 10 is a lock for holding the ends of an O-shaped ring, given in dimetry;
ГФ) - Фіг.11, 12 - показані етапи постановки робочих лопаток і ущільнювального кільця у випадку зборки колесаGF) - Fig. 11, 12 - the stages of setting the working blades and the sealing ring in the case of assembling the wheel are shown
Ф з ущільнювальним кільцем у варіанті його виконання представленому на Фіг.6; - Фіг.13, 14, 15, 16 - дані етапи установки робочих лопаток і ущільнювального кільця у випадку зборки бо Колеса з ущільнювальним кільцем у варіанті його виконання поданому на Фіг.7; - Фіг.17 - показані остаточно встановлені робочі лопатки й ущільнювальне кільце; - Фіг.18, 19, 20, 21, 22 - показані етапи установки О-образного розрізного кільця й замка, що втримує кінці розрізного кільця від провисання.Ф with a sealing ring in the variant of its implementation presented in Fig. 6; - Fig. 13, 14, 15, 16 - given stages of installation of working vanes and sealing ring in the case of assembly of a Wheel with a sealing ring in the version of its execution presented in Fig. 7; - Fig. 17 - finally installed working vanes and sealing ring are shown; - Fig. 18, 19, 20, 21, 22 - the stages of installation of the O-shaped cutting ring and the lock that keeps the ends of the cutting ring from sagging are shown.
Робоче колесо (Фіг.1, 2) турбомашини містить ліві 1 і праві 2 робочі лопатки, установлені своїми 65 ялинковими хвостовиками відповідно 3, 4 по двох у кожний ялинковий паз 5 диска 6. Кожна з робочих лопаток 1, 2 має позаду на хвостовиках 3, 4 радіально-осьові зачепи 7, 8 відповідно (Фіг.1, 5).The working wheel (Fig. 1, 2) of the turbomachine contains the left 1 and right 2 working blades, installed with their 65 herringbone shanks, respectively 3, 4 two in each herringbone groove 5 of the disk 6. Each of the working blades 1, 2 has behind the shanks 3 , 4 radial-axial hooks 7, 8, respectively (Fig. 1, 5).
Позаду, з упором в обідну частину диска 6, встановлене ущільнювальне кільце 9, що має зовнішній радіальний кільцевий бурт 10, введений у радіально-осьові зачепи 7, 8 робочих лопаток 1, 2, утримуючи їх від переміщення в подовжньому напрямку (Фіг.1, 2, 6, 7).Behind, with an emphasis on the peripheral part of the disc 6, a sealing ring 9 is installed, which has an outer radial annular edge 10, inserted into the radial-axial catches 7, 8 of the working blades 1, 2, preventing them from moving in the longitudinal direction (Fig. 1, 2, 6, 7).
При виконанні ущільнювального кільця 9 як на Фіг.7 зовнішній радіальний бурт 10 виконаний розділеним вибірками 11 на ділянки по числу пар лопаток 1,2. У зібраному колесі кожна така ділянка бурту 10 входить у парі радіально-осьових зачепів 7,8 (Фіг.1, 16).When performing the sealing ring 9 as in Fig. 7, the outer radial edge 10 is made divided by samples 11 into sections according to the number of pairs of blades 1,2. In the assembled wheel, each such section of the edge 10 is included in a pair of radial-axial catches 7,8 (Fig. 1, 16).
Паралельно бурту 10 розташований радіальний бурт 12, що прикриває радіально-осьові зачепи 7, 8, забезпечуючи гладку зовнішню поверхню колеса турбіни (Фіг.1). 70 Ущільнювальне кільце 9 має також внутрішній радіальний бурт 13, спрямований радіально до осі обертання (Фіг.1, 6, 7). На бічній поверхні бурту 13, зверненої до диска 6, є трохи бобишек 14 і один виступ 15.Parallel to the edge 10 is the radial edge 12, which covers the radial-axial catches 7, 8, providing a smooth outer surface of the turbine wheel (Fig. 1). 70 The sealing ring 9 also has an internal radial edge 13 directed radially to the axis of rotation (Fig. 1, 6, 7). On the side surface of the edge 13, facing the disk 6, there are some bumps 14 and one protrusion 15.
На ободній частини диска 6 є кільцевий радіальний бурт 16, спрямований радіально до вісі обертання. На радіальному бурті 16 виконано декілька відкритих до вісі обертання напівкруглих пазів 17 і один широкий паз 18 (див. Фіг.5). Пази 17 по кількості й кутовому розташування виконані відповідно бобишкам 14 ущільнювального 7/5 Кільця 9, а паз 18 є відповідним виступу 15. Бобишки 14 і виступ 15 ущільнювального кільця 9, встановленого на диску 6, входять у пази 17 і 18 відповідно (Фіг.17).On the rim part of the disk 6 there is an annular radial edge 16 directed radially to the axis of rotation. Several semicircular grooves 17 and one wide groove 18 open to the axis of rotation are made on the radial side 16 (see Fig. 5). Grooves 17 in number and angular location are made in accordance with the bosses 14 of the sealing 7/5 Ring 9, and the groove 18 corresponds to the projection 15. The bosses 14 and the projection 15 of the sealing ring 9 installed on the disk 6 are included in the grooves 17 and 18, respectively (Fig. 17).
Причому бобишки 14 уведені в напівкруглі пази 17 з мінімальним зазором і забезпечують фіксацію ущільнювального кільця 9 в окружному напрямку. Розміри паза 18 обрані більшими чим виступу 15 з метою виключення їхнього торкання.Moreover, the bosses 14 are inserted into the semicircular grooves 17 with a minimum gap and provide fixation of the sealing ring 9 in the circumferential direction. The dimensions of the groove 18 are chosen to be larger than the protrusion 15 in order to exclude their touching.
Розрізне О-видне кільце 20 (Фіг.8, 9) охоплює радіальний бурт 16 диска 6 і внутрішній радіальний бурт 13 ущільнювального кільця 9 своїми вертикально спрямованими від загальної поздовжньої осі буртами, зовнішнім 21 і внутрішнім 22 (Фіг.4, 21). Кільце 20 фіксує ущільнювальне кільце 9 у поздовжньому напрямку, що, у свою чергу, за допомогою зовнішнього радіального бурту 10 утримує замки 3, 4 робочих лопаток 1, 2 (Фіг.1).Split O-shaped ring 20 (Fig. 8, 9) covers the radial edge 16 of the disk 6 and the inner radial edge 13 of the sealing ring 9 with its vertically directed edges from the common longitudinal axis, outer 21 and inner 22 (Fig. 4, 21). The ring 20 fixes the sealing ring 9 in the longitudinal direction, which, in turn, with the help of the outer radial edge 10 holds the locks 3, 4 of the working blades 1, 2 (Fig. 1).
Розрізне О-видне кільце 20 (Фіг.3, 8, 9) має вузький діагональний наскрізний розріз 23. сSplit O-shaped ring 20 (Fig. 3, 8, 9) has a narrow diagonal cross-section 23. c
На внутрішньому бурті 22 кільця 20 (Фіг.8, 9), проти діагонального розрізу 23, розташований широкий прямий паз 24 зі сторонами, паралельними радіальної площини кільця 20. (8)On the inner edge 22 of the ring 20 (Fig. 8, 9), opposite the diagonal cut 23, there is a wide straight groove 24 with sides parallel to the radial plane of the ring 20. (8)
На внутрішній циліндричній поверхні О-образного кільця 20 виконана вибірка 25, розділена діагональним розрізом 23 (Фіг.9).On the inner cylindrical surface of the O-ring 20, a sample 25 is made, divided by a diagonal cut 23 (Fig. 9).
Розрізне О-видне кільце 20 установлене так, що виконаний на його внутрішньому бурті 22 прямий паз 24 ю зо звернений убік диска 6, розташовуючись за його буртом 16 (Фіг.19, 20).The split O-shaped ring 20 is installed so that the straight groove 24 made on its inner side 22 faces the side of the disk 6, located behind its side 16 (Fig. 19, 20).
Паралельні стінки паза 24 розміщені по обох боків приналежного ущільнювальному кільцю 9 виступу 15, який со проходить через паз 18 радіального бурту 16 диска 6 (Фіг.20, елемент Е). Цим досягається фіксація розрізного с кільця 20 в окружному напрямку.The parallel walls of the groove 24 are located on both sides of the protrusion 15 belonging to the sealing ring 9, which passes through the groove 18 of the radial edge 16 of the disc 6 (Fig. 20, element E). This achieves the fixation of the split c ring 20 in the circumferential direction.
Замок 26 (Фіг.10) являє собою сектор, що має внутрішній 27 і зовнішній 28 бурти, вертикальну стінку 29 і с зв частину ЗО, яка деформується. соThe lock 26 (Fig. 10) is a sector that has inner 27 and outer 28 sides, a vertical wall 29 and a part of the ZO that is deformed. co
Колесо в зборі (Фіг.1, 21, 22) має замок 26, розташований напроти виступу 15 ущільнювального кільця 9 і паза 24 розрізного кільця 20.The wheel assembly (Fig. 1, 21, 22) has a lock 26 located opposite the protrusion 15 of the sealing ring 9 and the groove 24 of the split ring 20.
Замок 26 ширше, ніж прямий паз 24 розрізного кільця 20, завдяки чому його зовнішній бурт 28 охоплює не тільки зовнішню поверхню виступу 15 ущільнювального кільця 9, але й зовнішню поверхню внутрішнього бурту « 22 кільця 20 по обох сторони паза 24 (Фіг.19, 20, 21, 22). Внутрішній бурт 27 замка 26 охоплює внутрішню з с поверхню розрізного кільця 20. У такий спосіб кінці розрізного кільця 20 фіксуються від провисання.The lock 26 is wider than the straight groove 24 of the split ring 20, due to which its outer edge 28 covers not only the outer surface of the protrusion 15 of the sealing ring 9, but also the outer surface of the inner edge 22 of the ring 20 on both sides of the groove 24 (Fig. 19, 20 , 21, 22). The inner edge 27 of the lock 26 covers the inner c surface of the split ring 20. In this way, the ends of the split ring 20 are fixed from sagging.
Частина 30 замка 26 деформована усередину (Фіг.1, 22) у вибірку 25 на внутрішній циліндричній поверхні з О-видного кільця 20, забезпечуючи цим фіксацію замка 26 в окружному напрямку.The part 30 of the lock 26 is deformed inside (Fig. 1, 22) in the sample 25 on the inner cylindrical surface of the O-shaped ring 20, thereby ensuring the fixation of the lock 26 in the circumferential direction.
Передбачено дві можливості складання робочого колеса турбомашини щодо фіксації робочих лопаток за технічним рішенням, що заявляється. Вони відрізняються початковими етапами встановлення робочих лопаток со 1, 2 й ущільнювального кільця 9.There are two possibilities for assembling the impeller of the turbo machine in terms of fixing the working blades according to the claimed technical solution. They differ in the initial stages of installation of the working blades 1, 2 and the sealing ring 9.
Перша можливість застосовується у випадку зазору між ялинковим пазом 5 і сполученими ялинковими ко хвостовиками 3, 4 пари лопаток 1,2 більше 0.1мм. з У цьому випадку краще буде колесо з ущільнювальним кільцем 9 у варіанті виконання, як на Фіг.б, тобто із 5р буцільним зовнішнім радіальним буртом 10. Відмітні початкові етапи складання колеса представлені на Фіг.11, бе 12. Складання починається з встановлення пари робочих лопаток 1, 2 своїми радіально-осьовими зачіпами 7, 8 сл на зовнішній радіальний бурт 10 ущільнювального кільця 9, як показано на Фіг.11.The first possibility is used in the case of a gap between the herringbone groove 5 and the connected herringbone shanks 3, 4 pairs of blades 1.2 more than 0.1mm. z In this case, it would be better to have a wheel with a sealing ring 9 in the variant of execution, as in Fig.b, that is, with a 5p circular outer radial edge 10. The distinctive initial stages of assembling the wheel are presented in Fig. 11, b and 12. Assembly begins with the installation of a pair of working blades 1, 2 with their radial-axial catches 7, 8 sl on the outer radial edge 10 of the sealing ring 9, as shown in Fig.11.
Далі в такий спосіб установлюється весь комплект робочих лопаток 1, 2 і втримується разом з ущільнювальним кільцем 9 технологічним пристосуванням. Зібрані з ущільнювальним кільцем 9 лопатки 1, 2 дв Комплектом установлюються в ялинкові пази 5 диска 6 (див. Фіг.12).Next, the entire set of working blades 1, 2 is installed in this way and is held together with the sealing ring 9 by a technological device. Blades 1, 2 assembled with a sealing ring 9 are installed in the herringbone grooves 5 of the disk 6 with the kit (see Fig. 12).
Другий спосіб установлення робочих лопаток 1, 2 і ущільнювального кільця 9, поданий на Фіг.13, 14, 15,The second method of setting the working vanes 1, 2 and the sealing ring 9, shown in Fig. 13, 14, 15,
ГФ) 16, кращий при зазорах між ялинковим пазом 5 диска 6 і сполученими ялинковими хвостовиками 3, 4 париGF) 16, better for gaps between the herringbone groove 5 of the disk 6 and the connected herringbone shanks 3, 4 of the pair
Ф лопаток 1, 2 менш 0.їмм (колеса малорозмірних турбін), коли встановлення одночасно всього комплекту робочих лопаток 1, 2 у пази 5 диска б важка. У цьому випадку комплект робочих лопаток 1, 2 попередньо бо Встановлюється в ялинкові пази 5 диска 6 приблизно наполовину ширини ободу диска 6 (див. Фіг.13).Ф of blades 1, 2 is less than 0.mm (wheels of small-sized turbines), when simultaneously installing the entire set of working blades 1, 2 in the grooves 5 of the disc b is difficult. In this case, a set of working blades 1, 2 is pre-installed in the herringbone grooves 5 of the disc 6 approximately half the width of the rim of the disc 6 (see Fig. 13).
Подане на Фіг.7 ущільнювальне кільце 9 із зовнішнім радіальним буртом 10, розділеним вибірками 11 на ділянки, встановлюється так, що виступаючі ділянки бурту 10 проходять між радіально-осьовими зачіпами 7, 8 ялинкових хвостовиків робочих лопаток 1, 2 (Фіг.14, 15). Потім ущільнювальне кільце 9 провертається щодо осі так, що кожна виступаюча ділянка бурту 10 виявляється в зачепленні з радіально-осьовими зачепами 7, 8 пари 65 робочих лопаток 1, 2 (Фіг.16).The sealing ring 9 shown in Fig. 7 with an outer radial edge 10, divided by samples 11 into sections, is installed so that the protruding sections of the edge 10 pass between the radial-axial catches 7, 8 of the herringbone shanks of the working blades 1, 2 (Figs. 14, 15 ). Then the sealing ring 9 is rotated relative to the axis so that each protruding section of the edge 10 is engaged with the radial-axial catches 7, 8 of the pair 65 of the working blades 1, 2 (Fig. 16).
Подальші етапи складання колеса турбіни є загальними й представлені на Фіг.17, 18, 19, 20, 21, 22.Further stages of assembling the turbine wheel are general and are presented in Fig. 17, 18, 19, 20, 21, 22.
Комплект робочих лопаток 1, 2 разом з ущільнювальним кільцем 9 переміщуються до упора ущільнювального кільця 9 в обідну частину диска 6 (див. Фіг.17). При цьому бобишки 14 ущільнювального кільця 9 входять у напівкруглі пази 17 у радіальному бурті 16 диска 6, не виступаючи над поверхнею 19 бурту 16, у той час якThe set of working blades 1, 2 together with the sealing ring 9 are moved to the stop of the sealing ring 9 in the peripheral part of the disk 6 (see Fig. 17). At the same time, the bosses 14 of the sealing ring 9 enter the semicircular grooves 17 in the radial side 16 of the disc 6, without protruding above the surface 19 of the side 16, while
Виступ 15, пройшовши через паз 18, виступає над поверхнею 19 бурту 16.The protrusion 15, having passed through the groove 18, protrudes above the surface 19 of the edge 16.
Встановлення розрізного кільця 20 і замка 26 показано по етапах на Фіг.18, 19, 20, 21, 22. При цьому на замикаючій частині розрізного кільця 20 замок 26 встановлюється, як показано на Фіг.18.Installation of the split ring 20 and the lock 26 is shown in stages in Fig. 18, 19, 20, 21, 22. At the same time, the lock 26 is installed on the closing part of the split ring 20, as shown in Fig. 18.
Паралельні стінки прямого паза 24 кільця 20 розташовуються по обох сторін виступу 15 ущільнювального кільця 9 (див. Фіг.19, 20), чим забезпечується фіксація розрізного кільця 20 в окружному напрямку. Потім /о замок 26 переміщується по дузі й встановлюється навпроти виступу 15 ущільнювального кільця 9 (див. Фіг.21, 22).The parallel walls of the straight groove 24 of the ring 20 are located on both sides of the protrusion 15 of the sealing ring 9 (see Fig. 19, 20), which ensures the fixation of the split ring 20 in the circumferential direction. Then, the lock 26 is moved in an arc and is installed opposite the protrusion 15 of the sealing ring 9 (see Fig. 21, 22).
Зовнішній (від подовжньої осі пристрою) бурт 28 замка 26 охоплює зовнішню поверхню виступу 15 ущільнювального кільця 9, а також зовнішню поверхню бурту 22 кільця 20 з обох сторін прямого паза 24, чим запобігається випадіння замка 26. Внутрішній (від подовжньої вісі) бурт 27 замка 26 охоплює внутрішню /5 поверхню кільця 20. Частина 30 замка 26, яка деформується, розміщується навпроти вибірки 25 розрізного кільця 20. Її деформують усередину цієї вибірки (див. Фіг.22),, що забезпечує фіксацію замка 26 в окружному напрямку.The outer (from the longitudinal axis of the device) edge 28 of the lock 26 covers the outer surface of the protrusion 15 of the sealing ring 9, as well as the outer surface of the edge 22 of the ring 20 on both sides of the straight groove 24, which prevents the lock 26 from falling out. The inner (from the longitudinal axis) edge 27 of the lock 26 covers the inner /5 surface of the ring 20. Part 30 of the lock 26, which is deformed, is placed opposite the sample 25 of the split ring 20. It is deformed inside this sample (see Fig. 22), which ensures the fixation of the lock 26 in the circumferential direction.
Ширина замка 26 більш за ширину паза 24 розрізного кільця 20, що забезпечує охоплення зовнішнім буртом 28 замка 26 не тільки зовнішньої поверхні виступу 15, але й обох кінців розрізного кільця 20 по зовнішній 2о поверхні бурту 22.The width of the lock 26 is greater than the width of the groove 24 of the split ring 20, which ensures that the outer edge 28 of the lock 26 covers not only the outer surface of the protrusion 15, but also both ends of the split ring 20 along the outer 20 surface of the edge 22.
Це, разом із охватом нижнім буртом 27 замка 26 кінців розрізного кільця 20 по його внутрішній поверхні, забезпечує надійну фіксацію згаданих кінців від провисання.This, together with the coverage of the lower edge 27 of the lock 26 of the ends of the split ring 20 on its inner surface, ensures reliable fixation of the mentioned ends from sagging.
Колесо турбіни остаточно зібрано (див. Фіг.1, 2, 21).The turbine wheel is finally assembled (see Fig. 1, 2, 21).
Варто також додати, що наявність бурту 12 ущільнювального кільця 9, що прикриває радіально-осьові зачіпи с 7, 8 ялинкових хвостовиків З, 4 робочих лопаток 1, 2, а також практично гладка зовнішня поверхня розрізного кільця 20 зводять до мінімуму вентиляційні втрати. (8)It should also be added that the presence of the edge 12 of the sealing ring 9, which covers the radial-axial attachments c 7, 8 of the herringbone shanks C, 4 working blades 1, 2, as well as the practically smooth outer surface of the split ring 20 minimize ventilation losses. (8)
Конструкція у виробництві її деталей технологічна, а при збиранні - розбиранні не викликає яких-небудь труднощів.The design in the production of its parts is technological, and during assembly - disassembly does not cause any difficulties.
Температура в обідній частині колеса в роботі становить 600 градусів Цельсия. Найбільші напруги ю зо Відзначені в ущільнювальному кільці, У радіусі переходу бурту, що центрує, до вертикальної стінки, але їхній розмір не перевищує бЗкг/мм2, що набагато менше меж тривалої міцності сучасних жароміцних нікелевих о сплавів, використовуваних для подібних деталей роторів турбін. ГаThe temperature in the inner part of the wheel in operation is 600 degrees Celsius. The greatest stresses are noted in the sealing ring, in the radius of the transition of the centering edge to the vertical wall, but their size does not exceed bZkg/mm2, which is much less than the limits of long-term strength of modern heat-resistant nickel o alloys used for similar parts of turbine rotors. Ha
Висока надійність пристрою, що заявляє, на всіх штатних режимах роботи двигуна підтверджена 150-годинними випробуваннями повнорозмірного експериментального зразка колеса турбіни на дослідному с авіаційному газотурбінному двигуні типу АИ 222-25. соThe high reliability of the declared device at all regular engine operating modes is confirmed by 150-hour tests of a full-size experimental sample of the turbine wheel on an experimental AI 222-25 aviation gas turbine engine. co
Claims (4)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200511934A UA82235C2 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Device for fixation of blades of turbine wheel of axial turbo-machine |
| RU2006115155/06A RU2315868C1 (en) | 2005-12-12 | 2006-05-02 | Device for fastening blades of rotor wheels of axial-flow turbomachine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200511934A UA82235C2 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Device for fixation of blades of turbine wheel of axial turbo-machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA82235C2 true UA82235C2 (en) | 2008-03-25 |
Family
ID=39110031
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200511934A UA82235C2 (en) | 2005-12-12 | 2005-12-12 | Device for fixation of blades of turbine wheel of axial turbo-machine |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2315868C1 (en) |
| UA (1) | UA82235C2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2963806B1 (en) * | 2010-08-10 | 2013-05-03 | Snecma | DEVICE FOR LOCKING A FOOT OF A ROTOR BLADE |
| RU2493371C1 (en) * | 2012-05-11 | 2013-09-20 | Открытое акционерное общество "Авиадвигатель" | Turbojet turbine rotor |
| FR3100838B1 (en) * | 2019-09-13 | 2021-10-01 | Safran Aircraft Engines | TURBOMACHINE SEALING RING |
| CN112160798A (en) * | 2020-09-18 | 2021-01-01 | 中国航发四川燃气涡轮研究院 | Aeroengine turbine baffle location structure and aeroengine thereof |
| CN115419470B (en) * | 2022-08-18 | 2025-08-12 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | Rotor blade axial limit structure |
| CN116201606B (en) * | 2023-02-17 | 2025-09-23 | 清启动力(北京)科技有限公司 | Assembly structure of mechanical moving blades and wheel disc and gas turbine |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4171930A (en) * | 1977-12-28 | 1979-10-23 | General Electric Company | U-clip for boltless blade retainer |
| RU1077380C (en) * | 1982-03-22 | 1995-06-19 | Запорожское машиностроительное конструкторское бюро "Прогресс" | Working wheel for turbomachine |
| FR2663997B1 (en) * | 1990-06-27 | 1993-12-24 | Snecma | DEVICE FOR FIXING A REVOLUTION CROWN ON A TURBOMACHINE DISC. |
| FR2666623B1 (en) * | 1990-09-11 | 1993-05-07 | Turbomeca | TURBOMACHINE WHEEL WITH ADDED BLADES. |
| FR2710103B1 (en) * | 1993-09-16 | 1995-10-20 | Snecma | Turbomachine rotor flange and assembly of this flange with a rotor. |
| UA57357C2 (en) * | 2002-09-05 | 2005-02-15 | State Entpr Zaporizhzhya Akade | Working wheel of axial turbo-machine |
-
2005
- 2005-12-12 UA UAA200511934A patent/UA82235C2/en unknown
-
2006
- 2006-05-02 RU RU2006115155/06A patent/RU2315868C1/en active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2315868C1 (en) | 2008-01-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5412518B2 (en) | Reduced weight turbine engine stationary blade assembly and turbine engine including at least one such stationary blade assembly | |
| US5007800A (en) | Rotor blade fixing for turbomachine rotors | |
| JP4646159B2 (en) | Axial fixing device for rotor blade in rotor and its utilization method | |
| CN103195515B (en) | System for the axial maintenance rotating sections of turbine | |
| US20120275920A1 (en) | Adaptor assembly for coupling turbine blades to rotor disks | |
| CN104246141A (en) | Turbine stage for a turbomachine | |
| JP2011047406A (en) | Stator vane for axial-flow turbomachine and stator vane assembly | |
| JP5968474B2 (en) | Gas turbine arrangement and corresponding gas turbine to reduce stress in turbine disc | |
| US5639212A (en) | Cavity sealed compressor | |
| US20140318148A1 (en) | Burner seal for gas-turbine combustion chamber head and heat shield | |
| CN103046968B (en) | Combustion gas turbine rotor-support-foundation system and adapter assembly thereof | |
| US2955800A (en) | Turbomachine stator assembly | |
| US7530791B2 (en) | Turbine blade retaining apparatus | |
| JP2000320497A (en) | Mutually fixing type compressor stator | |
| UA82235C2 (en) | Device for fixation of blades of turbine wheel of axial turbo-machine | |
| US20130302151A1 (en) | Stator Assembly | |
| US7318704B2 (en) | Gas turbine engine structure | |
| EP4006305B1 (en) | Stiffness coupling and vibration damping for turbine blade shroud | |
| UA57357A (en) | Working wheel of axial turbo-machine | |
| US10337345B2 (en) | Bucket mounted multi-stage turbine interstage seal and method of assembly | |
| US11215084B2 (en) | Support straps and method of assembly for gas turbine engine | |
| CN113227540A (en) | Rotor blade of rotating body and disk | |
| US11156108B2 (en) | Multi-blade vane for a turbomachine rotor and rotor comprising same | |
| EP3015657A1 (en) | Gas turbine nozzle vane segment | |
| US11655719B2 (en) | Airfoil assembly |