RU2487250C2 - Ротор вентилятора газотурбинного двигателя или опытного двигателя - Google Patents

Ротор вентилятора газотурбинного двигателя или опытного двигателя Download PDF

Info

Publication number
RU2487250C2
RU2487250C2 RU2009115503/06A RU2009115503A RU2487250C2 RU 2487250 C2 RU2487250 C2 RU 2487250C2 RU 2009115503/06 A RU2009115503/06 A RU 2009115503/06A RU 2009115503 A RU2009115503 A RU 2009115503A RU 2487250 C2 RU2487250 C2 RU 2487250C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
casing
disk
flange
annular
essentially
Prior art date
Application number
RU2009115503/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009115503A (ru
Inventor
Мюриэль Джейн Сильви БОРЗАКЯН
Эмерик Жюльен Микаил ЮГОНИ
Original Assignee
Снекма
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Снекма filed Critical Снекма
Publication of RU2009115503A publication Critical patent/RU2009115503A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2487250C2 publication Critical patent/RU2487250C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/30Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers
    • F01D5/3007Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type
    • F01D5/3015Fixing blades to rotors; Blade roots ; Blade spacers of axial insertion type with side plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64CAEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/02Hub construction
    • B64C11/14Spinners
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D11/00Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
    • F01D11/005Sealing means between non relatively rotating elements
    • F01D11/006Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor
    • F01D11/008Sealing the gap between rotor blades or blades and rotor by spacer elements between the blades, e.g. independent interblade platforms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
    • F01D21/045Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position special arrangements in stators or in rotors dealing with breaking-off of part of rotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/027Arrangements for balancing
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/02Blade-carrying members, e.g. rotors
    • F01D5/06Rotors for more than one axial stage, e.g. of drum or multiple disc type; Details thereof, e.g. shafts, shaft connections
    • F01D5/066Connecting means for joining rotor-discs or rotor-elements together, e.g. by a central bolt, by clamps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/325Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow fans
    • F04D29/329Details of the hub
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2220/00Application
    • F05D2220/30Application in turbines
    • F05D2220/36Application in turbines specially adapted for the fan of turbofan engines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2230/00Manufacture
    • F05D2230/60Assembly methods
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Ротор вентилятора газотурбинного двигателя содержит диск с лопастями, размещенными в пазах диска, и кольцевой кожух в форме усеченного конуса, установленный на диске с помощью кулачкового соединения на входе лопастей. Кожух содержит радиальную внутреннюю кольцевую зубчатую реборду, содержащую сплошные части, размещенные попеременно с полыми частями, и установленную во внешней кольцевой канавке диска, ограниченной со стороны входа, радиальной внешней кольцевой зубчатой ребордой. Реборда кожуха связана на своей внешней периферии с цилиндрической перегородкой, деформирующейся в случае потери или отрыва лопасти вентилятора. Полые части кольцевой реборды кожуха содержат радиальные выемки, увеличивающие упругость при изгибе сплошных частей реборды. Другие изобретения группы относятся к газотурбинному двигателю и опытному двигателю, содержащим указанный выше ротор вентилятора. Еще одно изобретение группы относится к кольцевому кожуху указанного выше ротора вентилятора. Изобретения позволяют упростить средства удержания лопастей, а также снизить их массу и габаритные размеры. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к ротору вентилятора опытного двигателя или газотурбинного двигателя типа турбореактивного или турбовинтового авиационного двигателя.
Вентилятор газотурбинного двигателя содержит диск, на внешней периферии которого размещены лопасти вентилятора, при этом лопасти имеют основания, вставленные в пазы, которые расположены по существу аксиально по внешней периферии диска. Лопасти вентилятора радиально удерживаются на диске за счет взаимодействия формы их оснований с пазами диска, причем основания лопастей могут быть выполнены, например, в виде ласточкина хвоста. Межлопастные площадки размещены на диске между лопастями вентилятора.
В известном уровне техники лопасти аксиально удерживаются на диске на входной стороне с помощью средств, установленных на диске, на входе и на выходе лопасти, которые мешают основаниям лопастей аксиально перемещаться в пазах диска.
Средства удержания, размещенные на выходе лопасти, содержат, по меньшей мере, одну скобу, размещенную в канавках, выполненных в крайних выходных частях оснований лопастей.
Средства удержания, размещенные на входе, содержат кольцо и кольцевую щеку, расположенную на входном конце диска. Кольцо размещено на диске коаксиально и содержит зубчатую часть, взаимодействующую с соответствующей зубчатой частью диска. Щека коаксиально установлена на диске для аксиального блокирования кольца на диске. Внешняя периферия щеки аксиально опирается на основания лопастей для их аксиального удержания от перемещения вперед, ее внутренняя периферия наложена и зафиксирована на соответствующем кольцевом фланце диска. Внешняя периферия щеки содержит, кроме того, органы крепления входных концов межлопастных площадок.
На диске, на входе лопастей установлен кольцевой кожух, по существу выполненный в виде конуса усеченной формы, внутренняя поверхность которого ограничивает входной кольцевой поток воздуха в газотурбинный двигатель. Этот кожух содержит вблизи выходного края радиально внутренний фланец, который наложен аксиально на упомянутую щеку и который скреплен со щекой на фланце диска посредством соединения типа болт-гайка.
В редких, к счастью, случаях потери или отрыва лопасти вентилятора эта лопасть ударяет в соседнюю лопасть вентилятора, которая в этом случае подвергается значительному аксиальному усилию, направленному в сторону входа. Для уменьшения, по меньшей мере, частично этого усилия предусмотрены средства аксиального удержания вентиляторных лопастей посредством «двойной упругости», которая позволяет аксиально удержать другие лопасти вентилятора.
Первая упругость обеспечивается средствами удержания со стороны входа в вентилятор, которые предназначены для пластической деформации под действием упомянутого аксиального усилия. Вторая упругость обеспечивается выходными средствами удержания, которые предназначены для упора в выходные концы оснований лопастей, когда пластическая деформация входных средств удержания достигает определенного порога. Такая двойная упругость важна для механического удержания деталей вентилятора при потере или отрыве лопасти.
Однако средства, которые обеспечивают такую двойную упругость, имеют недостатки, так как они содержат значительное количество деталей: кольцо, щеку и кожух, фланец которого служит для фиксации щеки на диске, это касается средств входного удержания, и скобу, взаимодействующую с канавками оснований лопастей, это касается средств выходного удержания. Технология крепления межлопастных площадок на диске посредством органов крепления, предусмотренных на щеке, не представляется приемлемой вследствие отсутствия места в вентиляторе малого диаметра. Основания лопастей должны быть, кроме того, выполнены таким образом, чтобы образовывать канавки, предназначенные для взаимодействия с выходной скобой. Выбор материала лопастей вентилятора ограничен, таким образом, материалами, которые поддаются обработке.
Наконец, на некоторых газотурбинных двигателях, таких как опытные двигатели, вентилятор оборудован телеметрической системой, которая содержит трубку, размещенную аксиально внутри диска вентилятора, содержащего со стороны входного конца кольцевой фланец для крепления на фланце диска. Таким образом, невозможно закрепить фланец кожуха на этом фланце диска.
Целью изобретения является простое, эффективное и экономичное решение этих проблем известного уровня техники путем предложения средств аксиального удержания лопастей вентилятора, которые являются более простыми, менее габаритными и более легкими, чем средства из известного уровня техники.
В изобретении предложен ротор вентилятора, в частности, газотурбинного двигателя, содержащий диск, несущий лопасти, основания которых установлены, по существу, в аксиальные пазы внешней периферии диска, и кольцевой кожух, по существу, формы усеченного конуса, закрепленный кулачковым соединением на диске на входе лопастей, причем кожух содержит внутреннюю кольцевую, по существу, радиальную реборду, которая выполнена зубчатой или зазубренной и содержит попеременно размещенные сплошные и полые части, и которые в собранном положении расположены во внешней кольцевой канавке диска, которая ограничена на входе внешней кольцевой, по существу, радиальной ребордой, которая выполнена зубчатой или зазубренной, отличающийся тем, что реборда кожуха связана с его внешней периферией цилиндрической, по существу, перегородкой, предназначенной для деформации в случае потери или отрыва лопасти вентилятора, а также тем, что полые части кольцевой реборды кожуха содержат, по существу, радиальные выемки, предназначенные для повышения упругости при изгибе сплошных частей этой реборды.
Изобретение позволяет исключить кольцо и щеку согласно известному уровню техники и, таким образом, упростить и облегчить средства удержания лопастей. Эти средства удержания имеют уменьшенные габариты, что позволяет использовать их в вентиляторе небольшого размера (например, порядка 31,5 дюйма). Они размещены только на входе лопастей, а не на входе и на выходе, как в известном уровне техники, что позволяет исключить выходную скобу из известного уровня техники. Больше нет необходимости изготавливать основания лопастей с учетом монтажа этой скобы, и лопасти могут быть изготовлены из любого типа материалов, включая легкие материалы, легко обрабатываемые, такие как композитные материалы.
Согласно одному признаку изобретения средства удержания содержат, по существу, радиальную внутреннюю кольцевую реборду, которая в собранном положении размещена во внешней кольцевой канавке диска. Эта кольцевая реборда опирается на входные края оснований лопастей для обеспечения их аксиального удержания в сторону входа.
Кольцевая реборда кожуха выполнена зубчатой или зазубренной и содержит размещенные попеременно сплошные и полые части. Кольцевая канавка диска ограничена на входе, по существу, радиальной внешней кольцевой ребордой, выполненной зубчатой или зазубренной, при этом кольцевая реборда диска содержит размещенные попеременно сплошные и полые части и имеет формы, по существу дополнительные формам реборды кожуха для обеспечения монтажа и демонтажа кожуха путем аксиального перемещения.
При монтаже кольцевого кожуха на диске вначале осуществляют его угловое позиционирование на входе диска таким образом, чтобы сплошные части реборды кожуха были аксиально выровнены с полыми частями кожуха диска. Далее кожух аксиально перемещают к диску до положения, когда реборда кожуха будет размещена в кольцевой канавке диска. Затем кожух поворачивают по оси вращения вентилятора до тех пор, пока сплошные части реборды кожуха и диска не будут выровнены одни относительно других в аксиальном направлении. Кожух по изобретению выполняет, таким образом, общие функции щеки и кольца из известного уровня техники, а именно соответственно аксиальной опоры на основания лопастей и фиксации на диске посредством зубчатой связи.
Реборда кожуха связана по внешней периферии, по существу, с цилиндрической перегородкой, предназначенной для ее деформации в случае потери или отрыва лопасти вентилятора. Для этого при монтаже можно обеспечить остаточный аксиальный зазор для обеспечения деформации этой цилиндрической перегородки.
Эта деформация образует первую упругость средств для удержания по изобретению, которые позволяют смягчить аксиальное усилие, связанное с потерей лопасти. В процессе этой деформации кольцевая реборда кожуха сгибается, по меньшей мере, локально, и ее внутренняя периферия слегка перемещается к входу до упора в кольцевую реборду диска.
Полые части кольцевой реборды кожуха содержат, по существу, радиальные выемки, предназначенные для повышения упругости при сгибе сплошных частей этой реборды.
Этот признак позволяет привнести вторую упругость средствам удержания, обеспечивая изгибную деформацию сплошных частей реборды кожуха, при этом внешняя периферия реборды кожуха в этом случае слегка перемещается к входу.
Упомянутые изгибы имеют место, по существу, вокруг оси, касательной по отношению к окружностям с центром на оси вращения вентилятора.
Предпочтительно, каждая межлопастная площадка, установленная на диске, содержит входную реборду, вставленную в кольцевую канавку кожуха, открывающуюся, по существу, аксиально к выходу.
Площадки, таким образом, удерживаются в своем положении кожухом, а не диском и фланцем, как в известном уровне техники.
Кожух может быть закреплен болтами на кольцевом фланце диска или на кольцевом фланце промежуточной обечайки, установленной и закрепленной на диске. Такие средства фиксации позволяют осуществить блокирование кожуха от проворачивания на диске, когда он был установлен на диске с помощью кулачкового соединения. Болты крепления кожуха размещены предпочтительно в отверстиях входной радиальной перегородки кожуха.
Промежуточная обечайка может также служить для крепления весовых балансиров, предназначенных для корректировки возможных дисбалансов вентилятора. Больше нет необходимости выполнять отверстия в кожухе для установки таких весовых балансиров, как это было в известном уровне техники.
Изобретение относится также к газотурбинному двигателю, такому как турбореактивный двигатель или турбовинтовой авиационный двигатель, отличающемуся тем, что он содержит описанный выше ротор вентилятора.
Изобретение относится также к опытному двигателю, отличающемуся тем, что он содержит ротор вентилятора указанного выше типа.
Изобретение относится, наконец, к кольцевому кожуху, по существу выполненному в форме усеченного конуса, для описанного выше ротора вентилятора, отличающемуся тем, что он содержит на своем входном конце радиальную перегородку, а на своем выходном конце - внутреннюю кольцевую зубчатую или зазубренную реборду, содержащую сплошные части, образованные попеременно с полыми частями, представляющими собой, по существу, радиальные выемки или вырезы, при этом кольцевая реборда связана с кожухом деформируемой, по существу цилиндрической перегородкой.
Кольцевая реборда связана с кожухом деформируемой, по существу цилиндрической перегородкой. Полые части кольцевой реборды кожуха содержат радиальные выемки или вырезы. Эти характеристики придают удерживающим средствам двойную гибкость.
Кожух содержит, предпочтительно, на своем выходном конце кольцевую канавку, открывающуюся аксиально со стороны, противолежащей ее фланцу.
В дальнейшем изобретение поясняется нижеследующим описанием, не являющимся ограничительным, со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых:
- фиг.1 схематично изображает частично половину вида в аксиальном разрезе вентилятора газотурбинного двигателя в соответствии с известным уровнем техники,
- фиг.2 изображает в более крупном масштабе вид детали I2 из фиг.1,
- фиг.3 схематично изображает частично половину вида в аксиальном разрезе вентилятора газотурбинного двигателя в соответствии с настоящим изобретением,
- фиг.4 изображает в более крупном масштабе вид детали I4 из фиг.3,
- фиг.5 схематично изображает в аксонометрии вентилятор по фиг.3 с частичным вырезом входного кожуха,
- фиг.6 и 7 схематично изображают в аксонометрии в более крупном масштабе входной кожух вентилятора по фиг.3,
- фиг.8 изображает в более крупном масштабе вид детали I8 из фиг.7.
Обратимся вначале к фиг.1 и 2, которые изображают вентилятор 10 газотурбинного двигателя в соответствии с уровнем техники, предшествующим настоящему изобретению.
Вентилятор 10 содержит лопасти 12, закрепленные на диске 14, между которыми размещены межлопастные площадки 16, при этом диск 14 закреплен на входном конце вала 18 газотурбинного двигателя.
Каждая лопасть 12 вентилятора содержит лопатку, соединенную своим радиально внутренним концом с основанием 20, которое вставлено, по существу, в аксиальный паз формы, дополнительной к диску 14, позволяющий радиально удерживать эту лопасть на диске. Клин 22 размещен между основанием 20 каждой лопасти и дном соответствующего паза диска для обеспечения радиальной неподвижности лопасти на диске.
Межлопастные площадки 16 образуют перегородку, которая ограничивает изнутри струю потока воздуха, входящего в газотурбинный двигатель, и содержит средства, которые взаимодействуют с соответствующими средствами, предусмотренными на диске 14 между пазами для крепления площадок.
Лопасти 12 вентилятора аксиально удерживаются от движения вперед в пазах диска 14 посредством надлежащих средств, установленных на диске на входе и на выходе лопастей.
Средства удержания, расположенные на выходе, содержат скобу 24, размещенную в канавке, выполненной в крайней выходной части, называемой пятой, основания 20 каждой лопасти 12.
Средства удержания, расположенные на входе, содержат кольцо 26 и кольцевую щеку 28, установленные и закрепленные коаксиально на входном конце диска 14.
Кольцо 26 содержит внутреннюю кольцевую реборду 30, которая выполнена зубчатой или зазубренной, и взаимодействует с внешней кольцевой зазубренной или зубчатой ребордой диска 14 для обеспечения аксиальной неподвижности кольца на диске. Это кольцо опирается по внешней периферии на клинья 22 оснований 20 лопастей.
Щека 28 простирается вперед от кольца 26 и оснований 20 лопастей вентилятора. Этот фланец содержит по своей внешней периферии (не представленные на чертеже) элементы крепления входных концов межлопастных площадок 16.
Щека 28 содержит, кроме того, внутренний кольцевой фланец 34, который размещен между соответствующим кольцевым фланцем 36 диска 14 и внутренним кольцевым фланцем 38 кожуха 40, выступающим перед диском 14 вентилятора. Фланцы 34, 36 и 38 содержат аксиальные отверстия для прохода болтов или тому подобного для стягивания фланцев между собой.
Кожух 40 имеет, по существу, форму усеченного конуса, расширяющуюся к выходу, при этом перегородка образована межлопастными площадками 16 и вытянута в аксиальном продолжении кожуха. Кожух 40 содержит радиально направленные сверления 42 для крепления весовых балансиров 44.
Хотя средства удержания и обеспечивают двойную упругость при потере одной вентиляторной лопасти 12, они имеют описанные выше недостатки, в особенности, они не могут быть использованы в вентиляторе относительно малого диаметра.
Изобретение позволяет исключить эти недостатки благодаря средствам удержания лопастей, образованным кожухом в форме усеченного конуса.
В варианте осуществления, представленном на фиг.3-8, вентилятор 110 газотурбинного двигателя может иметь диаметр, меньший диаметра по фиг.1 и 2, при этом диаметр вентилятора 110 может составлять, например, 31,5 дюйма. Диск 114 вентилятора несет на своей внешней периферии лопасти 112, между которыми размещены межлопастные площадки 116. Как и в известном уровне техники, каждая лопасть 112 содержит основание 120, расположенное, по существу, в по существу аксиальном пазу 122 диска 114, и радиально удерживается в этом пазу путем взаимодействия форм (фиг.5).
Лопасти 112 удерживаются от движения в сторону выхода упором в кольцевую щеку 150, установленную и закрепленную с помощью средств 152 типа болт-гайка на выходном конце диска 114. Эта щека 150 содержит внутренний кольцевой фланец 154 для крепления на входном конце вала газотурбинного двигателя.
Лопасти 112 удерживаются аксиально от движения вперед средствами, которые размещены единственно на входе лопасти 112, в противовес известному уровню техники, и которые выполнены на входном кожухе 140. Этот кожух 140 имеет, по существу, форму усеченного конуса, расширяющуюся к выходу, и содержит на своем выходном конце кольцевую реборду 156, размещенную, по существу, радиально внутрь и расположенную во внешней кольцевой канавке 158 диска 114.
Канавка 158 ограничена с выходной стороны радиальной входной поверхностью 160 диска, а с входной стороны - кольцевой ребордой 162, расположенной, по существу, радиально наружу.
Аксиальные пазы 122 для размещения оснований лопастей открыты с входной стороны к поверхности 160 диска, как изображено на фиг.5.
Реборда 156 кожуха расположена, по существу, по всему радиальному размеру входной поверхности 160 диска 114 и может аксиально опираться на эту поверхность и на входные края оснований 120 лопастей.
Для обеспечения размещения кольцевой реборды 156 кожуха в канавке 158 диска 114 кольцевые реборды 156 и 162 выполнены зубчатыми или зазубренными и содержат сплошные части 164, 168, расположенные попеременно с полыми частями 166, 170. Сплошные части 164 реборды 156 кожуха имеют формы, по существу, дополняющие полые части 170 реборды 162 диска, а полые части 166 реборды 156 имеют формы, по существу, дополняющие формы сплошных частей 168 диска 114. Сплошные части 164 и 168 равномерно распределены по оси вентилятора.
Кожух 140 закреплен посредством кулачкового соединения на диске, то есть он подводится к входной части диска 114, затем осуществляют его угловое позиционирование вокруг оси вращения вентилятора таким образом, чтобы сплошные части 164 реборды 156 кожуха были аксиально выровнены с полыми частями 170 реборды 162 диска 114. Кожух, таким образом, поступательно аксиально перемещается к диску до тех пор, пока реборда 156 не будет размещена в канавке 158 диска. Кожух 140 затем приводится во вращение на оси вентилятора до положения, когда сплошные части реборды 156 кожуха не будут аксиально выровнены со сплошными частями реборды 162 диска. Кожух 140, таким образом, находится в положении, изображенном на фиг.5, препятствующем его аксиальному отделению от диска 114.
Кольцевая реборда 156 соединена с кожухом цилиндрической, по существу, перегородкой 174, которая имеет относительно малую радиальную толщину для обеспечения ее деформации, как это будет детально показано ниже. Радиальная толщина 175 этой перегородки 174, например, составляет примерно от 2 до 4 мм.
Радиальные, по существу, канавки 172 выполнены, кроме того, в реборде 156 кожуха в глубине полых частей 172 для повышения способности к изгибной деформации сплошных частей, что также будет детально описано ниже.
В представленном примере межлопастные площадки 116 закреплены на диске 114, а также на выходном конце кожуха 140 и по внешней периферии щеки 150.
Каждая площадка 116 содержит три радиально внутренних реборды 176, 178 и 180, соответственно, входную, промежуточную и выходную. Промежуточная 178 и выходная 180 реборды размещены аксиально к выходу и расположены в кольцевых канавках, открытых аксиально к входу диска 114 и щеки 150 соответственно. Входная реборда 176 каждой площадки 116 размещена аксиально в сторону входа и расположена в кольцевой канавке 182, открывающейся аксиально к выходу выходного края кожуха 140. Кольцевая канавка 182 кожуха, в данном случае, ограничена изнутри деформируемой перегородкой 174, удерживающей кольцевую реборду 156.
Кожух 140 содержит, кроме того, со стороны входа радиальную перегородку 184 для крепления на входном кольцевом фланце промежуточной кольцевой обечайки 186, выходной кольцевой фланец которой закреплен на соответствующем кольцевом фланце 188 диска 114.
Перегородка 184 кожуха 140 и фланцы обечайки 186 и диска содержат, по меньшей мере, два аксиальных отверстия, размещенных на одной линии, для прохода болтов 190 для углового закрепления кожуха. В этом положении крепления имеется остаточный аксиальный зазор J между ребордами 156 и 162 кожуха и диска (фиг.4).
В представленном примере перегородка 184 кожуха содержит два отверстия 192 такого типа. Болты 190 для крепления перегородки 184 кожуха предотвращают вращение кожуха вокруг оси вентилятора и, таким образом, мешают сплошным частям реборды 156 кожуха сместиться относительно сплошных частей реборды 162 диска. Промежуточная обечайка 186 может также служить для крепления весовых балансиров для исключения дисбаланса ротора вентилятора.
В не представленном варианте перегородка 184 кожуха может быть непосредственно наложена и закреплена на входном фланце 188 диска 114. Для этого входной фланец 188 диска может быть аксиально выдвинут к перегородке 184 кожуха, и/или перегородка 184 кожуха может быть аксиально отодвинута к фланцу 188 диска 114.
В случае потери или отрыва лопасти 112 вентилятора эта лопасть ударяет по соседней лопасти, которая, в этом случае, испытывает сильный толчок вперед и оказывает значительное аксиальное усилие на реборду 156 кожуха. Эта реборда 156 предназначена для частичного смягчения этого усилия, деформируясь в процессе двух последовательных этапов (называемых двойной упругостью).
На первом этапе лопасть аксиально опирается на выходную радиальную поверхность реборды 156, при этом ее внутренняя периферия изгибается вперед (стрелка 194 на фиг.4). Этот изгиб происходит вследствие деформации перегородки 174, вызванной аксиальным зазором J. Изгиб внутренней периферии реборды 156 происходит вокруг оси, по существу, по касательной к окружности с центром на оси вентилятора до того момента, пока она не упрется аксиально в реборду 162 диска. На втором этапе реборда 156 кожуха испытывает другое изгибное перемещение (стрелка 196), которое происходит вследствие небольшого аксиального перемещения вперед внешней периферии реборды 156. Этот изгиб обеспечивается деформацией сплошных частей 164 реборды 156, когда она аксиально опирается своими радиально внутренними краями на сплошные части 168 реборды 162 диска. Упомянутые изгибы могут быть локализованы в особой зоне реборды, расположенной в области потерянной или отломанной лопасти, или могут распространяться на весь контур кожуха.

Claims (9)

1. Ротор вентилятора, в частности, для газотурбинного двигателя, содержащий диск (114), несущий лопасти (112), основания (120) которых размещены в, по существу, аксиальных пазах (122) внешней периферии диска, и кольцевой кожух (140), по существу, в форме усеченного конуса, установленный с помощью кулачкового соединения на диске на входе лопастей, при этом кожух содержит, по существу, радиальную внутреннюю кольцевую реборду (156), которая выполнена зубчатой или зазубренной и содержит сплошные части (164), размещенные попеременно с полыми частями (166), и которая в собранном положении установлена во внешней кольцевой канавке (158) диска (114), ограниченной со стороны входа, по существу, радиальной внешней кольцевой ребордой (162), выполненной зубчатой или зазубренной, отличающийся тем, что реборда (156) кожуха связана на своей внешней периферии с перегородкой (174), по существу, цилиндрической, предназначенной для того, чтобы деформироваться в случае потери или отрыва лопасти (112) вентилятора, а также тем, что полые части (166) кольцевой реборды (156) кожуха (140) содержат, по существу, радиальные выемки (172), предназначенные для увеличения упругости при изгибе сплошных частей (164) этой реборды.
2. Ротор по п.1, отличающийся тем, что в собранном положении между кольцевыми ребордами (156, 162) диска (114) и кожуха (140) имеется остаточный осевой зазор (J) для обеспечения возможности деформации цилиндрической перегородки (174) кожуха.
3. Ротор по п.1, отличающийся тем, что он содержит межлопастные площадки (116), установленные на диске (114) между лопастями (112), при этом каждая из этих площадок содержит со стороны входа реборду (176), зацепленную с кольцевой канавкой (182) кожуха (140), открывающейся, по существу, аксиально к выходу.
4. Ротор по п.1, отличающийся тем, что кожух (140) содержит радиальную перегородку (184) с отверстиями для прохода болтов (190) для крепления на кольцевом фланце (188) диска (114) или на кольцевом фланце промежуточной обечайки (186), соединенной с диском.
5. Ротор по п.4, отличающийся тем, что радиальная перегородка (184) кожуха (140) образована на крайней входной части этого кожуха.
6. Газотурбинный двигатель, такой как турбореактивный двигатель или турбовентиляторный авиационный двигатель, отличающийся тем, что он содержит ротор вентилятора по п.1.
7. Опытный двигатель, отличающийся тем, что он содержит ротор вентилятора по п.1.
8. Кольцевой кожух (140), по существу, формы усеченного конуса для ротора вентилятора по п.1, отличающийся тем, что он содержит па входном конце радиальную перегородку (184), а на выходном конце - внутреннюю зубчатую или зазубренную кольцевую реборду (156), содержащую сплошные части (164), чередующиеся с полыми частями (166), представляющими собой, по существу, радиальные выемки или вырезы (172), при этом кольцевая реборда (156) связана с кожухом (140), по существу, цилиндрической, деформируемой перегородкой (174).
9. Кожух по п.8, отличающийся тем, что на выходном конце он содержит кольцевую канавку (182), аксиально открывающуюся со стороны, противоположной его радиальной перегородке (184).
RU2009115503/06A 2008-04-24 2009-04-23 Ротор вентилятора газотурбинного двигателя или опытного двигателя RU2487250C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0802294A FR2930595B1 (fr) 2008-04-24 2008-04-24 Rotor de soufflante d'une turbomachine ou d'un moteur d'essai
FR0802294 2008-04-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009115503A RU2009115503A (ru) 2010-10-27
RU2487250C2 true RU2487250C2 (ru) 2013-07-10

Family

ID=40149639

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009115503/06A RU2487250C2 (ru) 2008-04-24 2009-04-23 Ротор вентилятора газотурбинного двигателя или опытного двигателя

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8092183B2 (ru)
FR (1) FR2930595B1 (ru)
GB (1) GB2459366B (ru)
RU (1) RU2487250C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683343C1 (ru) * 2013-11-29 2019-03-28 Сафран Эркрафт Энджинз Вентилятор для турбомашины

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4911286B2 (ja) * 2006-03-14 2012-04-04 株式会社Ihi ファンのダブテール構造
JP4807113B2 (ja) * 2006-03-14 2011-11-02 株式会社Ihi ファンのダブテール構造
GB201020213D0 (en) * 2010-11-30 2011-01-12 Rolls Royce Plc Nose cone assembly
FR2974863B1 (fr) * 2011-05-06 2015-10-23 Snecma Disque de soufflante de turbomachine
FR2986580B1 (fr) 2012-02-08 2014-02-28 Safran Piece de revolution de rotor de turbomachine aeronautique
FR2988426B1 (fr) * 2012-03-20 2017-07-21 Snecma Plate-forme inter-aubes
FR2989115B1 (fr) 2012-04-05 2015-10-30 Snecma Systeme de fixation d'un cone d'entree d'un turboreacteur
FR2995036B1 (fr) * 2012-09-05 2014-09-05 Snecma Rotor de soufflante, en particulier pour une turbomachine
CN103775212B (zh) * 2012-10-25 2016-11-23 中航商用航空发动机有限责任公司 一种航空发动机的风扇失效制动装置
US9759129B2 (en) * 2012-12-28 2017-09-12 United Technologies Corporation Removable nosecone for a gas turbine engine
US9682450B2 (en) * 2013-01-11 2017-06-20 United Technologies Corporation Gas turbine engine nose cone attachment configuration
US9969489B2 (en) * 2013-02-08 2018-05-15 General Electric Company Hybrid spinner support
US10018048B2 (en) 2013-03-12 2018-07-10 United Technologies Corporation T-shaped platform leading edge anti-rotation tabs
EP2971552B1 (en) * 2013-03-15 2020-09-23 United Technologies Corporation Injection molded composite fan platform
FR3014151B1 (fr) * 2013-11-29 2015-12-04 Snecma Soufflante, en particulier pour une turbomachine
EP2957792B1 (en) * 2014-06-20 2020-07-29 United Technologies Corporation Reduced vibratory response rotor for a gas powered turbine
US10024234B2 (en) * 2014-09-08 2018-07-17 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Panels of a fan of a gas turbine
FR3029563B1 (fr) * 2014-12-08 2020-01-17 Safran Aircraft Engines Plateforme a faible rapport de moyeu
US9988920B2 (en) 2015-04-08 2018-06-05 United Technologies Corporation Fan blade platform seal with leading edge winglet
FR3048997B1 (fr) 2016-03-21 2020-03-27 Safran Aircraft Engines Plateforme d'aube et disque de soufflante de turbomachine aeronautique
US10343765B2 (en) * 2016-06-02 2019-07-09 United Technologies Corporation Toroidal spinner aft flange
US10323519B2 (en) * 2016-06-23 2019-06-18 United Technologies Corporation Gas turbine engine having a turbine rotor with torque transfer and balance features
US10612557B2 (en) * 2016-07-15 2020-04-07 Rolls-Royce Corporation Nose cone attachment for turbofan engine
US10801361B2 (en) * 2016-09-09 2020-10-13 General Electric Company System and method for HPT disk over speed prevention
US10352238B2 (en) * 2016-11-03 2019-07-16 Rolls-Royce Corporation Nose cone assembly without fasteners
US10344672B2 (en) * 2016-11-03 2019-07-09 Rolls-Royce Corporation Low weight nose cone assembly
US10507904B2 (en) * 2016-11-03 2019-12-17 Rolls-Royce Corporation Snap fit nose cone assembly
US10330009B2 (en) 2017-01-13 2019-06-25 United Technologies Corporation Lock for threaded in place nosecone or spinner
US10612405B2 (en) 2017-01-13 2020-04-07 United Technologies Corporation Stator outer platform sealing and retainer
FR3066534B1 (fr) * 2017-05-22 2020-01-10 Safran Aircraft Engines Ensemble pour turbomachine d'aeronef presentant un systeme de decouplage ameliore en cas de perte d'aube de soufflante
US10746031B2 (en) 2017-07-18 2020-08-18 Rolls-Royce Corporation Annulus filler
US11078839B2 (en) 2018-01-22 2021-08-03 Rolls-Royce Corporation Composite nosecone
FR3108669B1 (fr) * 2020-03-25 2022-04-15 Safran Aircraft Engines Roue à aubes d’une turbine d’un aéronef, turbine comportant une telle roue à aubes et procede de montage d’une telle roue à aubes
US11421538B2 (en) 2020-05-12 2022-08-23 Rolls-Royce Corporation Composite aerofoils
US11506083B2 (en) 2020-06-03 2022-11-22 Rolls-Royce Corporalion Composite liners for turbofan engines
FR3135302A1 (fr) * 2022-05-09 2023-11-10 Safran Aircraft Engines Cône d’entree pour turbomachine d’aeronef
FR3135301A1 (fr) * 2022-05-09 2023-11-10 Safran Aircraft Engines Cône d’entree pour turbomachine d’aeronef

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405285A (en) * 1981-03-27 1983-09-20 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." Device to lock the blades of a turboblower and to fasten the front cowl of a turbojet engine
US4470756A (en) * 1982-04-08 1984-09-11 S.N.E.C.M.A. Device for axial securing of blade feet of a gas turbine disk
FR2814495A1 (fr) * 2000-09-28 2002-03-29 Snecma Moteurs Systeme de retention amont pour aubes et plates-formes de soufflante
EP1223309A1 (fr) * 2001-01-11 2002-07-17 Snecma Moteurs Système de rétention des aubes de type combine ou casade
GB2436132A (en) * 2006-03-14 2007-09-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind A fan blade having a fore portion engaged by the nosecone

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3990814A (en) * 1975-06-25 1976-11-09 United Technologies Corporation Spinner
FR2535794A1 (fr) * 1982-11-08 1984-05-11 Snecma Dispositif de retenue axiale et radiale d'aubes de soufflante
FR2535793B1 (fr) * 1982-11-08 1987-04-10 Snecma Dispositif de verrouillage axial d'aubes de soufflante
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
GB9828812D0 (en) * 1998-12-29 1999-02-17 Rolls Royce Plc Gas turbine nose cone assembly
WO2002020349A1 (en) * 2000-09-07 2002-03-14 Honeywell International Inc. Two piece spinner
US6416280B1 (en) * 2000-11-27 2002-07-09 General Electric Company One piece spinner
US6481971B1 (en) * 2000-11-27 2002-11-19 General Electric Company Blade spacer
US6902376B2 (en) * 2002-12-26 2005-06-07 General Electric Company Compressor blade with dovetail slotted to reduce stress on the airfoil leading edge
US20050253283A1 (en) * 2004-05-13 2005-11-17 Dcamp Jon B Getter deposition for vacuum packaging
US7153102B2 (en) * 2004-05-14 2006-12-26 Pratt & Whitney Canada Corp. Bladed disk fixing undercut

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405285A (en) * 1981-03-27 1983-09-20 Societe Nationale D'etude Et De Construction De Moteurs D'aviation, "S.N.E.C.M.A." Device to lock the blades of a turboblower and to fasten the front cowl of a turbojet engine
US4470756A (en) * 1982-04-08 1984-09-11 S.N.E.C.M.A. Device for axial securing of blade feet of a gas turbine disk
FR2814495A1 (fr) * 2000-09-28 2002-03-29 Snecma Moteurs Systeme de retention amont pour aubes et plates-formes de soufflante
EP1223309A1 (fr) * 2001-01-11 2002-07-17 Snecma Moteurs Système de rétention des aubes de type combine ou casade
RU2221169C2 (ru) * 2001-01-11 2004-01-10 Снекма Мотер Ротор вентилятора турбореактивного двигателя
GB2436132A (en) * 2006-03-14 2007-09-19 Ishikawajima Harima Heavy Ind A fan blade having a fore portion engaged by the nosecone

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2683343C1 (ru) * 2013-11-29 2019-03-28 Сафран Эркрафт Энджинз Вентилятор для турбомашины
US10502227B2 (en) 2013-11-29 2019-12-10 Safran Aircraft Engines Fan for a turbomachine
US11209012B2 (en) 2013-11-29 2021-12-28 Safran Aircraft Engines Fan for a turbomachine

Also Published As

Publication number Publication date
RU2009115503A (ru) 2010-10-27
US20090269202A1 (en) 2009-10-29
GB2459366A (en) 2009-10-28
GB0906789D0 (en) 2009-06-03
FR2930595B1 (fr) 2011-10-14
FR2930595A1 (fr) 2009-10-30
GB2459366B (en) 2012-06-20
US8092183B2 (en) 2012-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2487250C2 (ru) Ротор вентилятора газотурбинного двигателя или опытного двигателя
RU2459120C2 (ru) Вентилятор газотурбинного двигателя
RU2478806C2 (ru) Вентилятор для турбомашины летательного аппарата и турбомашина летательного аппарата, содержащая такой вентилятор
RU2358115C2 (ru) Устройство для соединения кольцевых фланцев, в частности, в турбомашине
CA2714740C (en) Radial balancing clip weight for rotor assembly
EP1016588A2 (en) Gas turbine nose cone assembly
RU2594037C2 (ru) Ротор вентилятора и турбореактивный двигатель
EP2096029A2 (en) Nose cone assembly and gas turbine engine comprising such an assemby
US7530791B2 (en) Turbine blade retaining apparatus
US9279326B2 (en) Method for balancing and assembling a turbine rotor
JPH0696969B2 (ja) タービンブレード内端取付け構造
EP2236757B1 (en) Split rotor disk assembly for a gas turbine engine
RU2279571C2 (ru) Деталь ротора компрессора, усовершенствованная связь между дисками с системами лопаток на линии ротора компрессора, турбомашина и способ монтажа связи (варианты)
RU2582382C2 (ru) Направляющий аппарат для турбомашины, турбомашина и способ сборки направляющего аппарата
RU2477800C2 (ru) Колесо турбомашины
WO2007105702A1 (ja) ファンブレードの保持構造
RU2761506C2 (ru) Диск вентилятора турбореактивного двигателя и турбореактивный двигатель
EP2855898B1 (en) Stator vane bumper ring
CA2821057C (en) Axial retention for fasteners in fan joint
JP2000320497A (ja) 相互固定式圧縮機ステータ
WO2017015744A1 (en) Spoke locking architecture
RU2716953C2 (ru) Диск с лопатками вентилятора для турбомашины, вентилятор турбомашины и авиационный двигатель
EP4036428B1 (en) Asymmetry in annular centering spring
US9045984B2 (en) Stator vane mistake proofing
EP3594451B1 (en) Support straps and method of assembly for gas turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner