RU2176335C2

RU2176335C2 - Axial compressor blade making method

Info

Publication number: RU2176335C2
Application number: RU99103290A
Authority: RU
Inventors: Е.А. Гриценко; Ю.И. Климнюк; Т.М. Лазоренко; Д.Г. Федорченко; С.М. Игначков
Original assignee: Открытое акционерное общество Самарский научно-технический комплекс им. Н.Д. Кузнецова
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2001-11-27

Abstract

FIELD: aircraft industry; turbofan engines. SUBSTANCE: according to proposed method, two flat blanks of variable-thickness aerofoil portions are connected by diffusion soldering over links and soldered pair is twisted to form required profile after which it is subjected to finishing machining. Two longitudinal cavities and longitudinal link are formed on flat inner sides of blanks. Blank of blade pressure surface is made with chord less than chord of blade and provided with sharpened wedge-like edges. Corresponding wedge-like slots are made in blank of blade back. Blanks are connected so that sharpened edges of pressure surface get into wedge-like slots of blade back. For this purpose, pressure surface blank is deformed to increase sag. Then connected blanks are placed in mould into furnace for diffusion soldering. Then blade aerofoil portion profile is formed and is subjected for finishing machining. EFFECT: reduced weight of blade, preserved configuration f profile, provision of strong seams. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области авиадвигателестроения и может быть использовано при изготовлении лопаток вентиляторов турбовентиляторных авиационных двигателей. The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing and can be used in the manufacture of fan blades of turbofan aircraft engines.

Известен способ изготовления лопатки осевой турбомашины (см. патент США N 3827118 17.07.72 МК4 B 23 P 15/04), перо которой наполнено в виде тонкостенных оболочек, соединенных между собой с помощью сварки, а сердцевина из волокна, пропитанного смолой. Однако из-за недостаточной длительной прочности соединения оболочек с заполнителем возможна потеря заданной конфигурации профиля лопатки, возникновение оболочных местных форм колебаний поверхностей оболочки с последующим усталостным разрушением. A known method of manufacturing a blade of an axial turbomachine (see US patent N 3827118 17.07.72 MK4 B 23 P 15/04), the feather of which is filled in the form of thin-walled shells interconnected by welding, and the core of fiber impregnated with resin. However, due to the insufficient long-term strength of the connection of the shells with the filler, the desired configuration of the profile of the blade, the occurrence of shell local forms of vibration of the surfaces of the shell with subsequent fatigue failure may occur.

Известен способ изготовления полых компрессорных лопаток (см. патент США N 3628226 12.1971 г. МКИ B 23 P 15/02) из плоских заготовок диффузионной пайкой по перемычкам с последующей кружкой профиля пера на необходимый профиль. Однако из-за наличия паяного продольного шва по входной и выходной кромкам лопатки такая лопатка имеет недостаточную длительную прочность, а при попадании посторонних предметов шов может разойтись. Кроме того, новым недостатком известных способов изготовления лопатки является существенное снижение прочности паяного шва из-за возникновения касательных напряжений в шве при изготовлении в процессе крутки профиля. A known method of manufacturing a hollow compressor blades (see US patent N 3628226 12.1971 MKI B 23 P 15/02) from flat billets by diffusion soldering along the jumpers with the subsequent circle profile pen to the desired profile. However, due to the presence of a soldered longitudinal seam along the inlet and outlet edges of the blade, such a blade has insufficient long-term strength, and if foreign objects get into it, the seam can diverge. In addition, a new drawback of the known methods for manufacturing the blade is a significant decrease in the strength of the soldered joint due to the occurrence of shear stresses in the joint during manufacture during the twist of the profile.

Задачей данного изобретения является обеспечение малого веса лопатки, сохранение заданной конфигурации профиля и обеспечение длительной прочности паяного шва в течение требуемого ресурса работы. The objective of the invention is to provide a small weight of the blade, maintaining a given profile configuration and ensuring long-term strength of the soldered seam for the required life.

Задача достигается тем, что из двух штамповок получают плоские заготовки переменной толщины с профильной одной и плоской второй стороной. На плоской стороне заготовок выполняют по два профильных углубления и одну продольную перемычку. Причем плоскую заготовку корыта лопатки выполняют с поперечным размером по хорде, меньшим хорды лопатки, и с заостренными клиновидными краями, а плоскую сторону заготовки спинки лопатки выполняют с соответствующими клиновидными пазами под заостренные края заготовки корыта. The task is achieved by the fact that from two stampings receive flat blanks of variable thickness with a profile of one and a flat second side. On the flat side of the workpieces, two profile recesses and one longitudinal jumper are made. Moreover, the flat workpiece of the trough of the scapula is made with a transverse chord size smaller than the chord of the scapula, and with pointed wedge-shaped edges, and the flat side of the workpiece of the back of the scapula is made with the corresponding wedge-shaped grooves under the pointed edges of the workpiece of the trough.

Замок лопатки выполняют из заготовок спинки. Заготовку корыта деформируют с увеличением стрелы прогиба и уменьшением ее поперечного размера до величины, обеспечивающей свободный ввод заготовки корыта в выемку с клиновидными пазами заготовки спинки. Помещают соединенные заготовки спинки и корыта в пресс-форму, а затем в печь для диффузионной пайки, нагружая поперечной силой, обеспечивающей выборку зазора по клиновидному пазу, и обеспечивают тем самым последующее эффективное термосращивание заготовок. The blade lock is made of blanks of the back. The trough billet is deformed with an increase in the deflection boom and a decrease in its transverse size to a value that ensures free entry of the trough billet into the recess with wedge-shaped grooves of the billet back. The connected blanks of the back and trough are placed in the mold, and then in the diffusion soldering furnace, loading with a transverse force that selects the gap along the wedge-shaped groove, and thereby provide subsequent effective heat-bonding of the blanks.

После выполнения операции диффузионной пайки плоских заготовок в специальном штампе выполняют операцию термодеформации для получения требуемых углов изгиба профиля и углов установки сечений по высоте лопатки. При изгибе профиля на задний угол клиновидный паз не допускает раскрытия термосращиваемого шва. Шов по клиновидному пазу располагают со стороны корыта для того, чтобы возникающие в процессе изгиба на заданный угол тангенциальные силы не смогли раскрыть шов. Затем производят чистовую механическую обработку профиля для получения окончательной конфигурации готовой лопатки. After the operation of diffusion soldering of flat blanks in a special stamp, the operation of thermal deformation is performed to obtain the required bending angles of the profile and the installation angles of the sections along the height of the blade. When the profile is bent to the rear corner, the wedge-shaped groove does not allow the thermoset seam to open. The seam along the wedge-shaped groove is placed on the side of the trough so that the tangential forces arising during bending to a given angle cannot open the seam. Then, the profile is machined to obtain the final configuration of the finished blade.

Возможен вариант, в котором в замке лопатки выполняют сквозные резьбовые отверстия до профильных углублений в заготовке спинки, в которые вворачивают штуцера труб для вакуумирования внутренней полости лопатки, что дополнительно способствует более надежному термосращиванию заготовок. A variant is possible in which through threaded holes are made in the lock of the blade to the profile recesses in the back blank, into which the pipe fittings are screwed to evacuate the inner cavity of the blade, which further contributes to a more reliable heat splicing of the blanks.

На фиг. 1 приведена схема плоских заготовок переменной толщины корыта 1 с заостренными краями, двумя продольными углублениями и продольной перемычкой и спинки 2 с двумя продольными углублениями, перемычкой и клиновидными пазами. In FIG. 1 is a diagram of flat blanks of variable thickness of the trough 1 with pointed edges, two longitudinal recesses and a longitudinal lintel and back 2 with two longitudinal recesses, a lintel and wedge-shaped grooves.

На фиг. 2 приведена схема варианта лопатки со сквозными резьбовыми отверстиями для вакуумирования полости лопатки. In FIG. 2 shows a diagram of a variant of the blade with through threaded holes for evacuating the cavity of the blade.

Предлагаемый способ изготовления лопатки осевого компрессора обеспечивает малый вес лопатки, сохранение заданной конфигурации профиля и обеспечивает длительную прочность паяного шва в течение требуемого ресурса работы. The proposed method of manufacturing a blade of an axial compressor provides a small weight of the blade, maintaining a given profile configuration and provides long-term strength of the soldered seam for the required life.

Способ изготовления лопатки осевого компрессора опробован при производстве экспериментальных лопаток и рекомендован для внедрения в серийное производство. A method of manufacturing an axial compressor blade has been tested in the production of experimental blades and is recommended for implementation in mass production.

Claims

1. A method of manufacturing an axial compressor blade, which consists in connecting two flat pen blanks of varying thickness with diffusion soldering across the jumpers, twisting the brazed pair to obtain a profile and machining, characterized in that two longitudinal recesses are made on the flat inner sides of the blanks and one each a jumper, while the trough blank is made with a transverse chord size smaller than the chord of the scapula, and with pointed wedge-shaped edges, and the flat side of the back blank is made t with corresponding grooves, the trough preform is deformed with an increase in the deflection boom to a value that ensures its free entry into the recess with the wedge-shaped grooves of the back blank, the connected back blanks and trough blanks are placed in the mold, then in the diffusion soldering furnace, loading with transverse force providing sampling the gap along the wedge-shaped groove, after which a thermo-deformation operation is performed in a special stamp to obtain the required profile bending angles and installation angles of the sections along the blade height.

2. A method of manufacturing a blade of an axial compressor according to claim 1, characterized in that through the screw holes there are through threaded holes, a pipe fitting is screwed through which the inner cavity of the blade is evacuated.