RU2369781C1

RU2369781C1 - Device for production of double plate blades of axial fan impeller

Info

Publication number: RU2369781C1
Application number: RU2008102948/06A
Authority: RU
Inventors: Нестер Никитович Петров (RU); Нестер Никитович Петров
Original assignee: ООО Научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт "АЭРОТУРБОМАШ"
Priority date: 2008-01-25
Filing date: 2008-01-25
Publication date: 2009-10-10
Also published as: RU2008102948A

Abstract

FIELD: ventilation.

SUBSTANCE: invention relates to air blower construction and can be used for axial fan production including those with moving blades while the impeller running. The specified technical result is accomplished in the device for production of double plate blades of axial fan impeller comprising installation plate on assembly fixture with marked axes Z, K, L, N relative to the impeller blades, mounting frames of control curve support devices, vanes and jumper links of the impeller blade, which by means of curves fixed on mounting frames using plungers allow rigid fixation of blades before welding impeller blade relative to its pivot point.

EFFECT: ensuring required design parametres of air blower by means of high accuracy of triaxial surface geometry arrangement of blades of double plate vanes designed for preset parametres pressure and efficiency of impeller vane cascade with minimum torque moment of centrifugal forces relative to blade pivot point.

5 dwg

Description

Изобретение относится к вентиляторостроению и может быть использовано при изготовлении осевых вентиляторов, в том числе с поворотными на ходу лопатками рабочего колеса.The invention relates to fan building and can be used in the manufacture of axial fans, including with rotary blades of the impeller.

Известно устройство для изготовления лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, содержащее на сборочном стапеле монтажную плиту (см., например, НИКОЛАЕНКО Л.Н. и др. Пособие для слесаря-сборщика газотурбинных двигателей. Москва, Оборонгиз, 1963, с.34-35) [1]. Данное устройство [1] принято в качестве наиболее близкого аналога. Однако данное устройство не позволяет обеспечить сборку сдвоенных листовых лопаток осевых вентиляторов из-за недостаточной жесткости фиксации лопаток, что не позволяет обеспечить создания минимального крутящего момента центробежных сил относительно оси поворота сдвоенных лопаток.A device is known for the manufacture of rotor blades for an axial fan, comprising a mounting plate on an assembly slip (see, for example, NIKOLAENKO LN, etc. Manual for gas turbine engine fitter. Moscow, Oborongiz, 1963, p. 34-35) [one]. This device [1] is taken as the closest analogue. However, this device does not allow for the assembly of twin sheet vanes of axial fans due to insufficient rigidity of fixation of the vanes, which does not allow for the creation of a minimum torque of centrifugal forces relative to the axis of rotation of the twin vanes.

Технический результат при использовании изобретения заключается в обеспечении требуемых расчетных параметров вентилятора посредством высокой точности изготовления пространственной геометрии поверхностей лопастей сдвоенных листовых лопаток, рассчитанных на заданные параметры давления и производительности решетки лопаток рабочего колеса вентилятора при минимальном крутящем моменте центробежных сил относительно оси поворота лопаток.The technical result when using the invention is to provide the required design parameters of the fan by means of high accuracy of manufacturing the spatial geometry of the surfaces of the blades of double sheet blades, calculated on the specified pressure parameters and performance of the lattice of the blades of the fan impeller with a minimum torque of centrifugal forces relative to the axis of rotation of the blades.

Указанный технический результат достигается в устройстве для изготовления сдвоенных листовых лопаток рабочего колеса осевого вентилятора, содержащем на сборочном стапеле монтажную плиту с нанесенными осями Z, K, L, N соответственно лопаток рабочего колеса, монтажных колонок, держателей контрольных лекал, лопастей и перемычек лопатки рабочего колеса, с помощью которых посредством лекал, размещенных посредством скалок на монтажных колонках, жестко фиксируют лопасти перед сваркой лопатки рабочего колеса относительно оси ее поворота.The specified technical result is achieved in a device for manufacturing twin sheet vanes of an axial fan impeller, comprising a mounting plate on the assembly slip with axes Z, K, L, N applied, respectively, of the impeller vanes, mounting columns, control pattern holders, vanes and jumpers of the impeller vanes with the help of which, by means of patterns placed by means of rolling pins on the mounting columns, the blades are rigidly fixed before welding the impeller blades relative to the axis of rotation.

На фиг.1 изображена сдвоенная листовая лопатка, вид в аксонометрии; на фиг.2 - вид сверху на фиг.1; на фиг.3 - сечение IV-IV на фиг.1; на фиг.4 - устройство для изготовления лопаток; на фиг.5 - вид сверху на фиг.4.Figure 1 shows a twin leaf blade, a perspective view; figure 2 is a top view of figure 1; figure 3 is a section IV-IV in figure 1; figure 4 - a device for the manufacture of blades; figure 5 is a top view of figure 4.

Устройство для изготовления сдвоенных лопаток рабочего колеса осевого вентилятора содержит установленную на сборочном стапеле 1 монтажную плиту 2 с нанесенными осями Z, K, L, N, причем Z - ось лопатки 3 вентилятора; K, L - оси монтажных колонок 4, несущих скалки 5 с держателями лекал 6 для монтажа лопастей 7 и 8 на поворотном основании 9; а на оси N размещена монтажная колонка 4 для размещения скалок 5 с держателями перемычек лопастей 7 и 8. Лекала 6 размещены на монтажных колонках 4 посредством скалок 5 и штифтов 10, расположенных на высоте h₁ и h₂, например II и IV, причем поверхность лекал 6 в плоскости X-Y выполнена по расчетным координатам соответствующего сечения поверхности лопасти 7 и 8 лопатки 3 рабочего колеса, а сами лекала 6 при этом жестко фиксируют лопасти 7 и 8 перед сваркой лопатки 3 рабочего колеса относительно оси Z ее поворота.A device for manufacturing dual blades of an impeller of an axial fan comprises a mounting plate 2 mounted on an assembly slip 1 with axes Z, K, L, N applied, wherein Z is the axis of the fan blade 3; K, L - axis of the mounting columns 4, bearing rolling pin 5 with the holders of patterns 6 for mounting the blades 7 and 8 on a rotary base 9; and on the N axis there is a mounting column 4 for accommodating the rolling pins 5 with the jumper holders of the blades 7 and 8. The patterns 6 are placed on the mounting columns 4 by means of rolling pins 5 and pins 10 located at heights h ₁ and h ₂ , for example II and IV, the surface patterns 6 in the XY plane are made according to the calculated coordinates of the corresponding section of the surface of the blades 7 and 8 of the impeller blades 3, while the patterns 6 themselves rigidly fix the blades 7 and 8 before welding the impeller blades 3 relative to the axis Z of its rotation.

При изготовлении лопаток 3 по заданному диаметру рабочего колеса, частоте его вращения, втулочному размеру, требуемой производительности, давлению, КПД вентилятора с учетом гипотезы цилиндрических сечений проточной части и минимума момента M_z центробежных сил относительно оси поворота лопатки 3 известным методом, например методом «дискретных вихрей» путем решения «обратной задачи аэродинамического проектирования», рассчитывают координаты точек средней линии сечений первой 7 и второй 8 лопастей лопатки 3 рабочего колеса в заданных сечениях по ее радиусу. Для заданных сечений при соблюдении требований гипотезы о цилиндрических сечениях проточной части и полного КПД решетки лопаток 3 рабочего колеса вентилятора определяют геометрические координаты на плоскости X-Y фиксированных точек 1, 2, 3, 4……21 средней линии сечений первой 7 и второй 8 тонких лопастей лопатки 3 рабочего колеса относительно оси Z ее поворота с учетом обеспечения требования минимальных моментов инерции указанных сечений относительно оси Z путем размещения центра М масс системы на указанной оси (см. фиг.1, 2, 3). Там же в координатах X-Y-Z показана схема расположения элементов сдвоенной листовой лопатки 3 рабочего колеса осевого вентилятора, причем на первой 7 и второй 8 лопасти лопатки 3 нанесены контрольные сечения, например I, II, III, IV, V и VI, причем сечение IV принято за базовое (расчетное), а размеры хорд b₁ и b₂ в сечениях определяют расчетным путем по исходным начальным условиям путем решения «обратной задачи аэродинамического проектирования».In the manufacture of blades 3 for a given impeller diameter, rotational speed, sleeve size, required performance, pressure, fan efficiency, taking into account the hypothesis of cylindrical sections of the flow part and the minimum moment M _{z of} centrifugal forces relative to the axis of rotation of the blade 3 by a known method, for example, the “discrete” method vortices "by solving the" inverse problem of aerodynamic design ", calculate the coordinates of the points of the midline of the sections of the first 7 and second 8 blades of the blade 3 of the impeller in a given section niy along its radius. For given sections, subject to the requirements of the hypothesis about the cylindrical sections of the flowing part and the full efficiency of the lattice of the blades 3 of the fan impeller, determine the geometric coordinates on the XY plane of fixed points 1, 2, 3, 4 ... ... 21 of the midline of the sections of the first 7 and second 8 thin blades of the blade 3 of the impeller relative to the Z axis of its rotation, taking into account the requirement of minimum moments of inertia of the indicated sections relative to the Z axis by placing the center of mass M of the system on the specified axis (see Figs. 1, 2, 3). The XYZ coordinates also show the arrangement of the elements of a double sheet blade 3 of the axial fan impeller, and control sections, for example, I, II, III, IV, V, and VI, are applied on the first 7 and second 8 blades of the blade 3, and section IV is taken as basic (calculated), and the sizes of chords b ₁ and b ₂ in sections are determined by calculation according to the initial initial conditions by solving the "inverse problem of aerodynamic design".

По указанным координатам известным методом, например на фрезерных станках с числовым программным управлением, изготавливают гибочные штампы, посредством которых путем горячей штамповки изготавливают тонкие лопасти 7 и 8, которые посредством сборочного стапеля 1 и электродуговой сварки жестко размещают на поворотном основании лопатки 3.Bending dies are made according to the indicated coordinates by a known method, for example, on numerically controlled milling machines, by means of which thin blades 7 and 8 are made by hot stamping, which are rigidly placed on the rotary base of the blade 3 by means of an assembly slip 1 and electric arc welding.

Для обеспечения требуемой точности взаимного расположения лопастей 7 и 8 на поворотном основании лопатки 3 лопасти 7 и 8 перед сваркой фиксируют относительно оси Z поворота лопатки 3 посредством лекал 6, содержащих винтовые зажимы, жестко размещенных посредством скалок 5 на монтажных колонках 4.To ensure the required accuracy of the relative positioning of the blades 7 and 8 on the rotary base of the blade 3, the blades 7 and 8 are fixed relative to the Z axis of rotation of the blade 3 by means of patterns 6 containing screw clamps, rigidly placed by means of rolling pins 5 on the mounting columns 4.

Claims

A device for manufacturing double sheet blades of an axial fan impeller, comprising a mounting plate with Z, K, L, N axles on the impeller blades, mounting columns of test piece holders, blades and jumpers for the impeller blades, with the help of which placed by means of rolling pins on the mounting columns, the blades are rigidly fixed before welding the impeller blades relative to the axis of its rotation.