RU2213229C2 - Облопаченный ротор для газотурбинного двигателя и способ фиксации лопатки в нем - Google Patents
Облопаченный ротор для газотурбинного двигателя и способ фиксации лопатки в нем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2213229C2 RU2213229C2 RU2001104333/06A RU2001104333A RU2213229C2 RU 2213229 C2 RU2213229 C2 RU 2213229C2 RU 2001104333/06 A RU2001104333/06 A RU 2001104333/06A RU 2001104333 A RU2001104333 A RU 2001104333A RU 2213229 C2 RU2213229 C2 RU 2213229C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- blade
- rotor
- disk
- slots
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
- F01D5/30—Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
- F01D5/32—Locking, e.g. by final locking blades or keys
- F01D5/323—Locking of axial insertion type blades by means of a key or the like parallel to the axis of the rotor
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49316—Impeller making
- Y10T29/4932—Turbomachine making
- Y10T29/49321—Assembling individual fluid flow interacting members, e.g., blades, vanes, buckets, on rotary support member
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
Ротор и способ фиксации лопаток в нем предназначены для использования в энергетике, а именно в турбинных секциях газотурбинных двигателей. Ротор содержит стержень заклепки со шлицами на одном конце и обсадной головкой на другом конце и втулку, выполненную из мягкого материала, которая запрессована на шлицах фактически у поверхностей диска и лопатки. Способ и устройство фиксации лопаток обеспечивают их надежное крепление, причем для установки лопаток требуется только простой ручной пневматический заклепочный инструмент. 2 с. и 11 з.п.ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к газотурбинным двигателям, и более конкретно к ротору турбины и усовершенствованному устройству фиксации лопатки.
Роторы турбины обычно содержат группу профилированных лопаток ротора, закрепленных по внешней окружности диска ротора. Каждая профилированная лопатка включает в себя замковую часть (хвостовик), входящий в отдельный паз, выполненный на внешней окружности диска. Обычно в гражданских и большинстве военных газотурбинных двигателях для закрепления отдельных турбинных лопаток в диске используют пазы со шлицами, которые удерживают лопатки в радиальном и в общем случае тангенциальном направлениях. Однако для осевого направления должно использоваться дополнительное средство фиксации. Например, обычной практикой является использование цельных заклепок с готовой головкой на одном конце и полым противоположным концом, который развальцовывается в лопатке.
Такой способ фиксации лопаток обладает многими недостатками. В некоторых случаях заклепки не оказывали достаточного противодействия осевым нагрузкам, передаваемым лопатками, и выскальзывали из своих шлицов, истирая прилежащие детали. Это явление можно отнести за счет сравнительно слабой конструкции, которую представляет собой развальцованный конец заклепки, и процесса сборки, при котором в заклепке сохраняется остаточное напряжение. Попытки усовершенствования фиксации лопаток привели к созданию разнообразных способов крепления с помощью заклепок. Было предложено круговое заклепочное устройство для установки заклепок в лопатки. Это устройство имеет большие габариты, сложно и дорого. Другой предложенный способ заключается в установке полой заклепки с твердым стержнем, имеющим конический буртик, который вставляется с конца заклепки, устанавливаемой затем гидравлическим прессом. Этот способ, хотя и вполне пригодный, требует на установку в три раза больше времени, чем ранее используемые способы.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства фиксации лопатки, которое обеспечивает надежное крепление и требует для установки применения только простого ручного пневматического заклепочного инструмента.
Задачей настоящего изобретения является также создание устройства фиксации лопатки, в котором использованы доступные материалы.
Конструкция в соответствии с настоящим изобретением включает в себя облопаченный ротор для газотурбинного двигателя, имеющий ось вращения и снабженный диском, содержащим кольцевой обод с группой разнесенных в пространстве и расположенных проходящими в направлении оси вращения пазов, установленными на роторе лопатками, каждая из которых имеет профильную часть, полку лопатки и замковую часть, расположенную в соответствующем пазу, устройством фиксации лопатки, расположенным в зоне паза ротора между замковой частью лопатки и ободом в контакте с ними, причем диск и замковая часть лопатки снабжены углубленными полостями, расположенными связанными с каждым пазом, а устройство фиксации лопатки снабжено металлическим стержнем, имеющим кольцевые шлицы на одном конце и обсадную головку на другом конце, и металлическим фиксатором из пластичного металла, установленным запрессованным на шлицы и в осевом направлении в соответствующей углубленной полости в диске и лопатке.
Способ в соответствии с настоящим изобретением включает в себя способ фиксации лопатки в облопаченном роторе для газотурбинного двигателя, имеющем ось вращения и снабженном диском, содержащим кольцевой обод с группой разнесенных в пространстве пазов, проходящих в направлении оси вращения, при этом каждая лопатка содержит профильную часть, полку лопатки и замковую часть, которую размещают в соответствующем пазу в диске, а диск снабжен углубленными полостями, связанными с пазами, причем в соответствии с предлагаемым способом сначала вводят замковую часть лопатки в соответствующий паз в диске, затем вводят металлический стержень, имеющий шлицы на одном конце и обсадную головку на другом конце, в зону паза ротора между замковой частью лопатки и ободом с контактом с ними, далее устанавливают металлический фиксатор, выполненный в виде втулки из пластичного металла, на шлицы на конце металлического стержня, и затем прикладывают силу к металлическому фиксатору и при этом одновременно с усилием тянут стержень и поджимают металлический фиксатор в осевом направлении в соответствующую полость в диске и лопатке.
На прилагаемых чертежах представлен предпочтительный вариант выполнения изобретения.
На фиг. 1 представлено осевое поперечное сечение типичной лопатки газотурбинного двигателя, раскрывающее предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения пред установкой;
на фиг. 2 представлен увеличенный фрагмент поперечного сечения, на котором показана часть стержня, переломленного в заранее определенном месте после его установки;
на фиг. 3 представлено осевое поперечное сечение типичной сборки турбины с лопатками газотурбинного двигателя, раскрывающее предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения; и
на фиг. 4 представлен увеличенный фрагмент сечения по линии 4/4, показанной на фиг. 3.
на фиг. 2 представлен увеличенный фрагмент поперечного сечения, на котором показана часть стержня, переломленного в заранее определенном месте после его установки;
на фиг. 3 представлено осевое поперечное сечение типичной сборки турбины с лопатками газотурбинного двигателя, раскрывающее предпочтительный вариант выполнения настоящего изобретения; и
на фиг. 4 представлен увеличенный фрагмент сечения по линии 4/4, показанной на фиг. 3.
Обратимся теперь к чертежам и, в частности, к фиг. 1 и 3, на которых представлены часть турбинной лопатки 10 газотурбинного двигателя, в котором ротор 12 показан в осевом поперечном сечении. Ротор 12 содержит обод 20 диска, на котором укреплена группа лопаток, протяженных в радиальном направлении. Обычно каждая лопатка 14 имеет замковую часть (хвостовик) 24, которая вставлена в паз 22, выполненный в ободе 20 диска.
Устройство 1 фиксации лопатки состоит из металлического стержня (корпуса) 3, который имеет кольцевые шлицы 5 на одном конце и обсадную головку 7 на другом конце. Металлическая втулка 9 запрессована на шлицы 5. В диске 20 выполнены углубленные полости. В рассматриваемом варианте выполнения углубленные (например, зенкованием) конические полости 11 выполнены таким образом, что в них может входить металлическая втулка 9, имеющая аналогичную коническую форму.
Предпочтительно, чтобы металлический стержень 3 был снабжен одиночным углубленным шлицем 15 за участком, на котором установлена втулка 9. Одиночный углубленный шлиц 15 будет тем заранее определенным местом, в котором будет переломлен стержень после того, как втулка 9 встанет на место. На фиг. 2 показан металлический стержень 3 после перелома в заранее определенном месте 15.
Таким образом, как можно видеть, металлическая втулка 9 установлена над кольцевыми шлицами 5 стержня 3. Металлическая втулка 9 запрессовывается на шлицы 5 с помощью ручного инструмента, который одновременно с усилием тянет стержень 3 и с усилием продвигает металлическую втулку 9 вдоль оси к углубленным поверхностям 11 диска 20 и лопатки 14. После правильной установки втулки 9 одиночный углубленный шлиц 15 переламывается в заранее определенном месте.
Как показано на фиг. 3 и 4, устройство 1 фиксации лопатки обычно проходит через обод 20 диска и, как правило, в месте соприкосновения между замковой частью 24 и материалом обода 20 диска. Устройство 1 фиксации лопатки закрепляет лопатку 14 на диске 20 ротора 12.
Втулка 9 выполняется преимущественно из пластичного металла. Предпочтительно, чтобы пластичный металл был жаростойким. Еще более предпочтительно, чтобы пластичный металл являлся сплавом на основе никеля. Наиболее предпочтительно, чтобы пластичный металл был марки Inco 600ТМ (Инко 600ТМ).
Предпочтительно, чтобы стержень 3 представлял собой заклепку. Более предпочтительно, чтобы стержень 3 был выполнен в виде корпуса заклепки марки ЧерриТМ (CherryТМ Rivet grip).
Claims (13)
1. Облопаченный ротор (12) для газотурбинного двигателя, имеющий ось вращения и снабженный диском, содержащим кольцевой обод (20) с группой разнесенных в пространстве и расположенных проходящими в направлении оси вращения пазов (22), установленными на роторе (12) лопатками (14), каждая из которых имеет профильную часть, полку (16) лопатки и замковую часть (24), расположенную в соответствующем пазу (22), устройством (1) фиксации лопатки, расположенным в зоне паза (22) ротора (12) между замковой частью (24) лопатки (14) и ободом (20) в контакте с ними, отличающийся тем, что диск и замковая часть (24) лопатки снабжены углубленными полостями (11), расположенными связанными с каждым пазом (22), а устройство (1) фиксации лопатки снабжено металлическим стержнем (3), имеющим кольцевые шлицы (5) на одном конце и обсадную голову (7) на другом конце, и металлическим фиксатором (9) из пластичного металла, установленным запрессованным на шлицы (5) и в осевом направлении в соответствующей углубленной полости (11) в диске и лопатке (14).
2. Ротор по п, 1, отличающийся тем, что в упомянутом ободе (20) диска выполнены конические углубленные полости (11) размещения металлического фиксатора (9).
3. Ротор по п. 2, отличающийся тем, что упомянутый металлический фиксатор (9) является конической втулкой.
4. Ротор по п. 1, отличающийся тем, что упомянутый металлический стержень (3) снабжен кольцевыми шлицами (5).
5. Ротор по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что металлический стержень (3) со шлицами (5) содержит по крайней мере один углубленный шлиц (15), расположенный за участком, на котором установлен металлический фиксатор (9), и являющийся местом переламывания металлического стержня (3) за счет приложения силы после установки втулки (9).
6. Ротор по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что упомянутый пластичный металл представляет собой сплав на основе никеля.
7. Ротор по п. 6, отличающийся тем, что упомянутый пластичный металл представляет собой металл марки Инко 600ТМ.
8. Ротор по п. 7, отличающийся тем, что стержень (3) является заклепкой.
9. Ротор по п. 7, отличающийся тем, что стержень (3) является корпусом заклепки марки ЧерриТМ.
10. Способ фиксации лопатки (14) в облопаченном роторе (12) для газотурбинного двигателя, имеющем ось вращения и снабженном диском, содержащим кольцевой обод (20) с группой разнесенных в пространстве пазов (22), проходящих в направлении оси вращения, при этом каждая лопатка (14) содержит профильную часть, полку (16) лопатки и замковую часть (24), которую размещают в соответствующем пазу (22) в диске, а диск снабжен углубленными полостями (11), связанными с пазами (22), отличающийся тем, что сначала вводят замковую часть (24) лопатки (14) в соответствующий паз (22) в диске, затем вводят металлический стержень (3), имеющий шлицы (5) на одном конце и обсадную головку (7) на другом конце, в зону паза (22) ротора (12) между замковой частью (24) лопатки (14) и ободом (20) с контактом с ними, далее устанавливают металлический фиксатор (9), выполненный в виде втулки из пластичного металла, на шлицы (5) на конце металлического стержня (3), и затем прикладывают силу к металлическому фиксатору (9) и при этом одновременно с усилием тянут стержень (3) и поджимают металлический фиксатор (9) в осевом направлении в соответствующую полость (11) в диске и лопатке (14).
11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что после установки металлического фиксатора (9) металлический стержень (3) посредством приложения к нему усилия, переламывают в месте расположения по крайней мере одного углубленного шлица (15), выполненного на участке за установленным металлическим фиксатором (9) и имеющего глубину больше, чем у остальных шлицов (5).
12. Способ по п. 10, отличающийся тем, что металлический фиксатор (9) вводят в углубленные полости (11) в упомянутом ободе (20) диска.
13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что вводят металлический фиксатор (9), выполненный в виде втулки.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/112,228 | 1998-07-09 | ||
US09/112,228 US5984639A (en) | 1998-07-09 | 1998-07-09 | Blade retention apparatus for gas turbine rotor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2001104333A RU2001104333A (ru) | 2003-01-20 |
RU2213229C2 true RU2213229C2 (ru) | 2003-09-27 |
Family
ID=22342767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001104333/06A RU2213229C2 (ru) | 1998-07-09 | 1999-06-22 | Облопаченный ротор для газотурбинного двигателя и способ фиксации лопатки в нем |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5984639A (ru) |
EP (1) | EP1095208B1 (ru) |
JP (1) | JP2002520532A (ru) |
CA (1) | CA2335350C (ru) |
DE (1) | DE69911025T2 (ru) |
RU (1) | RU2213229C2 (ru) |
WO (1) | WO2000003125A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525817C2 (ru) * | 2009-05-06 | 2014-08-20 | Снекма | Ротор вентилятора турбореактивного двигателя самолета |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030147718A1 (en) * | 2002-02-04 | 2003-08-07 | Mcdowell Charles L. | Compression fastener assembly |
EP1892380A1 (de) * | 2006-08-25 | 2008-02-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaufelbefestigung einer Turbine |
US7806662B2 (en) * | 2007-04-12 | 2010-10-05 | Pratt & Whitney Canada Corp. | Blade retention system for use in a gas turbine engine |
US7972113B1 (en) * | 2007-05-02 | 2011-07-05 | Florida Turbine Technologies, Inc. | Integral turbine blade and platform |
EP2090750A1 (de) * | 2008-02-14 | 2009-08-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Turbomaschinenrotor, Laufschaufel für einen solchen Turbomaschinenrotor, Abstützplatte für eine solche Laufschaufel in dem Turbomaschinenrotor, sowie entsprechendes Montageverfahren |
US8221083B2 (en) * | 2008-04-15 | 2012-07-17 | United Technologies Corporation | Asymmetrical rotor blade fir-tree attachment |
US9174292B2 (en) * | 2008-04-16 | 2015-11-03 | United Technologies Corporation | Electro chemical grinding (ECG) quill and method to manufacture a rotor blade retention slot |
ATE523659T1 (de) * | 2008-07-30 | 2011-09-15 | Siemens Ag | Befestigungsanordnung zur befestigung von einer laufschaufel an einem rotor einer turbomaschine |
US8562301B2 (en) | 2010-04-20 | 2013-10-22 | Hamilton Sundstrand Corporation | Turbine blade retention device |
US8905717B2 (en) | 2010-10-06 | 2014-12-09 | General Electric Company | Turbine bucket lockwire rotation prevention |
US9112383B2 (en) | 2011-10-31 | 2015-08-18 | General Electric Company | System and method for Var injection at a distributed power generation source |
US8894372B2 (en) | 2011-12-21 | 2014-11-25 | General Electric Company | Turbine rotor insert and related method of installation |
KR101919228B1 (ko) | 2017-03-16 | 2018-11-15 | 두산중공업 주식회사 | 버킷의 축 방향 고정 장치와 버킷 조립체 및 이를 포함하는 가스터빈 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US905487A (en) * | 1907-05-16 | 1908-12-01 | Gen Electric | Bucket-wheel for turbines. |
US980732A (en) * | 1910-07-09 | 1911-01-03 | Gen Electric | Bucket structure for turbines. |
US1109998A (en) * | 1914-06-22 | 1914-09-08 | Gen Electric | Turbine-rotor. |
US1998951A (en) * | 1933-11-15 | 1935-04-23 | Gen Electric | Nozzle diaphragm |
US2753149A (en) * | 1951-03-30 | 1956-07-03 | United Aircraft Corp | Blade lock |
US3371572A (en) * | 1965-11-01 | 1968-03-05 | John O. King Jr. | Locking bolt and locking means therefor |
US3395891A (en) * | 1967-09-21 | 1968-08-06 | Gen Electric | Lock for turbomachinery blades |
US4202242A (en) * | 1973-09-24 | 1980-05-13 | The Boeing Company | Wedge head pin fastener |
GB2043796B (en) * | 1979-03-10 | 1983-04-20 | Rolls Royce | Bladed rotor for gas turbine engine |
US4324518A (en) * | 1979-07-13 | 1982-04-13 | Huck Manufacturing Company | Dish compensating flush head fastener |
US4505640A (en) * | 1983-12-13 | 1985-03-19 | United Technologies Corporation | Seal means for a blade attachment slot of a rotor assembly |
US4797065A (en) * | 1986-10-17 | 1989-01-10 | Transamerica Delaval Inc. | Turbine blade retainer |
US4995777A (en) * | 1990-04-09 | 1991-02-26 | Vsi Corporation | Fastener with self-retaining collar |
DE19516694C2 (de) * | 1995-05-06 | 2001-06-28 | Mtu Aero Engines Gmbh | Einrichtung zur Fixierung von Laufschaufeln am Laufrad, insbesondere einer Turbine eines Gasturbinentriebwerks |
DE19603388C1 (de) * | 1996-01-31 | 1997-07-24 | Mtu Muenchen Gmbh | Einrichtung zur Fixierung der Laufschaufeln am Laufrad, insbesondere einer Turbine eines Gasturbinentriebwerks, durch Nietung |
-
1998
- 1998-07-09 US US09/112,228 patent/US5984639A/en not_active Expired - Lifetime
-
1999
- 1999-06-22 CA CA002335350A patent/CA2335350C/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-22 JP JP2000559334A patent/JP2002520532A/ja active Pending
- 1999-06-22 DE DE69911025T patent/DE69911025T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-06-22 EP EP99928946A patent/EP1095208B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-06-22 RU RU2001104333/06A patent/RU2213229C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1999-06-22 WO PCT/CA1999/000580 patent/WO2000003125A1/en active IP Right Grant
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2525817C2 (ru) * | 2009-05-06 | 2014-08-20 | Снекма | Ротор вентилятора турбореактивного двигателя самолета |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2335350C (en) | 2006-12-19 |
US5984639A (en) | 1999-11-16 |
CA2335350A1 (en) | 2000-01-20 |
EP1095208B1 (en) | 2003-09-03 |
JP2002520532A (ja) | 2002-07-09 |
DE69911025T2 (de) | 2004-04-01 |
EP1095208A1 (en) | 2001-05-02 |
DE69911025D1 (de) | 2003-10-09 |
WO2000003125A1 (en) | 2000-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2213229C2 (ru) | Облопаченный ротор для газотурбинного двигателя и способ фиксации лопатки в нем | |
US4877376A (en) | Attachment of a rotor blade of fiber reinforced plastic to a metal rotor hub | |
US5066179A (en) | Blind fastener | |
RU2340799C2 (ru) | Устройство удержания шайбы ротора, диск ротора и турбомашина | |
US5749706A (en) | Turbine blade wheel assembly with rotor blades fixed to the rotor wheel by rivets | |
US5435678A (en) | Insert assembly for connecting fasteners to lightweight materials | |
EP0746695A1 (en) | Blind fastener with deformable sleeve | |
EP3751096B1 (en) | Turbine assembly | |
US9644659B2 (en) | Temporary clamp up system for sealant squeeze out in lock bolt installations | |
EP0066865A1 (en) | Mounting assembly for high speed rotor discs | |
US20150105212A1 (en) | System and method for salvaging a pin-bore assembly | |
RU2001104333A (ru) | Облопаченный ротор для газотурбинного двигателя и способ фиксации лопатки в нем | |
US20180193900A1 (en) | Blind tack bolt with higher clamp-up strength | |
KR860003445A (ko) | 2부품 고정구 | |
US4747727A (en) | Anchor rod assembly secured by hardenable mass | |
US5319850A (en) | Method of fixing stemmed blade for a flow-straightening stage of a gas turbine engine | |
EP3249179B1 (en) | Apparatus with a fastener and method of restricting fluid flow using the fastener | |
EP0510906A2 (en) | Anchor Bolts | |
US3063674A (en) | Rotor construction and method | |
US10583913B2 (en) | Stud push out mount for a turbine engine spinner assembly having a spinner push out stud joint connecting through a counterbore of a spinner bolt hole | |
EP3756786B1 (en) | Treatment process for a central bore through a centrifugal compressor wheel to create a zone of compressive residual hoop stress on a fractional portion of the bore length | |
US10935066B2 (en) | Fastener assembly | |
US9636740B1 (en) | Micro-stop foot and punch set | |
US7090468B2 (en) | Fastening of moving turbomachine blades | |
EP0152532A1 (en) | Method for installing blind fasteners |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090623 |