RU2603219C1 - Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) - Google Patents

Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2603219C1
RU2603219C1 RU2015122139/06A RU2015122139A RU2603219C1 RU 2603219 C1 RU2603219 C1 RU 2603219C1 RU 2015122139/06 A RU2015122139/06 A RU 2015122139/06A RU 2015122139 A RU2015122139 A RU 2015122139A RU 2603219 C1 RU2603219 C1 RU 2603219C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
disk
rim
rotor shaft
axis
shaft
Prior art date
Application number
RU2015122139/06A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Евгений Ювенальевич Марчуков
Дмитрий Юрьевич Еричев
Наталья Ивановна Любопытова
Константин Сергеевич Поляков
Регина Юрьевна Скарякина
Николай Павлович Селиванов
Original Assignee
Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
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 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") filed Critical Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо")
Priority to RU2015122139/06A priority Critical patent/RU2603219C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2603219C1 publication Critical patent/RU2603219C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

FIELD: aircraft engineering.
SUBSTANCE: invention relates to aircraft engine building, namely, to aircraft turbojet engine low-pressure compressors. Third stage disc is made in the form of a single-piece element including a hub with a hole and equipped with a circular conical bearing element with an inclination angle and a radius of an output contact edge equal to response parameters of the said conical diaphragm of the shaft rear support journal. Disc includes a rim with slots for fitting the impeller blade roots and a body. Body is equipped in the upper part with circular shelves with ledges of a labyrinth seal. Disc body is made with variable in height section conically narrowing from the hub to the rim. Hub has an axial width exceeding thickness of the root part (3.5÷5.0) times. Average radius of the disc from the rotor shaft axis to the outer surface of the rim in conditional plane of symmetry of the body is (0.51÷0.73) of the radius of peripheral circuit of the engine flow section. Disc rim outer surface generatrix inclination angle to the rotor shaft axis makes φ=(5÷7)°. Slots are spaced along the perimeter of the disc rim with the angular frequency of Yp=(7.3÷10.4) [unit/rad]. Longitudinal axis of the slot sole makes with the rotor shaft axis in projection on a plane a parallel to the rotor shaft axis, angle of α installation of the blade root defined in the range of values α=(18÷26)°.
EFFECT: technical result of the invention is improvement of efficiency and increasing life under all operating conditions of the compressor while increasing life of the disc without increasing the disc material input.
11 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области авиадвигателестроения, а именно к компрессорам низкого давления авиационных турбореактивных двигателей.The invention relates to the field of aircraft engine manufacturing, and in particular to low-pressure compressors of aircraft turbojet engines.

Известен диск третьей ступени ротора осевого компрессора низкого давления (КНД) авиационного двигателя, включенный в систему дисков вала рабочих колес ротора компрессора. Диск рабочего колеса включает обод, полотно, ступицу, кольцевой бурт с фланцем и отверстиями в нем под призонные болты. На ободе диска выполнены клиновидные кольцевые углубления, которые образуют кольцевой паз типа "ласточкин хвост" для контакта с клиновидными кольцевыми выступами на торцах полок рабочих лопаток (RU 2269678 С1, опубл. 10.02.2006).Known disk of the third stage of the rotor of the axial low-pressure compressor (LPC) of the aircraft engine, included in the disk system of the impeller shaft of the compressor rotor. The impeller disk includes a rim, a web, a hub, an annular collar with a flange and holes in it for tight bolts. On the rim of the disk are made wedge-shaped annular recesses that form an annular groove of the "dovetail" type for contact with the wedge-shaped annular protrusions at the ends of the shelves of the working blades (RU 2269678 C1, publ. 10.02.2006).

Известен диск третьей ступени ротора компрессора низкого давления авиационного двигателя, включенный в систему из четырех дисков, образующих силовую оболочку вала ротора компрессора. Диск содержит обод для установки и приведения во вращение рабочих лопаток, сообщенный с валом турбины низкого давления (ТНД) турбореактивного двигателя (ТРД) (Н.Н. Сиротин, А.С. Новиков, А.Г. Пайкин, А.Н. Сиротин. Основы конструирования производства и эксплуатации авиационных газотурбинных двигателей и энергетических установок в системе CALS технологий. Книга 1. Москва. Наука 2011. стр. 249-259)Known disk of the third stage of the rotor of the low-pressure compressor of an aircraft engine, included in a system of four disks forming the power shell of the shaft of the compressor rotor. The disk contains a rim for mounting and driving rotor blades in communication with the shaft of a low-pressure turbine (HPH) of a turbojet engine (turbojet engine) (N.N. Sirotin, A.S. Novikov, A.G. Paykin, A.N. Sirotin Fundamentals of designing the production and operation of aircraft gas turbine engines and power plants in the CALS technology system. Book 1. Moscow. Science 2011. pp. 249-259)

К недостаткам известных решений относятся отсутствие системы выбора совокупности необходимых параметров общей конфигурации диска, влияющих на площадь проходного сечения проточной части и размещение на ободе пазов и лопаток, формирующих аэродинамические процессы взаимодействия диска третьей ступени ротора с потоком рабочего тела, вследствие отсутствия конкретизации диапазонов геометрических и аэродинамических параметров пространственной конфигурации диска и угловой ориентации пазов в ободе диска, а также сложность получения компромиссного сочетания повышенных значений КПД, запасов газодинамической устойчивости (ГДУ) компрессора и, как следствие, сложность обеспечения оптимальной динамической прочности и повышенного ресурса при минимуме материалоемкости диска.The disadvantages of the known solutions include the lack of a system for selecting the set of necessary parameters for the general configuration of the disk, affecting the area of the flow section of the flow passage and the placement on the rim of the grooves and blades that form the aerodynamic processes of interaction of the disk of the third stage of the rotor with the flow of the working fluid, due to the lack of specification of the geometric and aerodynamic ranges parameters of the spatial configuration of the disk and the angular orientation of the grooves in the rim of the disk, as well as the difficulty of obtaining comp a romiss combination of increased values of efficiency, gas-dynamic stability (GDU) reserves of the compressor and, as a consequence, the difficulty of providing optimal dynamic strength and increased resource with a minimum of disk material consumption.

Задача, решаемая изобретением, состоит в разработке диска рабочего колеса третьей ступени ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя (ТРД) с улучшенными конструктивными и аэродинамическими параметрами пространственной конфигурации, обеспечивающими возможность оптимизации профиля и площади проходных сечений проточной части двигателя, достаточных для увеличения расхода сжимаемого рабочего тела - воздуха, КПД третьей ступени, подачи воздушного потока в последующие ступени КНД при повышении запасов ГДУ на всех режимах работы двигателя и ресурса без увеличения материалоемкости.The problem solved by the invention is to develop a disk of the impeller of the third stage of the rotor of a low-pressure compressor of a turbojet engine (turbojet engine) with improved structural and aerodynamic parameters of the spatial configuration, providing the possibility of optimizing the profile and the area of the flow cross sections of the engine ducts, sufficient to increase the flow rate of the compressible working fluid - air, the efficiency of the third stage, the air flow in the subsequent stages of the low pressure valve with an increase in the reserves of the hydraulic control unit for all modes max engine performance and service life without increasing the consumption of materials.

Поставленная задача решается тем, что диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с проточной частью, ротор с валом барабанно-дисковой конструкции, задняя опора которого включает цапфу, переходящую в силовую коническую диафрагму, предназначенную для передачи крутящего момента от турбины низкого давления (ТНД) на вал, радиальных и осевых усилий на опору вала, согласно изобретению выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам упомянутой конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод, наделенный пазами для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала, при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза, при этом средний радиус диска от оси вала ротора до внешней поверхности обода в условной плоскости симметрии полотна составляет (0,51÷0,73) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя; причем внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, при этом угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения, при этом подошва каждого паза расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора, а продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°.The problem is solved in that the disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a turbojet engine having a housing with a flow part, a rotor with a drum-disk shaft design, the rear support of which includes an axle turning into a power conical diaphragm designed to transmit torque from the turbine low pressure (TND) on the shaft, radial and axial forces on the shaft support, according to the invention is made in the form of a single element, including a hub made with a Central hole and supply which is located in the lower part on the back of the disk along the flow of the working fluid by an annular conical force element with an inclination angle of the generatrix and a radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical diaphragm of the journal of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim endowed with grooves for inserting the shanks impeller blades, and a blade provided in the upper part with annular shelves located under the rim on both sides, made for permanent connection with reciprocal contact elements with between the shaft steps, while the disk blade is made with a section with a variable height section, tapering conically from the hub to the rim, and the hub is symmetrically developed relative to the average conditional plane of the blade normal to the axis of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the basal part of the blade in ( 3.5 ÷ 5.0) times, with the average radius of the disk from the axis of the rotor shaft to the outer surface of the rim in the conditional plane of symmetry of the web is (0.51 ÷ 0.73) from the radius of the peripheral contour of the engine duct; moreover, the outer surface of the rim of the disk is made component of the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the low pressure valve towards the flow of the working fluid, while the angle of inclination of the forming outer surface of the rim the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °, in addition, the grooves for the establishment of the shanks of the blades are evenly spaced around the perimeter of the rim of the disk with an angular frequency Y p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad] and made in cross section with lateral faces forming an element of the locking connection, the sole of each groove is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft, and the longitudinal axis of the sole of the groove forms, with the axis of the rotor shaft in the projection onto the specified plane, the blade installation angle α defined in the range of α = (18 ÷ 26) °.

При этом конфигурация поперечного сечения каждого паза в ободе диска может быть выполнена под замковое соединение с хвостовиком по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равных β=(63÷78)°.In this case, the cross-sectional configuration of each groove in the rim of the disk can be made under lock connection with a shank of the “dovetail” type, and the base surfaces of the side faces of the groove are counter-inclined one to the other with the formation of angles β between the side face and the bottom of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °.

Кольцевой конический силовой элемент ступицы может быть выполнен с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.The annular conical power element of the hub can be made with an angle γ of inclination of the generatrix to the axis of the rotor shaft, comprising γ = (42 ÷ 57) °.

Фронтальная полка обода диска может быть выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.The front flange of the disk rim can be made with an annular protrusion in the upper part of the flange, provided with a bottom intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth sufficient to establish a split retaining ring in the lower part of the height of the shank of the blade, not less than in one section between the grooves in the groove alignment in the protrusion zone, one or two consecutive radial holes are made in the flange of the disk rim for fixing by the locking element and dem mounting ring retaining ring.

В верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок обода может быть выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.An annular tide can be made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined shelves of the rim for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting disk balancing.

Кольцевые полки, расположенные под ободом диска, могут быть выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части и снабжены гребнями лабиринта.The annular shelves located under the rim of the disk can be made extending from the canvas in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular portion of the inner contour of the flowing part and provided with ridges of the labyrinth.

Поставленная задача по второму варианту решается тем, что диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с проточной частью, ротор с валом барабанно-дисковой конструкции, задняя опора которого включает цапфу, переходящую в силовую коническую диафрагму, предназначенную для передачи крутящего момента от турбины низкого давления (ТНД) на вал, радиальных и осевых усилий на опору вала, согласно изобретению, выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°, и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам упомянутой конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод, наделенный пазами для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала и снабженными гребнями лабиринтного уплотнения, при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а средний радиус диска от оси вала ротора до внешней поверхности обода в условной плоскости симметрии полотна составляет (0,51÷0,73) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя; при этом внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, при этом угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения, при этом подошва каждого паза расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора, а продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°.The task of the second embodiment is solved by the fact that the disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a turbojet engine having a housing with a flow part, the rotor with the shaft of the drum-disk design, the rear support of which includes an axle turning into a power conical diaphragm designed to transmit torque moment from the low-pressure turbine (LPH) to the shaft, radial and axial forces on the shaft support, according to the invention, is made in the form of a single element, including a hub made from the center a hole and provided in the lower part on the back of the disk along the flow of the working fluid with an annular conical force element with an inclination angle γ of the generatrix to the rotor shaft axis of γ = (42 ÷ 57) ° and a radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical the diaphragm of the trunnion of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim endowed with grooves for inserting the shanks of the impeller blades, and a blade provided in the upper part with annular shelves located under the rim on both sides, made for one-piece connection with reciprocal contact elements of adjacent shaft steps and provided with ridges of labyrinth seals, while the disk blade is made with a section with a variable height, conically tapering from the hub to the rim, and the average radius of the disk from the axis of the rotor shaft to the outer surface of the rim in the conditional plane of symmetry of the blade is (0.51 ÷ 0.73) from the radius of the peripheral contour of the engine duct; the outer surface of the rim of the disk is made component of the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the low pressure valve towards the flow of the working fluid, while the angle of inclination of the generatrix of the outer surface the rim of the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °, in addition, the grooves for introducing the shanks of the blades are evenly spaced around the perimeter of the disk rim and are made in cross section with side faces forming electric locking joint, the sole of each groove is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft, and the longitudinal axis of the sole of the groove forms, with the axis of the rotor shaft, projected onto the specified plane, the blade installation angle α, defined in the range of α = (18 ÷ 26) °.

При этом пазы для заведения хвостовиков лопаток могут быть равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад], при этом конфигурация поперечного сечения каждого паза в ободе диска выполнена под замковое соединение с хвостовиком по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равных β=(63÷78)°.In this case, the grooves for the establishment of the shanks of the blades can be evenly spaced around the perimeter of the rim of the disk with an angular frequency Y p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad], while the configuration of the cross section of each groove in the rim of the disk is made under the lock connection with a dovetail-type shank, and the base surfaces of the side faces of the groove are made obliquely inclined to each other with the formation of angles β between the side face and the bottom of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °.

Фронтальная полка обода диска может быть выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.The front flange of the disk rim can be made with an annular protrusion in the upper part of the flange, provided with a bottom intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth sufficient to establish a split retaining ring in the lower part of the height of the shank of the blade, not less than in one section between the grooves in the groove alignment in the protrusion zone, one or two consecutive radial holes are made in the flange of the disk rim for fixing by the locking element and dem mounting ring retaining ring.

В верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок полотна может быть выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.An annular tide can be made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined shelves of the web for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting disk balancing.

Кольцевые полки, расположенные под ободом диска, могут быть выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части.The annular shelves located under the rim of the disk can be made extending from the web in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular portion of the inner contour of the flowing part.

Технический результат изобретения, достигаемый приведенной совокупностью существенных признаков диска рабочего колеса третьей ступени ротора КНД ТРД, заключается в повышении КПД и расширении диапазона режимов газодинамической устойчивости компрессора на 2,4% при повышении ресурса диска в 2 раза.The technical result of the invention, achieved by the above set of essential features of the disk of the impeller of the third stage of the rotor of the low pressure turbojet engine, is to increase efficiency and expand the range of regimes of gas-dynamic stability of the compressor by 2.4% while increasing the resource of the disk by 2 times.

Сущность изобретения поясняется чертежами, гдеThe invention is illustrated by drawings, where

на фиг. 1 изображен диск третьей ступени вала ротора КНД, продольный разрез;in FIG. 1 shows a disk of the third stage of the shaft of the rotor KND, a longitudinal section;

на фиг. 2 - фрагмент диска третьей ступени вала ротора КНД, вид сбоку;in FIG. 2 - a fragment of the disk of the third stage of the shaft of the rotor KND, side view;

на фиг. 3 - фрагмент обода диска третьей ступени вала ротора КНД, фронтальная проекция;in FIG. 3 - a fragment of the rim of the disk of the third stage of the shaft of the rotor KND, frontal projection;

на фиг. 4 - паз обода диска третьей ступени вала ротора КНД, продольный разрез.in FIG. 4 - groove of the rim of the disk of the third stage of the shaft of the rotor KND, longitudinal section.

Турбореактивный двигатель содержит корпус 1 с проточной частью 2, ротор с валом барабанно-дисковой конструкции, задняя опора которого включает цапфу, переходящую в силовую коническую диафрагму, предназначенную для передачи крутящего момента от турбины низкого давления на вал, радиальных и осевых усилий на опору вала.The turbojet engine comprises a housing 1 with a flow part 2, a rotor with a drum-disk shaft design, the rear support of which includes an axle turning into a power conical diaphragm designed to transmit torque from a low-pressure turbine to the shaft, radial and axial forces to the shaft support.

Диск рабочего колеса третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления ТРД выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу 3, выполненную с центральным отверстием 4 и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом 5. Угол наклона образующей силового элемента 5 и радиус выходной контактной кромки 6 равен ответным параметрам конической диафрагмы цапфы задней опоры вала. Диск включает также обод 7, наделенный пазами 8 для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса, и полотно 9, снабженное в верхней части расположенными под ободом 7 с двух сторон кольцевыми полками 10. Полки 10 выполнены для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала и снабженными гребнями 11 лабиринтного уплотнения.The impeller disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor turbojet engine is made in the form of a single element, including a hub 3, made with a central hole 4 and provided in the lower part with the back of the disk along the flow of the working fluid with a ring conical power element 5. The angle of inclination of the generatrix of the power element 5 and the radius of the output contact edge 6 is equal to the response parameters of the conical diaphragm of the journal of the rear shaft support. The disk also includes a rim 7, endowed with grooves 8 for establishing the shanks of the impeller blades, and a blade 9, provided in the upper part with annular shelves 10 located under the rim 7 on both sides 10. The shelves 10 are made for one-piece connection with mating contact elements of adjacent shaft steps and provided ridges 11 labyrinth compaction.

Полотно 9 диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы 3 к ободу 7. Ступица 3 выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна 9, нормальной к оси 12 вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна 9 в (3,5÷5,0) раза.The blade 9 of the disk is made with a section with a variable height, tapering from the hub 3 to the rim 7. The hub 3 is made symmetrically developed relative to the average conditional plane of the blade 9, normal to the axis 12 of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the root part of the blade 9 in ( 3.5 ÷ 5.0) times.

Средний радиус Rср диска от 12 оси вала ротора до внешней поверхности 13 обода 7 в условной плоскости симметрии полотна 9 составляет (0,51÷0,73) от радиуса Rпр периферийного контура проточной части 2 двигателя. Внешняя поверхность 13 обода 7 диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части 2 с осевой длиной, равной проекции образующей обода 7 на ось 12 вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела. Угол наклона образующей внешней поверхности 13 обода 7 диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°.The average radius R cf of the disk from the 12 axis of the rotor shaft to the outer surface 13 of the rim 7 in the conditional plane of symmetry of the blade 9 is (0.51 ÷ 0.73) from the radius R pr of the peripheral contour of the engine duct 2. The outer surface 13 of the rim 7 of the disk is made constituting the axial section of the inner contour of the flow part 2 with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim 7 on the axis 12 of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the low pressure valve towards the flow of the working fluid. The angle of inclination of the generatrix of the outer surface 13 of the rim 7 of the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °.

Пазы 8 для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода 5 диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями 14, образующими элемент замкового соединения. Подошва 15 каждого паза 8 расположена в плоскости, параллельной оси 12 вала ротора. Продольная ось подошвы 15 паза 8 образует с осью 12 вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°. Конфигурация поперечного сечения каждого паза 8 в ободе 7 диска выполнена под замковое соединение с хвостовиком по типу «ласточкин хвост». Базовые поверхности боковых граней 14 паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью 14 и подошвой 15 паза 8, равных β=(63÷78)°.The grooves 8 for the establishment of the shanks of the blades are uniformly spaced around the perimeter of the rim 5 of the disk with an angular frequency Y p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad] and are made in cross section with side faces 14 forming an element of the castle connection. The sole 15 of each groove 8 is located in a plane parallel to the axis 12 of the rotor shaft. The longitudinal axis of the sole 15 of the groove 8 forms, with the axis 12 of the rotor shaft, the projection angle α of the blade shaft defined in the range of α = (18 ÷ 26) ° in the projection onto the indicated plane. The configuration of the cross section of each groove 8 in the rim 7 of the disk is made under the castle connection with the shank type "dovetail". The base surfaces of the side faces 14 of the groove are counter-inclined one to the other with the formation of angles β between the side face 14 and the sole 15 of the groove 8 equal to β = (63 ÷ 78) °.

Кольцевой конический силовой элемент 5 ступицы 3 выполнен с углом γ наклона образующей к оси 12 вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.The annular conical power element 5 of the hub 3 is made with an angle γ of inclination of the generatrix to the axis 12 of the rotor shaft, comprising γ = (42 ÷ 57) °.

Обод 7 диска выполнен с фронтальной и тыльной по ходу потока рабочего тела полками 16 и 17 соответственно. Фронтальная полка 16 обода 7 диска выполнена с кольцевым выступом 18 в верхней части полки 16, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами 8 для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца (на чертежах не показано) в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки. Не менее чем на одном участке между пазами 8 в створе канавки в зоне выступа в полке 16 обода 7 диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия 19 соответственно для фиксации стопорным элементом 20 и демонтажа контровочного кольца. Под тыльной полкой 17 обода 7 в верхней части полотна 9 диска выполнен кольцевой прилив 21 для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.The rim 7 of the disk is made with the front and rear along the flow of the working fluid shelves 16 and 17, respectively. The front shelf 16 of the rim 7 of the disk is made with an annular protrusion 18 in the upper part of the flange 16, provided with a bottom intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves 8 for the shanks with a depth sufficient to establish a split locking ring (not shown) in the lower part of the height of the shank of the scapula. At least one section between the grooves 8 in the groove in the protrusion zone in the flange 16 of the disk rim 7 has one or two consecutive radial holes 19, respectively, for fixing the locking element 20 and dismantling the locking ring. Under the rear shelf 17 of the rim 7 in the upper part of the blade web 9, an annular tide 21 is made for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting disc balancing.

Кольцевые полки 10, расположенные под ободом 7 диска, выполнены отходящими от полотна 9 в верхней части последнего с углом наклона относительно оси 12 вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части.The annular shelves 10 located under the rim 7 of the disk are made extending from the web 9 in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis 12 of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular section of the inner contour of the flowing part.

Диск третьей ступени КНД ТРД изготавливают объемной штамповкой из поковки в виде моноэлемента, включающего выполненные за одно целое массивную ступицу 3, полотно 9 и обод 7. Профили полотна 9 и ступицы 3 формируют обтачиванием заготовки с последующей полировкой.The disk of the third stage KND TRD is made by forging from a forging in the form of a single element, which includes a massive hub 3, a blade 9 and a rim made in one piece. The profiles of the blade 9 and the hub 3 are formed by turning the workpiece with subsequent polishing.

Изготовленный диск имеет следующие геометрические параметры: габаритная ширина ступицы - 40 мм; диаметр центрального отверстия ступицы - 292 мм; средняя толщина полотна - 9 мм; ширина обода - 43 мм; минимальный и максимальный диаметры внешней поверхности обода диска - 509 мм и 517 мм соответственно; угол наклона внешней поверхности обода диска - 5,5°.The manufactured disk has the following geometric parameters: overall width of the hub - 40 mm; diameter of the central hole of the hub - 292 mm; average web thickness - 9 mm; rim width - 43 mm; minimum and maximum diameters of the outer surface of the rim of the disk - 509 mm and 517 mm, respectively; the angle of inclination of the outer surface of the rim of the disk is 5.5 °.

На внешней стороне обода 7 выполняют протягиванием замковые пазы 8 для крепления лопаток в количестве 57 штук. Пазы 8 выполнены со следующими геометрическими параметрами: угол наклона боковых граней к подошве паза составляет 70°; ширина подошвы - 18 мм.On the outer side of the rim 7 is performed by pulling the locking grooves 8 for mounting the blades in the amount of 57 pieces. The grooves 8 are made with the following geometric parameters: the angle of inclination of the side faces to the bottom of the groove is 70 °; sole width - 18 mm.

При запуске турбореактивного двигателя диск третьей ступени приводится во вращение крутящим моментом, передаваемым от ТНД, и включает в работу лопатки рабочего колеса. В результате чего происходит нагнетание рабочего тела в КНД. Одновременно диск воспринимает центробежные нагрузки и через конический кольцевой элемент 5 передает радиальные и осевые нагрузки на опоры вала ротора.When starting a turbojet engine, the third-stage disk is driven by the torque transmitted from the high-pressure pump and includes the impeller blades. As a result, the working fluid is injected into the CPV. At the same time, the disk accepts centrifugal loads and, through the conical ring element 5, transfers radial and axial loads to the rotor shaft supports.

Технический результат настоящего изобретения достигают совокупностью разработанных в изобретении конструктивных решений и геометрических параметров основных элементов диска рабочего колеса третьей ступени ротора КНД, а именно радиальных параметров диска, геометрической конфигурации обода 7, принятого сочетания сужающего полотна 9 и осевой ширины ступицы 3, компенсирующей ослабление полотна 9 диска центральным отверстием 4. Выполнение ширины ступицы 3, превышающей толщину прикорневой части полотна 9 в (3,5÷5,0) раза, приводит к снижению материалоемкости и повышению максимальных допустимых усилий в элементах диска. Диаметр отверстия 4 в ступице 3 принят достаточным для свободного пропуска шлицевой трубы при монтаже и ремонтных операциях сборки компрессора.The technical result of the present invention is achieved by the combination of the design solutions and geometric parameters of the main elements of the impeller disk of the third stage of the KND rotor, namely the radial parameters of the disk, the geometric configuration of the rim 7, the adopted combination of the narrowing web 9 and the axial width of the hub 3, compensating for the weakening of the web 9 the disk with the central hole 4. The implementation of the width of the hub 3, exceeding the thickness of the basal part of the canvas 9 in (3.5 ÷ 5.0) times, reduces the ma material consumption and increase the maximum allowable effort in the elements of the disk. The diameter of the hole 4 in the hub 3 is accepted sufficient for the free passage of the spline pipe during installation and repair operations of the compressor assembly.

Функциональное назначение диска третьей ступени обеспечивать передачу механической энергии на лопатки рабочего колеса достигают при соблюдении условия, когда радиус Rср диска от оси 12 вала ротора до внешней поверхности 13 обода 5 в средней плоскости полотна 9 составляет (0,51÷0,73) от радиуса Rпр периферийного контура проточной части 2 двигателя. Выход за указанный диапазон в область отношений (Rср/Rпр)<0,51 приводит к неоправданному завышению материалоемкости лопаток рабочего колеса, перегруженности диска крутящим моментом от ТНД, рассогласованию с аэродинамической работой предыдущих и последующей ступеней и как следствие к снижению КПД компрессора, запасов ГДУ и ресурса диска. Выход за найденный в изобретении допустимый диапазон соотношений параметров (Rср/Rпр)>0,73 недопустимо снизит площадь входного сечения проточной части и расход рабочего тела в зоне третьей ступени компрессора при неоправданном повышении материалоемкости диска и, как следствие, приведет к снижению КПД, запасов ГДУ компрессора и ресурса диска, а также к дополнительному эксплуатационному расходу топлива и повышенному износу двигателя.The functional purpose of the third-stage disk to ensure the transfer of mechanical energy to the impeller blades is achieved when the radius R cp of the disk from the axis 12 of the rotor shaft to the outer surface 13 of the rim 5 in the middle plane of the blade 9 is (0.51 ÷ 0.73) from radius R pr of the peripheral circuit of the flow part 2 of the engine. Out of the specified range to relations (R cp / R pr) <0.51 leads to unreasonably high material consumption impeller blades congestion drive torque from the LPT, mismatch with the aerodynamic operation of previous and subsequent stages, and as a consequence to a decrease in efficiency of the compressor, GDU stocks and disk resource. Out of the invention found permissible parameter range ratios (R cp / R ave)> 0.73 unacceptably reduce the area of the inlet section of the flow part and the working fluid flow in the zone of the third stage of the compressor at an unjustified increase of material consumption disk and, consequently, will reduce the efficiency , reserves of gas compressor compressor and disk resource, as well as additional operational fuel consumption and increased engine wear.

На внешней стороне обода 4 диска выполняют протягиванием систему пазов 8 для закрепления лопаток. Пазы 8 расположены под углом к оси 12 вала ротора. Технический результат изобретения достигают при выполнении пазов 8, расположенных под углом α, принятым из заявленного диапазона (18÷26)°, так как при этом обеспечивается возможность установки хвостовика и пера лопатки под углом, создающим наибольший перепад давлений на входе и выходе потока рабочего тела из рабочего колеса третьей ступени ротора КНД и создаются наиболее благоприятные условия работы, повышающие запас ГДУ, КПД и ресурс при минимальной материалоемкости диска. Выход значений угла α за пределы заявленного диапазона приведет к существенному ограничению запаса ГДУ при многорежимной работе компрессора, снижению КПД ступени ротора и возрастанию риска аварийно опасного срыва воздушного потока с установленных в пазах 8 диске лопаток рабочего колеса первой ступени ротора компрессора с результирующей потерей ГДУ. При увеличении угла αо>26° отклонения оси паза 8 диска от оси вращения ротора неоправданно возрастают напряжения в лопатках на всех режимах работы КНД, что приводит к снижению ресурса системы «диск - лопаточный венец», увеличению материалоемкости установленных на диске лопаток и, в конечном счете, к утяжелению компрессора и снижению эксплуатационной экономичности двигателя.On the outside of the rim 4 of the disk perform pulling a system of grooves 8 for fixing the blades. The grooves 8 are located at an angle to the axis 12 of the rotor shaft. The technical result of the invention is achieved by performing grooves 8 located at an angle α taken from the claimed range of (18 ÷ 26) °, since this makes it possible to install the shank and feather of the blade at an angle that creates the greatest pressure drop at the inlet and outlet of the working fluid stream From the impeller of the third stage of the KND rotor, the most favorable working conditions are created, which increase the supply of gas turbine generator, efficiency and resource with a minimum material consumption of the disk. Exceeding the stated range of the angle α will lead to a significant limitation of the GDU stock during multi-mode operation of the compressor, a decrease in the efficiency of the rotor stage and an increase in the risk of an accidentally dangerous airflow disruption from the blades of the impeller of the first stage of the compressor rotor blades installed in grooves 8 with the resulting loss of the GDU. With an increase in the angle α о > 26 °, the deviations of the axis of the groove 8 of the disk from the axis of rotation of the rotor unjustifiably increase the voltage in the blades at all operating modes of the low pressure valve, which leads to a decrease in the resource of the "disk - blade wreath" system, an increase in the material consumption of the blades installed on the disk and, in ultimately, to make the compressor heavier and reduce the operational efficiency of the engine.

Кроме того, пазы 8 равномерно разнесены по периметру диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями 14, встречно наклонными одна к другой под углом β=(63÷78)° к подошве 15 паза и сопряженные с подошвой 15 через скругления, образующими элемент замкового соединения с хвостовиком лопатки. Технический результат изобретения обеспечивают при насыщении лопаточного венца количеством лопаток и соответственно пазов 8 на диске для закрепления хвостовиков лопаток, располагаемых с угловой частотой, принимаемой из диапазона, найденного в изобретении. При уменьшении числа лопаток и соответственно пазов на ободе диска ниже нижнего предела указанного диапазона Yп<7,3 [ед/рад] нарастает отставание потока от вращения лопаточного венца и возрастает риск потери ГДУ в указанной ступени компрессора. Превышение верхней границы указанного диапазона Yп>10,4 [ед/рад] и соответствующем увеличении числа лопаток в лопаточном венце, образуемом на диске третьей ступени, приводит к неоправданному ухудшению КПД и риску преждевременного запирания потока рабочего тела лопаточным венцом. Кроме того, заявленная геометрия паза 8 обеспечивает повышение концентрации при действии эксплуатационных нагрузок, точности геометрии межлопаточных каналов и формы решетки совместно с рабочими лопатками и повышает ресурс диска.In addition, the grooves 8 are evenly spaced around the perimeter of the disk with an angular frequency Y p = (7.3 ÷ 10.4) [u / rad] and are made in cross section with side faces 14 that are obliquely inclined to each other at an angle β = ( 63 ÷ 78) ° to the sole 15 of the groove and mating with the sole 15 through fillets forming an element of the castle connection with the shank of the blade. The technical result of the invention is provided by saturating the blade rim with the number of blades and, respectively, the grooves 8 on the disk for fixing the shanks of the blades located with an angular frequency taken from the range found in the invention. With a decrease in the number of blades and, accordingly, the grooves on the rim of the disk below the lower limit of the specified range Y p <7.3 [u / rad], the lag of the flow from the rotation of the blade rim increases and the risk of loss of the HLD in the indicated compressor stage increases. Exceeding the upper limit of the specified range Y p > 10.4 [units / rad] and a corresponding increase in the number of blades in the blade rim formed on the disk of the third stage leads to an unjustified deterioration in efficiency and the risk of premature blocking of the working fluid flow with the blade rim. In addition, the claimed geometry of the groove 8 provides an increase in concentration under the action of operational loads, the accuracy of the geometry of the interscapular channels and the shape of the lattice together with the working blades and increases the resource of the disk.

Ступица 3 снабжена кольцевым коническим силовым элементом 5, выполненным с углом γ наклона образующей к оси 12 вала ротора. Выполнение угла γ, принятым в диапазоне γ=(42÷57)°, обеспечивает оптимальное повышение объемной жесткости соединения ступицы 3 с конической диафрагмой и ресурса диска в условиях многократных изгибно-крутильных нагружений в процессе эксплуатации компрессора, обеспечивает необходимую компактность узла без увеличения материалоемкости диска. Выполнение угла γ<42° привело бы к неоправданному увеличению осевых габаритов и повышению материалоемкости конической диафрагмы как переходного элемента задней опоры диска, не оказывая положительного влияния на технический результат изобретения. Выполнение угла γ>57° превышающим найденный в изобретении допустимый угловой диапазон величин γ, приводит к неоправданному повышению концентрации напряжений от односторонних внеосевых динамических нагрузок на полотно диска и к снижению ресурса диска.The hub 3 is equipped with an annular conical power element 5 made with an inclination angle γ of the generatrix to the axis 12 of the rotor shaft. The implementation of the angle γ, taken in the range γ = (42 ÷ 57) °, provides an optimal increase in volumetric stiffness of the connection of the hub 3 with the conical diaphragm and the resource of the disk under conditions of multiple bending-torsional loads during operation of the compressor, provides the necessary compactness of the assembly without increasing the material consumption of the disk . The implementation of the angle γ <42 ° would lead to an unjustified increase in axial dimensions and increase the material consumption of the conical diaphragm as a transition element of the rear support of the disk, without having a positive effect on the technical result of the invention. The fulfillment of the angle γ> 57 ° exceeding the allowable angular range of γ values found in the invention leads to an unjustified increase in the stress concentration from unilateral off-axis dynamic loads on the disk blade and to a decrease in the disk resource.

Таким образом, за счет улучшения конструктивных и аэродинамических параметров диска рабочего колеса третьей ступени достигают повышения КПД и увеличения запаса ГДУ на всех режимах работы компрессора при повышении ресурса диска без увеличения материалоемкости.Thus, by improving the design and aerodynamic parameters of the third-stage impeller disk, an increase in efficiency and an increase in the GDU reserve are achieved in all compressor operation modes with an increase in disk resource without increasing material consumption.

Claims (11)

1. Диск рабочего колеса третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления (КНД) турбореактивного двигателя (ТРД), имеющего корпус с проточной частью, ротор с валом барабанно-дисковой конструкции, задняя опора которого включает цапфу, переходящую в силовую коническую диафрагму, предназначенную для передачи крутящего момента от турбины низкого давления (ТНД) на вал, радиальных и осевых усилий на опору вала, характеризующийся тем, что диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом наклона образующей и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам упомянутой конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод, наделенный пазами для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала, при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а ступица выполнена симметрично развитой относительно средней условной плоскости полотна, нормальной к оси вала ротора, с осевой шириной, превышающей толщину прикорневой части полотна в (3,5÷5,0) раза, при этом средний радиус диска от оси вала ротора до внешней поверхности обода в условной плоскости симметрии полотна составляет (0,51÷0,73) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя; причем внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, при этом угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад] и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения, при этом подошва каждого паза расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора, а продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°.1. The impeller disk of the third stage of the shaft of the rotor of a low-pressure compressor (LPC) of a turbojet engine (TRD) having a housing with a flow part, a rotor with a shaft of a drum-disk design, the rear support of which includes a pin that passes into a power conical diaphragm designed for transmission torque from the low-pressure turbine (LPH) to the shaft, radial and axial forces on the shaft support, characterized in that the disk is made in the form of a single element, including a hub, made with a Central hole and supply which is located in the lower part on the back of the disk along the flow of the working fluid by an annular conical force element with an inclination angle of the generatrix and a radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical diaphragm of the journal of the rear shaft support, in addition, the disk includes a rim endowed with grooves for inserting the shanks impeller blades, and a blade provided in the upper part with annular shelves located under the rim on both sides, made for permanent connection with reciprocal contact elements with between the shaft steps, while the disk blade is made with a section with a variable height section, tapering conically from the hub to the rim, and the hub is symmetrically developed relative to the average conditional plane of the blade normal to the axis of the rotor shaft, with an axial width exceeding the thickness of the basal part of the blade in ( 3.5 ÷ 5.0) times, with the average radius of the disk from the axis of the rotor shaft to the outer surface of the rim in the conditional plane of symmetry of the web is (0.51 ÷ 0.73) from the radius of the peripheral contour of the engine duct; moreover, the outer surface of the rim of the disk is made component of the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the low pressure valve towards the flow of the working fluid, while the angle of inclination of the forming outer surface of the rim the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °, in addition, the grooves for the establishment of the shanks of the blades are evenly spaced around the perimeter of the rim of the disk with an angular frequency Y p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad] and made in cross section with lateral faces forming an element of the locking connection, the sole of each groove is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft, and the longitudinal axis of the sole of the groove forms, with the axis of the rotor shaft in the projection onto the specified plane, the blade installation angle α defined in the range of α = (18 ÷ 26) °. 2. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что конфигурация поперечного сечения каждого паза в ободе диска выполнена под замковое соединение с хвостовиком по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равных β=(63÷78)°.2. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the cross-sectional configuration of each groove in the disk rim is made under lock connection with a dovetail shank, and the base surfaces of the side faces of the groove are counter-inclined one to the other with the formation of angles β between the side face and the bottom of the groove, equal to β = (63 ÷ 78) °. 3. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что кольцевой конический силовой элемент ступицы выполнен с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°.3. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the annular conical power element of the hub is made with an inclination angle γ of the generatrix to the rotor shaft axis of γ = (42 ÷ 57) °. 4. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что фронтальная полка обода диска выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.4. The disk of the third stage of the shaft of the rotor of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the front shelf of the disk rim is made with an annular protrusion in the upper part of the shelf, provided with a lower intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth of sufficient to insert a split locking ring into the lower part of the height of the shank of the blade, and at least in one section between the grooves in the groove in the protrusion zone in the flange of the rim of the disk one or two radial holes respectively for fixing the locking element and dismantling the locking ring. 5. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что в верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок обода выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.5. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that an annular tide is made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined shelves of the rim for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting balancing of the disk. 6. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые полки, расположенные под ободом диска, выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части, и снабжены гребнями лабиринта.6. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 1, characterized in that the annular shelves located under the rim of the disk are made extending from the web in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular plot of the internal contour of the flowing part, and provided with ridges of the maze. 7. Диск рабочего колеса третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления турбореактивного двигателя, имеющего корпус с проточной частью, ротор с валом барабанно-дисковой конструкции, задняя опора которого включает цапфу, переходящую в силовую коническую диафрагму, предназначенную для передачи крутящего момента от турбины низкого давления на вал, радиальных и осевых усилий на опору вала, характеризующийся тем, что диск выполнен в виде моноэлемента, включающего ступицу, выполненную с центральным отверстием и снабженную в нижней части с тыльной стороны диска по ходу потока рабочего тела кольцевым коническим силовым элементом с углом γ наклона образующей к оси вала ротора, составляющим γ=(42÷57)°, и радиусом выходной контактной кромки, равными ответным параметрам упомянутой конической диафрагмы цапфы задней опоры вала, кроме того, диск включает обод, наделенный пазами для заведения хвостовиков лопаток рабочего колеса, и полотно, снабженное в верхней части расположенными под ободом с двух сторон кольцевыми полками, выполненными для неразъемного соединения с ответными контактными элементами смежных ступеней вала и снабженными гребнями лабиринтного уплотнения, при этом полотно диска выполнено с переменным по высоте сечением, конически сужающимся от ступицы к ободу, а средний радиус диска от оси вала ротора до внешней поверхности обода в условной плоскости симметрии полотна составляет (0,51÷0,73) от радиуса периферийного контура проточной части двигателя; при этом внешняя поверхность обода диска выполнена составляющей осевой участок внутреннего контура проточной части с осевой длиной, равной проекции образующей обода на ось вала ротора, и с радиусом, минимально возрастающим в осевом сечении КНД в сторону потока рабочего тела, при этом угол наклона образующей внешней поверхности обода диска к оси вала ротора составляет φ=(5÷7)°, кроме того, пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска и выполнены в поперечном сечении с боковыми гранями, образующими элемент замкового соединения, при этом подошва каждого паза расположена в плоскости, параллельной оси вала ротора, а продольная ось подошвы паза образует с осью вала ротора в проекции на указанную плоскость угол α установки хвостовика лопатки, определенный в диапазоне значений α=(18÷26)°.7. The impeller disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor of a turbojet engine having a housing with a flow part, the rotor with a drum-disk shaft design, the rear support of which includes an axle turning into a power conical diaphragm designed to transmit torque from the low pressure turbine on the shaft, radial and axial forces on the shaft support, characterized in that the disk is made in the form of a single element, including a hub made with a central hole and provided in the lower part keep from the back of the disk along the flow of the working fluid with an annular conical force element with an inclination angle γ of the generatrix to the rotor shaft axis of γ = (42 ÷ 57) ° and a radius of the output contact edge equal to the response parameters of the conical diaphragm of the axle of the rear shaft support In addition, the disk includes a rim endowed with grooves for inserting the shanks of the blades of the impeller, and a web equipped in the upper part with annular shelves located under the rim on both sides, made for permanent connection with the reciprocal and contact elements of adjacent steps of the shaft and provided with ridges of the labyrinth seal, wherein the blade web is made with a section with a variable height, conically tapering from the hub to the rim, and the average radius of the disc from the axis of the rotor shaft to the outer surface of the rim in the conditional plane of symmetry of the blade is (0 , 51 ÷ 0.73) from the radius of the peripheral contour of the engine duct; the outer surface of the rim of the disk is made component of the axial portion of the inner contour of the flowing part with an axial length equal to the projection of the generatrix of the rim on the axis of the rotor shaft, and with a radius minimally increasing in the axial section of the low pressure valve towards the flow of the working fluid, while the angle of inclination of the generatrix of the outer surface the rim of the disk to the axis of the rotor shaft is φ = (5 ÷ 7) °, in addition, the grooves for introducing the shanks of the blades are evenly spaced around the perimeter of the disk rim and are made in cross section with side faces forming electric locking joint, the sole of each groove is located in a plane parallel to the axis of the rotor shaft, and the longitudinal axis of the sole of the groove forms, with the axis of the rotor shaft, projected onto the specified plane, the blade installation angle α, defined in the range of α = (18 ÷ 26) °. 8. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 7, отличающийся тем, что пазы для заведения хвостовиков лопаток равномерно разнесены по периметру обода диска с угловой частотой Yп=(7,3÷10,4) [ед/рад], при этом конфигурация поперечного сечения каждого паза в ободе диска выполнена под замковое соединение с хвостовиком по типу «ласточкин хвост», а базовые поверхности боковых граней паза выполнены встречно наклонными одна к другой с образованием углов β между боковой гранью и подошвой паза, равных β=(63÷78)°.8. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 7, characterized in that the grooves for introducing the shanks of the blades are evenly spaced around the perimeter of the rim of the disk with an angular frequency Y p = (7.3 ÷ 10.4) [units / rad] while the cross-sectional configuration of each groove in the rim of the disk is made under the castle connection with a shank of the “dovetail” type, and the base surfaces of the side faces of the groove are counter-inclined one to the other with the formation of angles β between the side face and the bottom of the groove equal to β = (63 ÷ 78) °. 9. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 7, отличающийся тем, что фронтальная полка обода диска выполнена с кольцевым выступом в верхней части полки, снабженным понизу прерывистой кольцевой канавкой, выполненной в теле выступа на участках между пазами для хвостовиков глубиной, достаточной для заведения разрезного контровочного кольца в нижнюю часть высоты хвостовика лопатки, причем не менее чем на одном участке между пазами в створе канавки в зоне выступа в полке обода диска выполнены одно или два последовательных радиальных отверстия соответственно для фиксации стопорным элементом и демонтажа контровочного кольца.9. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 7, characterized in that the front shelf of the disk rim is made with an annular protrusion in the upper part of the shelf, provided with a lower intermittent annular groove made in the body of the protrusion in the sections between the grooves for the shanks with a depth of sufficient to insert a split lock ring into the lower part of the height of the shank of the blade, and at least in one section between the grooves in the groove alignment in the protrusion zone in the flange of the rim of the disk, one or two radial holes respectively for fixing the locking element and dismantling the locking ring. 10. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 7, отличающийся тем, что в верхней части полотна диска не менее чем под одной из наклонных полок полотна выполнен кольцевой прилив для последующей прерывистой калибровки толщины и длины участков последнего при монтажной балансировке диска.10. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 7, characterized in that an annular tide is made in the upper part of the disk web at least under one of the inclined shelves of the web for subsequent intermittent calibration of the thickness and length of the sections of the latter during mounting balancing of the disk. 11. Диск третьей ступени вала ротора компрессора низкого давления по п. 7, отличающийся тем, что кольцевые полки, расположенные под ободом диска, выполнены отходящими от полотна в верхней части последнего с углом наклона относительно оси вала ротора, практически повторяющим угол наклона образующей соответствующего кольцевого участка внутреннего контура проточной части. 11. The disk of the third stage of the rotor shaft of the low-pressure compressor according to claim 7, characterized in that the annular shelves located under the rim of the disk are made extending from the web in the upper part of the latter with an angle of inclination relative to the axis of the rotor shaft, practically repeating the angle of inclination of the generatrix of the corresponding annular section of the internal circuit of the flowing part.
RU2015122139/06A 2015-06-10 2015-06-10 Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) RU2603219C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122139/06A RU2603219C1 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015122139/06A RU2603219C1 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2603219C1 true RU2603219C1 (en) 2016-11-27

Family

ID=57774468

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015122139/06A RU2603219C1 (en) 2015-06-10 2015-06-10 Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2603219C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111456815A (en) * 2020-04-30 2020-07-28 上海建桥学院 Wheel disc assembly and five-axis machining method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU785529A1 (en) * 1979-02-05 1980-12-07 Предприятие П/Я Р-6838 Axial turbomachine impeller
SU1348563A1 (en) * 1986-06-30 1987-10-30 И. К. Попов Attachment unit of axial compressor blade
CN202209313U (en) * 2011-09-19 2012-05-02 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 First-level blade of gas compressor used for high-power gas turbine
RU149739U1 (en) * 2014-04-22 2015-01-20 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") DISC OF THE THIRD STEP OF THE TURBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU785529A1 (en) * 1979-02-05 1980-12-07 Предприятие П/Я Р-6838 Axial turbomachine impeller
SU1348563A1 (en) * 1986-06-30 1987-10-30 И. К. Попов Attachment unit of axial compressor blade
CN202209313U (en) * 2011-09-19 2012-05-02 哈尔滨汽轮机厂有限责任公司 First-level blade of gas compressor used for high-power gas turbine
RU149739U1 (en) * 2014-04-22 2015-01-20 Открытое Акционерное Общество "Уфимское Моторостроительное Производственное Объединение" (Оао "Умпо") DISC OF THE THIRD STEP OF THE TURBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111456815A (en) * 2020-04-30 2020-07-28 上海建桥学院 Wheel disc assembly and five-axis machining method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2565110C1 (en) Turbojet low-pressure compressor last stage disc
RU2565091C1 (en) Rotor impeller of lp compressor of jet turbine engine (versions)
RU2603382C1 (en) Turbojet engine low-pressure compressor first stage rotor impeller (versions)
RU2630919C1 (en) Rotor forth stage impeller of high-pressure compressor (hpc) of turbojet engine (versions), hpc rotor impeller disc, hpc rotor impeller blade, hpc rotor impeller blade ring
RU2603219C1 (en) Third stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU149739U1 (en) DISC OF THE THIRD STEP OF THE TURBOJET ENGINE LOW PRESSURE COMPRESSOR ROTOR
RU2565114C1 (en) Rotor impeller of lp compressor of jet turbine engine (versions)
RU2603217C1 (en) First stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2573408C2 (en) Turbojet low-pressure compressor rotor shaft section (versions)
RU2603215C1 (en) Second stage disc of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2565139C1 (en) Turbojet low-pressure compressor second stage disc
RU2636998C1 (en) Second stage impeller wheel of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (variants), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring
RU2603380C1 (en) Gas turbine engine low pressure compressor rotor impeller (versions)
RU2603383C1 (en) Turbojet engine low-pressure compressor second stage rotor impeller (versions)
RU2630921C1 (en) Impeller wheel of third stage of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (variants), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring
RU2565108C1 (en) Turbojet low-pressure compressor rotor impeller (versions)
RU2603379C1 (en) Gas turbine engine low pressure compressor rotor impeller (versions)
RU2573416C2 (en) Production of turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions) and turbojet engine low-pressure compressor rotor shaft (versions)
RU2565136C1 (en) Turbojet low-pressure compressor first stage disc
RU2603222C1 (en) Gas turbine engine low-pressure compressor rotor third stage disc (versions)
RU2565140C1 (en) Turbojet low-pressure compressor third stage disc
RU2630923C1 (en) Impeller wheel of seventh stage of high pressure compressor (hpc) rotor of turbocharger engine (versions), hpc rotor impeller wheel disc, hpc rotor impeller wheel blade, hpc rotor impeller wheel blade ring
RU2603304C1 (en) Gas turbine engine low-pressure compressor rotor first stage disc (versions)
RU2603218C1 (en) Gas turbine engine low-pressure compressor rotor second stage disc (versions)
RU149748U1 (en) DISC OF THE FIRST STAGE OF THE ROTOR COMPRESSOR OF THE LOW PRESSURE OF THE TURBO-REACTIVE ENGINE

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner