RU149748U1 - DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE - Google Patents

DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE Download PDF

Info

Publication number
RU149748U1
RU149748U1 RU2014115943/06U RU2014115943U RU149748U1 RU 149748 U1 RU149748 U1 RU 149748U1 RU 2014115943/06 U RU2014115943/06 U RU 2014115943/06U RU 2014115943 U RU2014115943 U RU 2014115943U RU 149748 U1 RU149748 U1 RU 149748U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
rim
stage
rotor
axial
Prior art date
Application number
RU2014115943/06U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Ювенальевич Марчуков
Сергей Анатольевич Симонов
Дмитрий Юрьевич Еричев
Виктор Михайлович Чепкин
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") filed Critical Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
Priority to RU2014115943/06U priority Critical patent/RU149748U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU149748U1 publication Critical patent/RU149748U1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

1. Диск первой ступени вала ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, в которой размещены имеющие хвостовик и перо с радиальной осью рабочие лопатки ротора, вал которого выполнен полым с расположенной внутри него осевой шлицевой трубой и сообщён с турбиной низкого давления (ТНД), характеризующийся тем, что диск выполнен в виде моноэлемента, включающего обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабжённой центральным отверстием, радиус которого не менее чем на 10% превышает радиус шлицевой трубы, а радиус диска от оси до внешней поверхности обода в средней плоскости полотна составляет (0,28÷0,48) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя, причем обод диска выполнен выходящим в проточную часть с возможностью силового объединения с ободом диска последующей ступени и образования первой ступени силовой барабанно-дисковой оболочки вала ротора, а внешняя поверхность обода при этом образует соответствующий осевой участок внутреннего контура проточной части двигателя, кроме того, обод диска первой ступени выполнен с возрастающим в сторону потока рабочего тела в осевом сечении КНД радиусом и с углом образующей внешней поверхности обода относительно оси вала ротора, идентичным осевому углу относительно той же оси образующей внутреннего контура проточной части двигателя, монотонно изменяющейся в упомянутом направлении с градиентом радиального расширения G, определённым в диапазоне:Rи R- максимальный и минимальный радиусы внешней поверхности обода диска; В- осевая ширина обода; причём обод диска �1. The disk of the first stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor (LPC) of a turbojet engine (TRD), having a housing with a flowing part tapering from the inlet, in which rotor blades of a rotor with a shank and a feather with a radial axis are placed, the shaft of which is hollow with an inside axial spline tube and connected to a low-pressure turbine (ТНД), characterized in that the disk is made in the form of a single element, including a rim, turning into an annular sheet reinforced by a hub equipped with a central hole, the radius which is not less than 10% greater than the radius of the spline tube, and the radius of the disk from the axis to the outer surface of the rim in the middle plane of the web is (0.28 ÷ 0.48) from the radius of the peripheral contour of the engine duct, and the disk rim is made into the flow part with the possibility of power association with the rim of the disk of the next stage and the formation of the first stage of the power drum-disk shell of the rotor shaft, and the outer surface of the rim in this case forms the corresponding axial section of the inner contour of the flow part of the engine In addition, the rim of the disk of the first stage is made with a radius increasing with the direction of flow of the working fluid in the axial cross-section of the low pressure valve and with the angle of the generatrix of the outer surface of the rim relative to the axis of the rotor shaft, identical to the axial angle relative to the same axis of the generatrix of the inner contour of the engine flow section, monotonously changing in the aforementioned direction with a gradient of radial expansion G, defined in the range: R and R - the maximum and minimum radii of the outer surface of the rim of the disk; B is the axial width of the rim; moreover, the disc rim

Description

Полезная модель относится к области авиадвигателестроения, а именно, к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей.The utility model relates to the field of aircraft engine manufacturing, namely, to low-pressure compressors of aircraft turbojet engines.

Известна ступень осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащая лопаточные венцы рабочего колеса и его внешнее силовое кольцо, в котором внутренняя часть имеет пазы. В пазах посредством замков крепятся концы пера лопатки. В замках крепления лопатки в зазоре между боковыми стенками пазов и концами замковой части торцевых концов лопатки установлены виброизоляционные, амортизационные элементы (RU 2264561 C1, опубл. 20.11.2005).Known stage axial compressor of a gas turbine engine containing the blade crowns of the impeller and its outer power ring, in which the inner part has grooves. In the grooves, through the locks, the ends of the feather blade are attached. In the locks for fixing the blades in the gap between the side walls of the grooves and the ends of the castle part of the end ends of the blades, vibration-proofing, shock-absorbing elements are installed (RU 2264561 C1, publ. 20.11.2005).

Известна ступень осевого компрессора газотурбинного двигателя, содержащая лопаточные венцы рабочего колеса и опорное силовое кольцо для крепления хвостовиков лопаток. Для крепления хвостовиков концевого сечения лопатки на внутренней металлической поверхности силового кольца выполнены шлицы (RU 2267030 C1, опубл. 27.12.2005).Known stage axial compressor of a gas turbine engine containing the blade crowns of the impeller and the support ring for attaching the shanks of the blades. For fastening the shanks of the end section of the blade on the inner metal surface of the power ring, slots are made (RU 2267030 C1, publ. 12/27/2005).

Известен осевой компрессор двигателя, включающий рабочие колеса, снабженные дисками. Диск рабочего колеса включает обод, полотно, ступицу, кольцевой бурт с фланцем и отверстиями в нем под призонные болты. На ободах дисков рабочих колес выполнены клиновидные кольцевые углубления, которые образуют кольцевой паз типа "ласточкин хвост" для контакта с клиновидными кольцевыми выступами на торцах полок рабочих лопаток (RU 2269678 C1, опубл. 10.02.2006).Known axial compressor of the engine, including impellers equipped with disks. The impeller disk includes a rim, a web, a hub, an annular collar with a flange and holes in it for tight bolts. On the rims of the wheels of the impellers, wedge-shaped annular recesses are made, which form an annular dovetail groove for contact with wedge-shaped annular protrusions at the ends of the shelves of the blades (RU 2269678 C1, publ. 02.10.2006).

Известен вал ротора компрессора низкого давления (КНД), включающий систему из четырех дисков. Диск содержит обод для установки и привидения во вращение рабочих лопаток, сообщенный с валом турбины низкого давления (ТНД) турбореактивного двигателя (ТРД) (Н.Н. Сиротин, А.С. Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва. Наука 2011. стр. 249-259)Known rotor shaft of the compressor of low pressure (KND), including a system of four disks. The disk contains a rim for mounting and ghosting the rotor blades in communication with the shaft of a low-pressure turbine (LP) of a turbojet engine (NR) (N.N. Sirotin, A.S. Novikov, A.G. Paykin, A.N. Sirotin Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system. Book 1. Moscow. Science 2011. pp. 249-259)

К недостаткам известных решений относятся неоптимальность соотношений и недостаточная проработанность радиальных и угловых параметров дисков, включая параметры, выражающие соотношения величин полок и радиусов ободов дисков как силовых элементов конструкции вала, а также угловой частоты и осевой ориентации пазов для установки рабочих лопаток ротора.The disadvantages of the known solutions include the non-optimality of the ratios and the insufficient development of the radial and angular parameters of the disks, including parameters expressing the ratio of the shelves and the radii of the rims of the disks as power elements of the shaft structure, as well as the angular frequency and axial orientation of the grooves for installing the rotor blades.

Задача настоящей полезной модели состоит в разработке диска первой ступени вала ротора КНД ТРД повышенной компактности, технологичности и ремонтопригодности при снижении материалоемкости и повышении допустимых напряжений в элементах диска.The objective of this utility model is to develop a disk of the first stage of the rotor shaft of the low pressure turbojet engine of increased compactness, manufacturability and maintainability while reducing material consumption and increasing allowable stresses in the disk elements.

Поставленная задача решается тем, что диск первой ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, в которой размещены имеющие хвостовик и перо с радиальной осью рабочие лопатки ротора, вал которого выполнен полым с расположенной внутри него осевой шлицевой трубой и сообщен с турбиной низкого давления (ТНД), согласно полезной модели, выполнен в виде моноэлемента, включающего обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабженной центральным отверстием, радиус которого не менее чем на 10% превышает радиус шлицевой трубы, а радиус диска от оси до внешней поверхности обода в средней плоскости полотна составляет (0,28÷0,48) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя, причем обод диска выполнен выходящим в проточную часть с возможностью силового объединения с ободом диска последующей ступени и образования первой ступени силовой барабанно-дисковой оболочки вала ротора, а внешняя поверхность обода при этом образует соответствующий осевой участок внутреннего контура проточной части двигателя, кроме того обод диска первой ступени выполнен с возрастающим в сторону потока рабочего тела в осевом сечении КНД радиусом и с углом образующей внешней поверхности обода относительно оси вала ротора, идентичным осевому углу относительно той же оси образующей внутреннего контура проточной части двигателя, монотонно изменяющейся в упомянутом направлении с градиентом радиального расширения Gоб, определенным в диапазонеThe problem is solved in that the disk of the first stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a turbojet engine having a body with a flowing part tapering from the inlet, in which rotor blades having a shaft and a feather with a radial axis are placed, the shaft of which is hollow with an axial spline located inside it according to the utility model, it is made in the form of a single element including a rim turning into an annular web reinforced by a hub equipped with a central a hole, the radius of which is not less than 10% greater than the radius of the spline tube, and the radius of the disk from the axis to the outer surface of the rim in the middle plane of the web is (0.28 ÷ 0.48) from the radius of the peripheral contour of the engine duct, and the disk rim made outward in the flow part with the possibility of power association with the rim of the disk of the next stage and the formation of the first stage of the power drum-disk shell of the rotor shaft, and the outer surface of the rim in this case forms the corresponding axial section of the inner contour and the engine’s flow part, in addition, the rim of the first-stage disk is made with a radius increasing with the working fluid flow in the axial cross-section of the CPV and with the angle of the generatrix of the outer surface of the rim relative to the axis of the rotor shaft, identical to the axial angle relative to the same axis of the generatrix of the internal contour of the engine flow part, monotonically changing in the aforementioned direction with a gradient of radial expansion G about defined in the range

Figure 00000003
где
Figure 00000003
Where

Rmax и Rmin - максимальный и минимальный радиусы внешней поверхности обода диска, Воб - осевая ширина обода; причем обод диска со стороны, обращенной к проточной части, на участке осевой ширины, соизмеримой с проекцией ширины пера на условную осевую плоскость, совмещенную с радиальной осью пера лопатки, снабжен системой пазов для закрепления лопаток, продольная ось каждого из которых образует с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(19÷25)°, а пазы равномерно разнесены по периметру диска с угловой частотой Yп=(4,777÷6,688) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении, по меньшей мере, с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки, при этом полотно с фронтальной стороны диска в зоне, примыкающей к ободу, снабжено расположенным под ним дополнительным коническим кольцевым элементом, который выполнен с углом наклона образующей к геометрической оси диска, превышающим угол наклона образующей внешней поверхности обода, и принятый в диапазоне β=(52÷72)°, а также с возможностью силового соединения с внешним коническим силовым элементом цапфы передней опоры.R max and R min - the maximum and minimum radii of the outer surface of the rim of the disk, In about - the axial width of the rim; moreover, the rim of the disk from the side facing the flowing part, on the axial width section, commensurate with the projection of the width of the pen on the conditional axial plane, combined with the radial axis of the blade’s feather, is equipped with a system of grooves for fixing the blades, the longitudinal axis of each of which forms with the axis of the rotor in projections on the conditional axial plane normal to the radial axis of the blade feather, the blade installation angle α defined in the range of values α = (19 ÷ 25) °, and the grooves are evenly spaced around the perimeter of the disk with an angular frequency Y p = (4,777 ÷ 6,688) [unit / rad] and made in cross section with at least side faces forming an element of the castle connection with the shank of the blade, while the canvas from the front side of the disk in the area adjacent to the rim is provided with an additional conical ring element located under it, which is made with the angle of inclination of the generatrix to the geometric axis of the disk, exceeding the angle of inclination of the generatrix of the outer surface of the rim, and adopted in the range β = (52 ÷ 72) °, and also with the possibility of power connection with an external conical power element apfy front support.

Обод диска асимметрично может быть соединен с полотном диска с образованием разноплечих кольцевых конических наклонных полок.The rim of the disk can be asymmetrically connected to the blade web with the formation of different-shouldered annular conical inclined shelves.

Замковое соединение пазов обода диска с хвостовиками, имеющими конфигурацию поперечного сечения, конгруэнтную конфигурации поперечного сечения пазов, может быть выполнено по типу «ласточкин хвост».The castle connection of the grooves of the rim of the disk with the shanks having a cross-sectional configuration congruent to the configuration of the cross-section of the grooves can be performed according to the dovetail type.

Диск может быть выполнен с радиальным расстоянием от нижней точки ступицы до верхней поверхности обода в осевой продольной плоскости пера лопатки, практически совмещенной с условной средней плоскостью полотна диска, не менее чем в 1,6 раза меньшим аналогичной радиальной величины лопатки диска, перекрывающей кольцевой просвет проточной части.The disk can be made with a radial distance from the lower point of the hub to the upper surface of the rim in the axial longitudinal plane of the blade blade, practically combined with the conditional average plane of the blade web, not less than 1.6 times smaller than the similar radial value of the blade of the disk, overlapping the annular clearance of the flow parts.

Участки внешней поверхности обода диска между пазами для установки лопаток могут быть выполнены, образующими внутреннюю поверхность проточной части двигателя, по меньшей мере, в зоне расположения указанного диска первой ступени ротора КНД.The sections of the outer surface of the rim of the disk between the grooves for installing the blades can be made forming the inner surface of the flowing part of the engine, at least in the area of the location of the specified disk of the first stage of the rotor KND.

Фронтальная полка обода диска может быть снабжена в осевой плоскости каждого паза сквозным отверстием для пропуска фиксатора хвостовика лопатки.The front flange of the disk rim can be provided in the axial plane of each groove with a through hole for passing the blade shank lock.

Тыльная полка обода диска может быть развита выступающей за габарит пера рабочей лопатки диска первой ступени на ширину, достаточную для размещения в указанной полке элементов лабиринтного уплотнения, выполненных с возможностью взаимодействия через зазор с элементами неподвижного торца лопатки направляющего аппарата статора, обеспечивающего взаимодействие с указанным диском первой ступени по рабочему телу.The rear flange of the rim of the disk can be developed that protrudes beyond the size of the pen of the working blade of the first-stage disk to a width sufficient to accommodate labyrinth seal elements in the indicated shelf, which can interact through the gap with the elements of the stationary end of the blade of the stator guide apparatus, which ensures interaction with the first disk steps on the working fluid.

Тыльная полка обода диска первой ступени может быть выполнена развитой до контакта с ответной полкой обода диска последующей ступени с возможностью жесткого силового соединения с последней.The rear shelf of the rim of the disk of the first stage can be made developed before contact with the mating shelf of the rim of the disk of the next stage with the possibility of hard power connection with the last.

Тыльная полка обода диска первой ступени конструктивно может быть выполнена с возможностью неразъемного соединения с ответной полкой обода диска последующей ступени.The rear shelf of the rim of the disk of the first stage can structurally be made with the possibility of one-piece connection with the mating shelf of the rim of the disk of the next stage.

Технический результат, достигаемый приведенной совокупностью признаков, состоит в разработке диска первой ступени вала ротора КНД ТРД повышенной компактности, технологичности и ремонтопригодности при снижении материалоемкости. Это достигается совокупностью разработанных в полезной модели конструктивных решений и геометрических параметров основных элементов диска, а именно, радиальных параметров диска, геометрической конфигурации обода с разноплечими кольцевыми полками, принятого сочетания тонкого полотна и осевой ширины ступицы, компенсирующей диаметр центрального отверстия, что приводит к снижению материалоемкости и повышению максимальных допустимых напряжений в элементах диска. Найденная в полезной модели ориентация относительно оси вала и угловая частота пазов с возможностью размещения, фиксации и простоты взаимозаменяемости рабочих лопаток с принятой системой замкового соединения обеспечивает в совокупности повышенную эффективность функциональной работы и ресурса КНД в целом.The technical result achieved by the above set of features is to develop a disk of the first stage of the rotor shaft of the low pressure turbojet engine of increased compactness, manufacturability and maintainability while reducing material consumption. This is achieved by a combination of design solutions and geometric parameters of the basic elements of the disk developed in the utility model, namely, the radial parameters of the disk, the geometric configuration of the rim with different shoulder rings, the adopted combination of a thin web and the axial width of the hub, compensating for the diameter of the central hole, which reduces material consumption and increase the maximum allowable stresses in the elements of the disk. The orientation with respect to the axis of the shaft and the angular frequency of the grooves found in the utility model with the possibility of placement, fixation, and ease of interchangeability of the working blades with the adopted locking system provides a combination of increased efficiency of the functional work and the efficiency of the low pressure rotor as a whole.

Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:The essence of the utility model is illustrated by drawings, where:

на фиг.1 изображен диск первой ступени вала ротора КНД, продольный разрез;figure 1 shows the disk of the first stage of the shaft of the rotor KND, a longitudinal section;

на фиг. 2 - фрагмент диска первой ступени вала ротора КНД, фронтальная проекция;in FIG. 2 - a fragment of the disk of the first stage of the shaft of the rotor KND, frontal projection;

на фиг. 3 - фрагмент обода диска первой ступени вала ротора КНД, вид сбоку.in FIG. 3 - a fragment of the rim of the disk of the first stage of the shaft of the rotor KND, side view.

Турбореактивный двигатель выполнен с корпусом 1 с сужающейся от входа проточной частью 2, в которой размещены имеющие хвостовик и перо с радиальной осью рабочие лопатки ротора (на чертежах не показано). Вал выполнен полым с расположенной внутри него осевой шлицевой трубой 3 и сообщен с турбиной низкого давления.The turbojet engine is made with a housing 1 with a flowing part 2 tapering from the entrance, in which rotor blades of the rotor (with shank and a feather with a radial axis) are placed (not shown in the drawings). The shaft is hollow with an axial spline pipe 3 located inside it and is in communication with the low pressure turbine.

Диск первой ступени вала ротора компрессора низкого давления ТРД выполнен в виде моноэлемента, включающего обод 4, переходящий в кольцевое полотно 5, усиленное ступицей 6. Ступица 6 снабжена центральным отверстием 7, радиус которого не менее чем на 10% превышает радиус шлицевой трубы 3. Радиус диска от оси 8 вала ротора до внешней поверхности 9 обода 4 диска в средней плоскости полотна 5 составляет (0,28÷0,48) от радиуса периферийного контура проточной части 2 корпуса 1 двигателя.The disk of the first stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor TRD is made in the form of a single element, including a rim 4, turning into an annular web 5, reinforced by the hub 6. The hub 6 is provided with a central hole 7 whose radius is at least 10% greater than the radius of the spline pipe 3. Radius the disk from the axis 8 of the rotor shaft to the outer surface 9 of the rim 4 of the disk in the middle plane of the blade 5 is (0.28 ÷ 0.48) from the radius of the peripheral contour of the flowing part 2 of the motor housing 1.

Обод 4 диска первой ступени выполнен выходящим в проточную часть 2 с возможностью силового объединения с ободом диска последующей ступени и образования первой ступени силовой барабанно-дисковой оболочки вала ротора. Внешняя поверхность 9 обода 4 при этом образует соответствующий осевой участок внутреннего контура проточной части 2 корпуса 1 двигателя.The rim 4 of the disk of the first stage is made facing the flow part 2 with the possibility of power association with the rim of the disk of the next stage and the formation of the first stage of the power drum-disk shell of the rotor shaft. The outer surface 9 of the rim 4 thus forms the corresponding axial section of the inner contour of the flowing part 2 of the housing 1 of the engine.

Обод 4 диска выполнен с возрастающим в сторону потока рабочего тела в осевом сечении КНД радиусом и с углом образующей внешней поверхности 9 обода 4 относительно оси 8 вала ротора, идентичным осевому углу относительно той же оси образующей внутреннего контура проточной части 2 корпуса 1 двигателя, монотонно изменяющейся в упомянутом направлении с градиентом радиального расширения G1об, определенным в диапазонеThe rim 4 of the disk is made with a radius increasing with respect to the flow of the working fluid in the axial cross-section of the CPV and with the angle of the generatrix of the outer surface 9 of the rim 4 relative to the axis 8 of the rotor shaft, identical to the axial angle relative to the same axis of the forming inner contour of the flowing part 2 of the motor housing 1, monotonously in the aforementioned direction with a gradient of radial expansion G 1ob defined in the range

Figure 00000004
[м/м], где
Figure 00000004
[m / m] where

Rmax и Rmin - максимальный и минимальный радиусы внешней поверхности 9 обода 4 диска, Bоб - осевая ширина обода 4.R max and R min - the maximum and minimum radii of the outer surface 9 of the rim 4 of the disk, B about - the axial width of the rim 4.

Обод 4 диска со стороны, обращенной к проточной части 2 корпуса 1 двигателя, на участке осевой шириной, соизмеримой с проекцией ширины пера рабочей лопатки на условную осевую плоскость, совмещенную с радиальной осью пера рабочей лопатки, снабжен системой пазов 10 для закрепления лопаток. Продольная ось каждого паза 10 образует с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(19÷25)°. Пазы 10 равномерно разнесены по периметру диска с угловой частотой Yп=(4,777÷6,688) [ед/рад]. Пазы 10 выполнены в поперечном сечении, по меньшей мере, с боковыми гранями 11, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком рабочей лопатки.The rim 4 of the disk from the side facing the flowing part 2 of the engine housing 1, in the area of axial width, commensurate with the projection of the width of the pen of the working blade on the conditional axial plane, combined with the radial axis of the pen of the working blade, is equipped with a system of grooves 10 for fixing the blades. The longitudinal axis of each groove 10 forms, with the axis of the rotor, projected onto the conditional axial plane normal to the radial axis of the blade feather, the installation angle α of the blade shaft, defined in the range of α = (19 ÷ 25) °. The grooves 10 are evenly spaced around the perimeter of the disk with an angular frequency Y p = (4,777 ÷ 6,688) [units / rad]. The grooves 10 are made in cross section with at least side faces 11 forming an element of the locking connection with the shank of the working blade.

Обод 4 асимметрично соединен с полотном 5 диска с образованием разноплечих кольцевых конических наклонных полок 12, 13.The rim 4 is asymmetrically connected to the canvas 5 of the disk with the formation of different shoulders annular conical inclined shelves 12, 13.

Полотно 5 с фронтальной стороны диска в зоне, примыкающей к ободу 4, снабжено расположенным под ним коническим кольцевым элементом 14. Конический элемент 14 выполнен с углом наклона образующей к геометрической оси диска, превышающим угол наклона образующей внешней поверхности 9 обода 4, и принятый в диапазоне β=(52÷72)°, а также с возможностью силового соединения с внешним коническим силовым элементом цапфы передней опоры (на чертежах не показано) и передачи через конический элемент 14 диска радиальных, осевых усилий и крутящего момента на элементы передней опоры ротора.The blade 5 on the front side of the disk in the area adjacent to the rim 4 is provided with a conical ring element 14 located under it. The conical element 14 is made with an angle of inclination of the generatrix to the geometric axis of the disk exceeding the angle of inclination of the generatrix of the outer surface 9 of the rim 4, and adopted in β = (52 ÷ 72) °, and also with the possibility of power connection with the external conical power element of the axle of the front support (not shown in the drawings) and transmission through the conical element 14 of the disk of radial, axial forces and torque to the element you are the front rotor support.

Замковое соединение пазов 10 обода 4 диска с хвостовиками рабочих лопаток, имеющими конфигурацию поперечного сечения, ответную конфигурации поперечного сечения пазов 10, выполнено по типу «ласточкин хвост».The castle connection of the grooves 10 of the rim 4 of the disk with the shanks of the rotor blades having a cross-sectional configuration corresponding to the cross-sectional configuration of the grooves 10 is made according to the dovetail type.

Диск выполнен с радиальным расстоянием от нижней точки ступицы 6 до верхней поверхности 9 обода 4 в осевой продольной плоскости пера лопатки, практически совмещенной с условной средней плоскостью полотна 5 диска, не менее чем в 1,6 раза, предпочтительно, в два раза меньшим аналогичной радиальной величины рабочей лопатки диска, перекрывающей кольцевой просвет проточной части 2 корпуса 1 двигателя.The disk is made with a radial distance from the lower point of the hub 6 to the upper surface 9 of the rim 4 in the axial longitudinal plane of the feather blade, practically aligned with the conditional middle plane of the blade web 5, not less than 1.6 times, preferably half as much as the radial the value of the working blade of the disk, overlapping the annular clearance of the flowing part 2 of the housing 1 of the engine.

Участки внешней поверхности 9 обода 4 диска между пазами 10 для установки рабочих лопаток выполнены, образующими внутреннюю поверхность проточной части 2 корпуса 1 двигателя, по меньшей мере, в зоне расположения указанного диска первой ступени ротора КНД.The sections of the outer surface 9 of the rim 4 of the disk between the grooves 10 for installing the rotor blades are made forming the inner surface of the flowing part 2 of the motor housing 1, at least in the area of location of the specified disk of the first stage of the KND rotor.

Фронтальная полка 12 обода 4 диска снабжена в осевой плоскости каждого паза 10 сквозным отверстием (на чертежах не показано) для пропуска фиксатора хвостовика лопатки и установки при необходимости балансировочных грузов диска.The front shelf 12 of the rim 4 of the disk is equipped in the axial plane of each groove 10 with a through hole (not shown in the drawings) for passing the blade shank lock and installing, if necessary, balancing weights of the disk.

Тыльная полка 13 обода 4 диска развита выступающей за габарит пера рабочей лопатки диска первой ступени на ширину, достаточную для размещения в указанной полке 13 элементов лабиринтного уплотнения 15. Лабиринтные уплотнения 15 выполнены с возможностью взаимодействия через зазор с элементами неподвижного торца лопатки направляющего аппарата статора КНД, обеспечивающего взаимодействие с указанным диском первой ступени по рабочему телу.The rear shelf 13 of the rim 4 of the disk is developed that protrudes beyond the size of the pen of the working blade of the first stage disk to a width sufficient to accommodate the elements of the labyrinth seal 15 in the indicated shelf. The labyrinth seals 15 are designed to interact through the gap with the elements of the stationary end face of the blade of the guide device of the KND stator, providing interaction with the specified disk of the first stage on the working fluid.

Тыльная полка 13 обода 4 диска выполнена развитой до контакта с ответной полкой обода диска последующей ступени с возможностью жесткого силового соединения с последней и передачи крутящего момента от ТНД.The rear shelf 13 of the rim 4 of the disk is made developed prior to contact with the mating shelf of the rim of the disk of the next stage with the possibility of hard power connection from the latter and the transmission of torque from the high pressure pump.

Тыльная полка 13 обода 4 диска конструктивно выполнена с возможностью неразъемного, предпочтительно, посредством электроннолучевой сварки соединения с ответной полкой обода диска последующей ступени.The rear shelf 13 of the rim 4 of the disk is structurally made with the possibility of one-piece, preferably by electron beam welding of the connection with the mating shelf of the rim of the disk of the next stage.

Пример реализации полезной модели.An example implementation of a utility model.

В процессе работы турбореактивного двигателя диск первой ступени приводится во вращение путем передачи крутящего момента от ТНД через силовую барабанно-дисковую оболочку вала ротора КНД с включением в работу лопаток рабочего колеса. В результате чего происходит нагнетание рабочего тела в КНД. Одновременно диск воспринимает центробежные нагрузки и через конический кольцевой элемент 14 передает радиальную и осевую нагрузки на опоры вала ротора.In the process of operation of a turbojet engine, the first-stage disk is rotated by transmitting torque from the low-pressure turbine through the power drum-disk shell of the low-pressure rotor rotor shaft with the impeller blades turned on. As a result, the working fluid is injected into the CPV. At the same time, the disk accepts centrifugal loads and through the conical ring element 14 transfers radial and axial loads to the rotor shaft supports.

Claims (9)

1. Диск первой ступени вала ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), имеющего корпус с сужающейся от входа проточной частью, в которой размещены имеющие хвостовик и перо с радиальной осью рабочие лопатки ротора, вал которого выполнен полым с расположенной внутри него осевой шлицевой трубой и сообщён с турбиной низкого давления (ТНД), характеризующийся тем, что диск выполнен в виде моноэлемента, включающего обод, переходящий в кольцевое полотно, усиленное ступицей, снабжённой центральным отверстием, радиус которого не менее чем на 10% превышает радиус шлицевой трубы, а радиус диска от оси до внешней поверхности обода в средней плоскости полотна составляет (0,28÷0,48) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя, причем обод диска выполнен выходящим в проточную часть с возможностью силового объединения с ободом диска последующей ступени и образования первой ступени силовой барабанно-дисковой оболочки вала ротора, а внешняя поверхность обода при этом образует соответствующий осевой участок внутреннего контура проточной части двигателя, кроме того, обод диска первой ступени выполнен с возрастающим в сторону потока рабочего тела в осевом сечении КНД радиусом и с углом образующей внешней поверхности обода относительно оси вала ротора, идентичным осевому углу относительно той же оси образующей внутреннего контура проточной части двигателя, монотонно изменяющейся в упомянутом направлении с градиентом радиального расширения Gоб, определённым в диапазоне:1. The disk of the first stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor (LPC) of a turbojet engine (TRD), having a housing with a flowing part tapering from the inlet, in which rotor blades of a rotor with a shank and a feather with a radial axis are placed, the shaft of which is hollow with an inside axial spline tube and connected to a low-pressure turbine (ТНД), characterized in that the disk is made in the form of a single element, including a rim, turning into an annular sheet reinforced by a hub equipped with a central hole, the radius which is not less than 10% greater than the radius of the spline tube, and the radius of the disk from the axis to the outer surface of the rim in the middle plane of the web is (0.28 ÷ 0.48) from the radius of the peripheral contour of the engine duct, and the disk rim is made into the flow part with the possibility of power association with the rim of the disk of the next stage and the formation of the first stage of the power drum-disk shell of the rotor shaft, and the outer surface of the rim in this case forms the corresponding axial section of the inner contour of the flow part of the engine In addition, the rim of the disk of the first stage is made with a radius increasing with the direction of flow of the working fluid in the axial cross-section of the CPV and with the angle of the generatrix of the outer surface of the rim relative to the axis of the rotor shaft, identical to the axial angle with respect to the same axis of the generatrix of the inner contour of the engine duct, monotonously changing in the aforementioned direction with a gradient of radial expansion G about , defined in the range:
Figure 00000001
Figure 00000001
 Rmax и Rmin - максимальный и минимальный радиусы внешней поверхности обода диска; Воб - осевая ширина обода; причём обод диска со стороны, обращённой к проточной части, на участке осевой ширины, соизмеримой с проекцией ширины пера на условную осевую плоскость, совмещенную с радиальной осью пера лопатки, снабжён системой пазов для закрепления лопаток, продольная ось каждого из которых образует с осью ротора в проекции на условную осевую плоскость, нормальную к радиальной оси пера лопатки, угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(19÷25)°, а пазы равномерно разнесены по периметру диска с угловой частотой Yп=(4,777÷6,688) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении, по меньшей мере, с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки, при этом полотно с фронтальной стороны диска в зоне, примыкающей к ободу, снабжено расположенным под ним дополнительным коническим кольцевым элементом, который выполнен с углом наклона образующей к геометрической оси диска, превышающим угол наклона образующей внешней поверхности обода, и принятый в диапазоне β=(52÷72)°, а также с возможностью силового соединения с внешним коническим силовым элементом цапфы передней опоры.R max and R min - the maximum and minimum radii of the outer surface of the rim of the disk; In about - the axial width of the rim; moreover, the disk rim from the side facing the flowing part, on the axial width section, commensurate with the projection of the width of the pen on the conditional axial plane, combined with the radial axis of the blade’s feather, is equipped with a system of grooves for fixing the blades, the longitudinal axis of each of which forms with the axis of the rotor in projections on the conditional axial plane normal to the radial axis of the blade feather, the blade installation angle α defined in the range of values α = (19 ÷ 25) °, and the grooves are evenly spaced around the perimeter of the disk with an angular frequency Y p = (4,777 ÷ 6,688) [unit / rad] and made in cross section with at least side faces forming an element of the castle connection with the shank of the blade, while the canvas from the front side of the disk in the area adjacent to the rim is provided with an additional conical ring element located under it, which is made with the angle of inclination of the generatrix to the geometric axis of the disk, exceeding the angle of inclination of the generatrix of the outer surface of the rim, and adopted in the range β = (52 ÷ 72) °, and also with the possibility of power connection with an external conical power element apfy front support. 2. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что обод асимметрично соединен с полотном диска с образованием разноплечих кольцевых конических наклонных полок.2. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the rim is asymmetrically connected to the blade web with the formation of different-shaped annular conical inclined shelves. 3. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что замковое соединение пазов обода диска с хвостовиками, имеющими конфигурацию поперечного сечения, конгруэнтную конфигурации поперечного сечения пазов, выполнено по типу «ласточкин хвост».3. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the interlocking connection of the grooves of the rim of the disk with the shanks having a cross-sectional configuration congruent with the cross-sectional configuration of the grooves is made according to the dovetail type. 4. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что диск выполнен с радиальным расстоянием от нижней точки ступицы до верхней поверхности обода в осевой продольной плоскости пера лопатки, практически совмещенной с условной средней плоскостью полотна диска, не менее чем в 1,6 раза меньшим аналогичной радиальной величины лопатки диска, перекрывающей кольцевой просвет проточной части.4. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the disk is made with a radial distance from the lower point of the hub to the upper surface of the rim in the axial longitudinal plane of the blade pen, practically aligned with the conditional average plane of the disk blade, not less than 1.6 times smaller than the similar radial value of the blade of the disc, overlapping the annular lumen of the flow part. 5. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что участки внешней грани обода диска между пазами для установки лопаток выполнены образующими внутреннюю поверхность проточной части двигателя, по меньшей мере, в зоне расположения указанного диска первой ступени ротора КНД.5. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the sections of the outer edge of the rim of the disk between the grooves for installing the blades are made forming the inner surface of the duct part of the engine, at least in the area of the location of the specified disk of the first stage of the KND rotor. 6. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 2, отличающийся тем, что фронтальная полка обода диска снабжена в осевой плоскости каждого паза сквозным отверстием для пропуска фиксатора хвостовика лопатки.6. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 2, characterized in that the front shelf of the disk rim is provided in the axial plane of each groove with a through hole for passing the blade shank retainer. 7. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 2, отличающийся тем, что тыльная полка обода диска развита выступающей за габарит пера рабочей лопатки диска первой ступени на ширину, достаточную для размещения в указанной полке элементов лабиринтного уплотнения, выполненных с возможностью взаимодействия через зазор с элементами неподвижного торца лопатки направляющего аппарата статора, обеспечивающего взаимодействие с указанным диском первой ступени по рабочему телу.7. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 2, characterized in that the rear shelf of the rim of the disk is developed protruding beyond the size of the pen of the working blade of the disk of the first stage to a width sufficient to accommodate the labyrinth seal elements in this shelf, which can interact through the gap with the elements of the fixed end of the blade of the stator guide apparatus, which ensures interaction with the specified disk of the first stage along the working fluid. 8. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 2, отличающийся тем, что тыльная полка обода диска первой ступени выполнена развитой до контакта с ответной полкой обода диска следующей ступени с возможностью жесткого силового соединения с последней.8. The disk of the first stage of the rotor of the low pressure compressor according to claim 2, characterized in that the rear shelf of the rim of the disk of the first stage is made developed before contact with the mating shelf of the rim of the disk of the next stage with the possibility of a hard power connection with the last. 9. Диск первой ступени ротора компрессора низкого давления по п. 8, отличающийся тем, что тыльная полка обода диска первой ступени конструктивно выполнена с возможностью неразъемного соединения с ответной полкой обода диска последующей ступени.
Figure 00000002
9. The disk of the first stage of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 8, characterized in that the rear shelf of the rim of the disk of the first stage is structurally made with the possibility of one-piece connection with the mating shelf of the rim of the disk of the next stage.
Figure 00000002
RU2014115943/06U 2014-04-22 2014-04-22 DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE RU149748U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115943/06U RU149748U1 (en) 2014-04-22 2014-04-22 DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014115943/06U RU149748U1 (en) 2014-04-22 2014-04-22 DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU149748U1 true RU149748U1 (en) 2015-01-20

Family

ID=53292260

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014115943/06U RU149748U1 (en) 2014-04-22 2014-04-22 DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU149748U1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603304C1 (en) * 2015-08-05 2016-11-27 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") Gas turbine engine low-pressure compressor rotor first stage disc (versions)
RU2603217C1 (en) * 2015-06-10 2016-11-27 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") First stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2603217C1 (en) * 2015-06-10 2016-11-27 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") First stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2603304C1 (en) * 2015-08-05 2016-11-27 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") Gas turbine engine low-pressure compressor rotor first stage disc (versions)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565110C1 (en) Turbojet low-pressure compressor last stage disc
US20150139784A1 (en) Annular Cover Delimiting a Turbomachine Lubrication Chamber
RU2603382C1 (en) Turbojet engine low-pressure compressor first stage rotor impeller (versions)
RU149739U1 (en) DISC OF THE THIRD STEP OF THE TURBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR
RU144432U1 (en) DISC SECOND STAGE OF THE TORBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR
RU149748U1 (en) DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE
RU2630919C1 (en) Rotor forth stage impeller of high-pressure compressor (hpc) of turbojet engine (versions), hpc rotor impeller disc, hpc rotor impeller blade, hpc rotor impeller blade ring
RU144418U1 (en) LAST-STAGE DISC OF THE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR OF THE TURBOREACTIVE ENGINE
RU149750U1 (en) LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR TURNER FOR TURBO-REACTIVE ENGINE, DISC COMPOUNT UNIT FOR THE TURBO-RIVER ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR, DELIVERY OF A VALVE-DRIVER
RU149746U1 (en) LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR SHAFT TURBOJET ENGINE, TURBOJET ENGINE LOW COMPRESSOR DISC CONNECTOR ROD SHAFT
RU2573416C2 (en) Production of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) and turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2573408C2 (en) Turbojet low-pressure compressor rotor shaft section (versions)
RU2573413C2 (en) Production of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) and turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2573419C2 (en) Production of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) and turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2630921C1 (en) Impeller wheel of third stage of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (variants), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring
RU2565141C1 (en) Rotor shaft of low pressure compressor of turbojet engine, connection assembly of rotor shaft disks of low pressure compressor of turbojet engine, spacer of connection assembly of rotor shaft disks of low pressure compressor of turbojet engine
RU2565136C1 (en) Turbojet low-pressure compressor first stage disc
RU2614709C1 (en) Low-pressure compressor of gas turbine engine of aviation type
RU2565090C1 (en) Rotor shaft of low pressure compressor of turbojet engine, connection assembly of rotor shaft disks of low pressure compressor of turbojet engine
RU2603217C1 (en) First stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2630923C1 (en) Impeller wheel of seventh stage of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (versions), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring
RU2616139C1 (en) Method of producing a rotor shaft of low-pressure gas turbine engine compressor and rotor shaft of low-pressure compressor, made according to this method (versions)
RU2636998C1 (en) Second stage impeller wheel of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (variants), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring
RU2565139C1 (en) Turbojet low-pressure compressor second stage disc
RU2614719C1 (en) Method for producing a rotor shaft of low-pressure gas turbine engine compressor and rotor shaft of low-pressure compressor, made according to this method (variants)

Legal Events

Date Code Title Description
PD9K Change of name of utility model owner