RU2016128803A

RU2016128803A - Лопатка для рабочего колеса турбомашины и метод ее моделирования

Info

Publication number: RU2016128803A
Application number: RU2016128803A
Authority: RU
Inventors: Сами БЕНИШУ; Кристиан БАРЬО; Стефани ДЕФЛАНДР; БРУ ДЕ КЬЮССАР Себастьен ДИГАР; Патрик Эмильен Поль Эмиль ЮШЭН
Original assignee: Снекма
Priority date: 2013-12-18
Filing date: 2014-12-08
Publication date: 2018-01-23
Also published as: US10626728B2; JP6687522B2; CN105829652A; FR3014941B1; BR112016014245B1; FR3014941A1; BR112016014245A2; CA2934052A1; CN105829652B; EP3084132B1; JP2017500486A; CA2934052C; WO2015092204A1; EP3084132A1; US20170122108A1; RU2717183C2

Claims

1. Лопатка (10) для облопаченного колеса (100) турбомашины, при этом лопатка содержит - последовательно в радиальном направлении наружу относительно колеса - хвостовик (14), перо (16) и венец (18);

при этом хвостовик (14) имеет полку (13) хвостовика, образующую поверхность (15) на стороне, обращенной к перу, при этом указанная поверхность названа стенкой полки хвостовика;

венец (18) имеет полку (22) венца, образующую поверхность (24) на стороне, обращенной к перу, при этом указанная поверхность названа стенкой полки венца; и

перо (16) имеет наружную поверхность, называемую поверхностью (30) пера, и содержит корыто (30ps) и спинку (30ss);

отличающаяся тем, что каждая из указанных стенок полок образована частью (15ps, 24ps) на стороне нагнетания, предусмотренной на стороне нагнетания, и частью (15ss, 24ss) на стороне всасывания, предусмотренной на стороне всасывания, при этом указанные части сходятся на гребнеобразной кривой (45, 65), проходящей от входного края (15U, 24U) до выходного края (15D, 24D) стенки полки и проходящей через перо; и тем, что

каждая точка первой поверхности, выбранной из поверхности корыта и поверхности спинки, и каждая точка тех указанных частей стенок полок хвостовика и венца, которые расположены с той же стороны, что и первая поверхность, имеет нормаль, образующую острый угол или прямой угол относительно направления, называемого первым направлением (Aps) изготовления.

2. Лопатка по п. 1, в которой каждая точка второй поверхности пера, отличной от первой поверхности, и каждая точка тех указанных частей стенок полок хвостовика и венца, которые расположены с той же стороны, что и вторая поверхность, имеет нормаль, образующую острый угол или прямой угол относительно направления, называемого вторым направлением изготовления.

3. Лопатка по п. 2, в которой на радиальном виде первое и второе направления изготовления являются параллельными и противоположными.

4. Лопатка по любому из пп. 1-3, в которой на части длины лопатки в аксиальном направлении или даже на всей длине лопатки в аксиальном направлении сечение стенки полки хвостовика или стенки полки венца на первой стороне в плоскости, содержащей первое направление изготовления и направление, которое является по существу радиальным для лопатки, образовано в основном отрезком прямой.

5. Лопатка по любому из пп. 1-4, которая предназначена для облопаченного колеса (100) турбомашины, имеющего N лопаток, и в которой край, ограничивающий стенку полки, представляющей собой первую полку лопатки, на стороне нагнетания по существу совпадает с краем, ограничивающим стенку полки, представляющей собой первую полку, на стороне всасывания после поворота на 360°/N.

6. Облопаченное колесо (100), содержащее множество лопаток (10) по любому из пп. 1-5.

7. Турбомашина (110), включающая в себя облопаченное колесо (100) по п. 6, в частности предназначенное для турбины низкого давления.

8. Метод моделирования для моделирования лопатки, содержащей расположенные последовательно хвостовик, перо и венец, при этом наружная поверхность лопатки образована стороной всасывания и стороной нагнетания, при этом метод отличается тем, что он включает следующие этапы:

а) создание используемой в системе автоматизированного проектирования модели первой поверхности, выбранной из стороны нагнетания и стороны всасывания, таким образом, чтобы каждая точка первой поверхности имела нормаль, образующую острый угол или прямой угол относительно направления, называемого первым направлением изготовления; и

b) создание используемой в системе автоматизированного проектирования модели стенок полок хвостовика и венца лопатки таким образом, чтобы каждая из указанных стенок полок была образована частью (15ps, 24ps) на стороне нагнетания, предусмотренной на стороне нагнетания, и частью (15ss, 24ss) на стороне всасывания, предусмотренной на стороне всасывания, при этом указанные части сходятся на гребнеобразной кривой (45, 65), проходящей от входного края (15u, 24u) до выходного края (15d, 24d) стенки полки и проходящей через перо, и чтобы каждая точка на первой поверхности и каждая точка тех указанных частей стенок полок хвостовика и венца, которые расположены с той же стороны, что и первая поверхность, имела нормаль, образующую острый угол или прямой угол относительно первого направлением изготовления.

9. Метод моделирования по п. 8, в котором на этапе b) используемую в системе автоматизированного проектирования модель одной из указанных стенок полок создают из гребнеобразной кривой (45с), которую получают смещением или поступательным перемещением пространственной кривой (45).

10. Метод моделирования по п. 9, в котором на этапе b) пространственную кривую создают таким образом, чтобы она пересекала насквозь теоретическую поверхность (30) пера.

11. Метод моделирования по любому из пп. 8-10, в котором на этапе b) одну из указанных стенок полок создают таким образом, чтобы пограничная кривая, определяющая границу указанной стенки полки на стороне нагнетания, по существу совпадала с пограничной кривой, определяющей границу указанной стенки полки на стороне всасывания, при игнорировании поворота на 360°/N.

12. Метод моделирования по любому из пп. 8-10, в котором на этапе b) используемую в системе автоматизированного проектирования модель, по меньшей мере, одной из указанных частей одной из указанных стенок полок получают смещением отрезка прямой, который перемещается при его прилегании к двум кривым (45с, 52ps, 52ss).

13. Метод моделирования для моделирования лопатки, в котором первую сторону лопатки моделируют посредством использования метода по любому из пп. 8-12, при этом метод дополнительно включает следующие этапы:

с) создание используемой в системе автоматизированного проектирования модели второй поверхности, выбранной из стороны нагнетания и стороны всасывания, отличной от первой поверхности, таким образом, чтобы каждая точка второй поверхности имела нормаль, образующую острый угол или прямой угол относительно направления, называемого вторым направлением изготовления; и при этом на этапе b) используемую в системе автоматизированного проектирования модель стенок полок хвостовика и венца создают таким образом, чтобы каждая точка стенок полок хвостовика и венца, расположенная с той же стороны, что и вторая поверхность, имела нормаль, образующую острый угол или прямой угол относительно второго направления изготовления.

14. Метод моделирования по п. 13, в котором первое и второе направления изготовления являются идентичными.

15. Способ изготовления лопатки для облопаченного колеса турбомашины, при этом лопатка содержит хвостовик, венец и перо, отличающийся тем, что для образования лопатки используют метод моделирования по любому из пп. 8-14.