RU196871U1

RU196871U1 - Vane Impeller with Radial Trowel

Info

Publication number: RU196871U1
Application number: RU2019142808U
Authority: RU
Inventors: Александра Александровна Трофимова; Александр Григорьевич Давыденко
Original assignee: Акционерное общество (АО) "Научно-исследовательский институт "Лопастных машин" ("НИИ ЛМ")
Priority date: 2019-12-17
Filing date: 2019-12-17
Publication date: 2020-03-18

Abstract

Полезная модель относится к рабочим колесам лопастных машин с наборными лопатками осевого типа (с радиальными лопатками) и может быть использована в различных отраслях техники. Целью полезной модели является улучшение технологичности колеса с наборными лопатками. Рабочее колесо лопастной машины с радиальными наборными лопатками содержит наборные лопатки, выполненные заодно целое с основанием лопатки и хвостовиком и скрепленные с диском. В диске для каждой лопатки выполнены два отверстия, одно из которых выполнено сквозным и направлено от одного торца диска к другому, а второе выполнено со стороны наружного диаметра диска, расположено радиально и сообщено с первым сквозным отверстием. Хвостовик лопатки выполнен в виде круглого профилированного стержня, конец которого размещен в радиальном и в сквозном отверстиях. На стержне выполнены кольцевые канавки и кольцевые выступы, в каждом сквозном отверстии по разные стороны относительно конца стержня размещены две вставки, на торце каждой из которых, обращенном к другой вставке, выполнены полукруглые канавки и выступы, в которых размещены выступы и канавки стержня. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to the impellers of blade machines with type-setting axial-type blades (with radial blades) and can be used in various fields of technology. The purpose of the utility model is to improve the manufacturability of the wheel with paddle blades. The impeller of a vane machine with radial type-setting blades contains type-setting blades made integrally with the base of the blade and the shank and fastened to the disk. Two holes are made in the disk for each blade, one of which is made through and directed from one end of the disk to the other, and the second is made from the outer diameter of the disk, located radially and communicated with the first through hole. The shank of the blade is made in the form of a round profiled rod, the end of which is placed in the radial and through holes. The grooves and annular protrusions are made on the rod, in each through hole on different sides relative to the end of the rod there are two inserts, at the end of each of which, facing the other insert, there are semicircular grooves and protrusions in which the protrusions and grooves of the rod are placed. 3 s.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится к рабочим колесам лопастных машин с наборными лопатками осевого типа (с радиальными лопатками) и может быть использована в различных отраслях техники, например, для изготовления осевых компрессоров и осевых турбин привода насосов и других машин.The utility model relates to the impellers of rotor blades with axial type paddles (with radial blades) and can be used in various fields of technology, for example, for the manufacture of axial compressors and axial turbines for pump drives and other machines.

Наборные лопатки, количество которых в рабочих колесах может достичь 40…100 штук в одном колесе, превращают их в массовую деталь, а массовое производство позволяет применять (из соображений окупаемости) более прогрессивные технологические процессы, материалы и делает изделия с такими лопатками ремонтопригодными благодаря возможности замены дефектных лопаток при выявлении различных дефектов при эксплуатации.Composite blades, the number of which in the impellers can reach 40 ... 100 pieces in one wheel, turn them into a mass part, and mass production allows you to use (for reasons of payback) more advanced technological processes, materials and makes products with such blades maintainable due to the possibility of replacement defective blades in identifying various defects during operation.

Известно рабочее колесо лопастной машины с радиальными наборными лопатками - турбины авиационного двигателя, содержащее диск, основание каждой лопатки, выполненное заодно целое с телом лопатки и хвостовиком, снабженным чередующимися по высоте хвостовика в радиальном направлении канавками и расположенными между канавками выступами, размещенными внутри элемента для механического зацепления хвостовика с диском, в котором этот элемент выполнен в виде "елочного" паза, направленного от одного торца диска к другому, (см. например книгу Г.С. Скубачевский "Авиационные газотурбинные двигатели", М., Машиностроение, 1969 г. стр. 125, рис. 5.10).It is known that the impeller of a vane machine with radial type blades is an aircraft engine turbine containing a disk, the base of each blade, made integrally with the body of the blade and the shank, provided with grooves alternating along the height of the shank in the radial direction and protrusions located between the grooves located inside the element for mechanical gearing of the shank with the disk, in which this element is made in the form of a "Christmas tree" groove directed from one end of the disk to another (see, for example, the book by G.S. Ubachevsky "Aviation gas turbine engines", Moscow, Engineering, 1969 p. 125, Fig. 5.10).

Из рабочего колеса с лопаткой, хвостовик которой имеет вид "елочного" замка очень просто - путем перемещения хвостовика лопатки вдоль паза диска (предварительно отогнув стопорную пластину) вынуть его из диска. И также путем перемещения хвостовика вдоль паза диска легко установить новую лопатку. Это одно из главных преимуществ "елочного" замка. А недостаток заключается в трудности изготовления "елочного" паза в диске.From the impeller with a blade, the shank of which looks like a "Christmas tree" lock is very simple - remove it from the disk by moving the shank of the blade along the groove of the disk (having previously bent the lock plate). And also, by moving the shank along the groove of the disc, it is easy to install a new blade. This is one of the main advantages of the Christmas tree castle. A disadvantage is the difficulty of manufacturing a "Christmas tree" groove in the disk.

Широкому распространению рабочих колес лопастных машин с радиальными наборными лопатками в других отраслях техники, кроме авиа-двигателестроения, препятствует необходимость применения достаточно сложного оборудования для изготовления пазов "елочного" типа в дисках. Диск сам по себе - технологически и конструктивно - сложное и дорогое изделие, а изготовление в диске большого количества (40…100) пазов добавляет сложности еще и потому, что многократно увеличивается вероятность малейших отклонений в размерах пазов в диске, которые могут привести к появлению брака диска всего из-за одного-двух пазов, так как изготовить одну-две индивидуальных лопатки нельзя, особенно, если в процессе эксплуатации предстоит замена лопаток. Сложное оборудование для изготовления пазов в диске - станок для протяжки (протяжка - это инструмент) в зависимости от размеров диска - это тоже уникальное оборудование и приобретать его при небольшом количестве дисков (рабочих колес) экономически нецелесообразно.The widespread use of impellers of rotary-vane blades in other branches of engineering, in addition to aircraft engine manufacturing, is hindered by the need to use sophisticated equipment for the manufacture of Christmas-tree grooves in disks. The disk itself is technologically and constructively a complex and expensive product, and the manufacture of a large number of grooves (40 ... 100) in the disk adds complexity because the probability of the slightest deviations in the size of the grooves in the disk, which can lead to spoilage, is multiplied. the disk because of one or two grooves, since it is impossible to make one or two individual blades, especially if the blades are to be replaced during operation. Sophisticated equipment for the manufacture of grooves in the disk — a machine for broaching (broaching is a tool), depending on the size of the disk — is also unique equipment and it is not economically feasible to purchase it with a small number of disks (impellers).

Поэтому главный недостаток известного технического решения применительно к небольшим объемам производства - это низкая технологичность конструкции.Therefore, the main disadvantage of the known technical solution in relation to small production volumes is the low manufacturability of the design.

Целью полезной модели является улучшение технологичности колеса с наборными лопатками.The purpose of the utility model is to improve the manufacturability of the wheel with paddle blades.

Поставленная цель достигается тем, что в диске для каждой лопатки выполнены два отверстия, одно из которых выполнено сквозным и направлено от одного торца диска к другому, а второе выполнено со стороны наружного диаметра диска, расположено радиально и сообщено с первым сквозным отверстием. Хвостовик лопатки выполнен в виде круглого профилированного стержня, конец которого размещен в радиальном и сквозном отверстиях, причем на стержне выполнены кольцевые канавки и кольцевые выступы, в каждом сквозном отверстии по разные стороны относительно конца стержня размещены две вставки, на торце каждой из которых, обращенном к другой вставке выполнены полукруглые канавки и выступы, в которых размещены выступы и канавки стержня.This goal is achieved by the fact that two holes are made in the disk for each blade, one of which is made through and directed from one end of the disk to the other, and the second is made from the outer diameter of the disk, is located radially and communicates with the first through hole. The shank of the blade is made in the form of a round profiled rod, the end of which is placed in the radial and through holes, moreover, ring grooves and ring protrusions are made on the rod, in each through hole on different sides relative to the end of the rod there are two inserts, on the end of each of which is facing another insert is made of semicircular grooves and protrusions in which the protrusions and grooves of the rod are placed.

Вставки зафиксированы от перемещения вдоль сквозного отверстия, в котором они установлены.The inserts are fixed against movement along the through hole in which they are installed.

От перемещения вдоль сквозного отверстия вставки зафиксированы с помощью плоских пружинных стопорных колец, установленных в канавках, выполненных в сквозном отверстии.From moving along the through hole, the inserts are fixed using flat spring retaining rings installed in grooves made in the through hole.

Сквозные отверстия в диске и установленные в них вставки выполнены круглыми.The through holes in the disk and the inserts installed in them are made round.

Полезная модель иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез диска лопатки с хвостовиками и вставками, на фиг. 2 разрез Б-Б, а на фиг. 3 разрез диска со вставками без хвостовика лопатки.The utility model is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a section of a blade disc with shanks and inserts, FIG. 2 section BB, and in FIG. 3 section of a disk with inserts without a shank of a scapula.

1 - лопатка1 - shoulder blade

2 - диск2 - disk

3 - основание лопатки3 - the base of the scapula

4 - стержень хвостовика4 - shaft shank

5 - сквозное отверстие5 - through hole

6 - радиальное отверстие6 - radial hole

7 - кольцевые канавки на стержне7 - annular grooves on the rod

8 - кольцевые выступы на стержне8 - annular protrusions on the rod

9, 10 - вставки9, 10 - inserts

11, 12 - торцы вставок11, 12 - ends of the inserts

13 - полукруглые канавки во вставке13 - semicircular grooves in the insert

14 - выступы во вставке14 - tabs in the insert

15 - канавки в отверстиях15 - grooves in the holes

16 - пружинные стопорные кольца16 - snap rings

Т₁, Т₂ - торцы диска.T ₁ , T ₂ - the ends of the disk.

Рабочее колесо лопастной машины с радиальными лопатками 1 (например, турбины) содержит диск 2, основание 3 и хвостовик лопатки в виде стержня 4. В диске для крепления каждой лопатки 1 выполнено сквозное отверстие 5, направлено от одного торца T₁ к другому торцу Т₂. Ось отверстия 5 направлена параллельно оси диска (не показана). Со стороны наружного диаметра диска выполнено радиальное отверстие 6, сообщенное с отверстием 5. Радиальное отверстие 6 сообщено с отверстием 5. На стержне (он выполнен профилированным) выполнены кольцевые канавки 7 и кольцевые выступы 8. Отверстие 5 выполнено круглым и в нем по обе стороны относительно стержня и размещены вставки 9 и 10 тоже круглой формы. Круглая форма отверстия 5 и вставок 9 и 10 наиболее технологична в изготовлении, хотя и отверстия 5 и вставки 9 и 10 могут быть любой другой формы, например, квадратные. Со стороны обращенных друг к другу торцев 11 и 12 вставок 9 и 10, выполнены полукруглые канавки 13 и выступы 14, в которые входят ответные круглые выступы 8 на стержне и канавки 7, образующие механическое сцепление стержня со вставками, а вставок с отверстием 5 диска, которое препятствует выпадению лопаток из диска. Основания 3 лопаток сопряжены с малым зазором (не показан) с соседними лопатками и препятствуют провороту лопаток, сохраняя при этом заданный угол установки лопатки по отношению к диску.The impeller of a vane machine with radial blades 1 (for example, a turbine) contains a disk 2, a base 3 and a shank of the blade in the form of a rod 4. In the disk for attaching each blade 1, a through hole 5 is made, directed from one end face T ₁ to another end face T ₂ . The axis of the hole 5 is directed parallel to the axis of the disk (not shown). On the outer diameter side of the disk there is a radial hole 6 connected with the hole 5. The radial hole 6 is in communication with the hole 5. On the shaft (it is profiled), annular grooves 7 and annular protrusions are made 8. The hole 5 is made round and relative to it on both sides rod and inserts 9 and 10 are also round. The round shape of the hole 5 and inserts 9 and 10 is the most technologically advanced in manufacture, although the holes 5 and inserts 9 and 10 can be of any other shape, for example, square. On the side of the ends 11 and 12 of the inserts 9 and 10 facing each other, semicircular grooves 13 and protrusions 14 are made, which include mating round protrusions 8 on the rod and grooves 7, which form the mechanical engagement of the rod with the inserts, and the inserts with the hole 5 of the disk, which prevents the blade from falling out of the disc. The base 3 of the blades are associated with a small gap (not shown) with adjacent blades and prevent the rotation of the blades, while maintaining a given angle of installation of the blades with respect to the disk.

Для исключения перемещения вставок 9 и 10 вдоль отверстия 5 предусмотрены канавки 15, выполненные в отверстиях 5 и в эти же канавки установлены пружинные стопорные кольца 16.To exclude the movement of the inserts 9 and 10 along the hole 5, grooves 15 are provided, made in the holes 5, and snap rings 16 are installed in the same grooves.

Сборка рабочего колеса происходит таким образом: в отверстие 6 вставляют хвостовик лопатки - стержень 4 с канавками и выступами. Затем с обеих сторон (торцев Т₁ и Т₂) в отверстия 5 вставляют вставки 9 и 10, совмещая выступы стержня в полукруглых канавках вставок 9 и 10 и выступы во вставках с канавками стержня. После чего в канавках 15 устанавливают пружинные стопорные кольца 16, колесо собрано!The assembly of the impeller occurs in this way: a shank of the blade is inserted into the hole 6 - the rod 4 with grooves and protrusions. Then, on both sides (ends T ₁ and T ₂ ), inserts 9 and 10 are inserted into holes 5, combining the protrusions of the rod in the semicircular grooves of the inserts 9 and 10 and the protrusions in the inserts with the grooves of the rod. Then in the grooves 15 set the snap ring 16, the wheel assembled!

Преимуществом предложенной полезной модели является упрощение конструктивных форм элементов зацепления хвостовика 5 лопатки с диском за счет введения двух вставок 9, 10, в которых выполнены самые сложные элементы зацепления - канавки 13 и выступы 8 и круглый стержень 4 хвостовика.The advantage of the proposed utility model is the simplification of the structural forms of the engagement elements of the shank 5 of the blade with the disk due to the introduction of two inserts 9, 10, in which the most complex engagement elements are made - grooves 13 and protrusions 8 and a round shaft 4 of the shank.

Поверхности каждой вставки открыты для доступа к обработке канавок и выступов инструментами типа дисков, в том числе шлифовальных дисков, что позволяет изготавливать вставки (как и хвостовики лопаток) на универсальном оборудовании. Это позволяет изготавливать указанные в полезной модели рабочие колеса в широком диапазоне размеров колес и расширить таким образом область применения таких колес, в частности, в турбинах различных приводов - так как изготовление круглых элементов и стержня и вставок существенно упрощает технологию изготовления.The surfaces of each insert are open for access to the machining of grooves and protrusions with tools such as discs, including grinding discs, which makes it possible to manufacture inserts (like shank shanks) on universal equipment. This makes it possible to produce impellers indicated in the utility model in a wide range of wheel sizes and thus expand the field of application of such wheels, in particular in turbines of various drives - since the manufacture of round elements and the rod and inserts greatly simplifies the manufacturing technology.

Claims

1. The impeller of a vane machine with radial type-setting vanes, comprising type-set vanes made integrally with the base of the blade and the shank and fastened to the disk, characterized in that there are two holes in the disk for each blade, one of which is made through and directed from one the end face of the disk to another, and the second is made on the side of the outer diameter of the disk, is located radially and communicated with the first through hole, the shank of the blade is made in the form of a round profiled rod, the end of which is p it is located in the radial and through holes, moreover, annular grooves and annular protrusions are made on the rod, two inserts are placed on each side of the through hole on different sides relative to the end of the rod, each of which facing the other insert has semicircular grooves and protrusions, which are protrusions and grooves of the rod.

2. The impeller of a vane machine with radial type blades according to claim 1, characterized in that the inserts are fixed from moving along the through hole in which they are installed.

3. The impeller of a vane machine with radial type blades according to claim 1, characterized in that from the movement along the through hole, the inserts are fixed using flat spring retaining rings installed in grooves made in the through hole.

4. The impeller of a vane machine with radial type blades according to claim 1, characterized in that the through holes in the disk and the inserts installed in them are made round.