RU2638401C2 - Способ закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на изготовленной из композитного материала части лопатки газовой турбины и форма для литья под давлением, обеспечивающая осуществление такого способа - Google Patents

Способ закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на изготовленной из композитного материала части лопатки газовой турбины и форма для литья под давлением, обеспечивающая осуществление такого способа Download PDF

Info

Publication number
RU2638401C2
RU2638401C2 RU2015104046A RU2015104046A RU2638401C2 RU 2638401 C2 RU2638401 C2 RU 2638401C2 RU 2015104046 A RU2015104046 A RU 2015104046A RU 2015104046 A RU2015104046 A RU 2015104046A RU 2638401 C2 RU2638401 C2 RU 2638401C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reinforcing element
metal reinforcing
structural metal
blade
binder material
Prior art date
Application number
RU2015104046A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015104046A (ru
Inventor
Тьерри ГОДОН
Брюно Жак Жерар ДАМБРИН
Франк Бернар Леон ВАРЭН
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 RU2015104046A publication Critical patent/RU2015104046A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2638401C2 publication Critical patent/RU2638401C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B23P15/04—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass turbine or like blades from several pieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/52—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the way of applying the adhesive
    • B29C65/54—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the way of applying the adhesive between pre-assembled parts
    • B29C65/542—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the way of applying the adhesive between pre-assembled parts by injection
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14008—Inserting articles into the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14065—Positioning or centering articles in the mould
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1657—Making multilayered or multicoloured articles using means for adhering or bonding the layers or parts to each other
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1671—Making multilayered or multicoloured articles with an insert
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/2602—Mould construction elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/483—Reactive adhesives, e.g. chemically curing adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/78—Means for handling the parts to be joined, e.g. for making containers or hollow articles, e.g. means for handling sheets, plates, web-like materials, tubular articles, hollow articles or elements to be joined therewith; Means for discharging the joined articles from the joining apparatus
    • B29C65/7841—Holding or clamping means for handling purposes
    • B29C65/7847—Holding or clamping means for handling purposes using vacuum to hold at least one of the parts to be joined
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/12—Joint cross-sections combining only two joint-segments; Tongue and groove joints; Tenon and mortise joints; Stepped joint cross-sections
    • B29C66/124—Tongue and groove joints
    • B29C66/1246—Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove
    • B29C66/12461—Tongue and groove joints characterised by the female part, i.e. the part comprising the groove being rounded, i.e. U-shaped or C-shaped
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/301—Three-dimensional joints, i.e. the joined area being substantially non-flat
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/53—Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars
    • B29C66/532—Joining single elements to the wall of tubular articles, hollow articles or bars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B29C66/7214—Fibre-reinforced materials characterised by the length of the fibres
    • B29C66/72141—Fibres of continuous length
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/74—Joining plastics material to non-plastics material
    • B29C66/742—Joining plastics material to non-plastics material to metals or their alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/81—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps
    • B29C66/814—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps
    • B29C66/8141—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined
    • B29C66/81411—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat
    • B29C66/81421—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave
    • B29C66/81423—General aspects of the pressing elements, i.e. the elements applying pressure on the parts to be joined in the area to be joined, e.g. the welding jaws or clamps characterised by the design of the pressing elements, e.g. of the welding jaws or clamps characterised by the surface geometry of the part of the pressing elements, e.g. welding jaws or clamps, coming into contact with the parts to be joined characterised by its cross-section, e.g. transversal or longitudinal, being non-flat being convex or concave being concave
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/82—Pressure application arrangements, e.g. transmission or actuating mechanisms for joining tools or clamps
    • B29C66/822—Transmission mechanisms
    • B29C66/8221—Scissor or lever mechanisms, i.e. involving a pivot point
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8324—Joining or pressing tools pivoting around one axis
    • B29C66/83241—Joining or pressing tools pivoting around one axis cooperating pivoting tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/12—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by using adhesives
    • B32B37/1284—Application of adhesive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/16—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with all layers existing as coherent layers before laminating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B38/18—Handling of layers or the laminate
    • B32B38/1858—Handling of layers or the laminate using vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/282—Selecting composite materials, e.g. blades with reinforcing filaments
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26—Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • F04D29/321—Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps for axial flow compressors
    • F04D29/324—Blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B29C45/14065—Positioning or centering articles in the mould
    • B29C2045/14155—Positioning or centering articles in the mould using vacuum or suction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/16—Making multilayered or multicoloured articles
    • B29C45/1657—Making multilayered or multicoloured articles using means for adhering or bonding the layers or parts to each other
    • B29C2045/1664—Chemical bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
    • B29C65/48—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding
    • B29C65/4805—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor using adhesives, i.e. using supplementary joining material; solvent bonding characterised by the type of adhesives
    • B29C65/483—Reactive adhesives, e.g. chemically curing adhesives
    • B29C65/4835—Heat curing adhesives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2305/00—Use of metals, their alloys or their compounds, as reinforcement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2009/00—Layered products
    • B29L2009/003—Layered products comprising a metal layer
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B38/00—Ancillary operations in connection with laminating processes
    • B32B2038/0052—Other operations not otherwise provided for
    • B32B2038/0076—Curing, vulcanising, cross-linking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2305/00—Condition, form or state of the layers or laminate
    • B32B2305/08—Reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2311/00—Metals, their alloys or their compounds
    • B32B2311/18—Titanium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2603/00—Vanes, blades, propellers, rotors with blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00—Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12—Blades
    • F01D5/28—Selecting particular materials; Particular measures relating thereto; Measures against erosion or corrosion
    • F01D5/288—Protective coatings for blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00—Components
    • F05D2240/20—Rotors
    • F05D2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • F05D2240/303—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor related to the leading edge of a rotor blade
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на части лопатки газовой турбины, изготовленной из композитного материала, включающему установку конструктивного металлического усиливающего элемента в форме для литья под давлением, установку части лопатки, на которую требуется прикрепление конструктивного металлического усиливающего элемента в форму литья под давлением. Часть лопатки и конструктивный металлический усиливающий элемент устанавливают относительно друг друга в их окончательное относительное положение, оставляя между ними зазор. Осуществляют впрыскивание связующего материала в зазор между конструктивным металлическим усиливающим элементом и частью лопатки, на которой требуется закрепить конструктивный металлический усиливающий элемент. Осуществляют полимеризацию связующего материала. Согласно изобретению также предлагается форма для литья под давлением для осуществления этого способа. Изобретение обеспечивает повышение качества получаемых изделий. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

Description

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится, в общем, к изготовленным из композитного материала лопаткам газовой турбины авиационного двигателя, которые содержат переднюю кромку и/или выходную кромку, оснащенную конструктивным металлическим усиливающим элементом.
Область применения изобретения включает лопатки вентилятора газотурбинного двигателя или лопасти воздушного винта. Другая область применения изобретения включает лопатки выходного направляющего аппарата (OGV) для газотурбинных двигателей.
Относительно лопаток турбовентилятора, которые изготовлены из композитного материала, известно, что их необходимо устанавливать по плотной посадке с металлическим конструктивным усиливающим элементом, продолжающимся по всей высоте лопаток и за пределы их передних кромок. То же самое относится к лопаткам выходного направляющего аппарата.
Такой конструктивный усиливающий элемент обеспечивает защиту пакета композитных лопаток относительно вентилятора при ударе посторонним предметом, таким как птица, засасываемым, например, двигателем. В частности, металлический конструктивный усиливающий элемент служит для защиты передней кромки (или выходной кромки) лопатки из композитного материала, вследствие исключения рисков расслаивания, разрушения волокон или фактически выхода из строя в результате потери сцепления между волокнами и матрицей.
Конструктивный усиливающий элемент обычно содержит детали из титана, изготовленные из куска материала посредством механической обработки, и такие детали закреплены адгезионным способом непосредственно по внешнему контуру защищаемой лопатки.
Однако адгезионное прикрепление детали конструктивного металлического усиливающего элемента поднимает несколько вопросов. В частности, трудно обеспечить достаточную толщину адгезива (далее - связующего материала) по всем участкам контактной поверхности между металлическим усиливающим элементом и лопаткой. Кроме того, при изменении вязкости между различными порциями связующего материала невозможно обеспечить равную толщину слоя связующего материала в неизменяемых условиях изготовления.
Таким образом, существует потребность в способе, который позволяет обеспечивать неоднократное адгезионное прикрепление конструктивного металлического усиливающего элемента к лопатке, в особенности, при регулируемой толщине связующего материала.
ЗАДАЧА И СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задача согласно изобретения решена посредством создания способа закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на части лопатки газовой турбины, изготовленной из композитного материала с армированием волокнами с уплотнением матрицей, при котором: размещают конструктивный металлический усиливающий элемент в форме для литья под давлением; размещают указанную часть лопатки, на которой требуется закрепить конструктивный металлический усиливающий элемент, в форме для литья под давлением, причем эту часть лопатки и конструктивный металлический усиливающий элемент размещают относительно друг друга в их окончательном относительном положении, оставляя между ними зазор; инжектируют связующий материал в зазор между конструктивным металлическим усиливающим элементом и указанной частью лопатки, на которую требуется закрепить конструктивный металлический усиливающий элемент; и осуществляют полимеризацию связующего материала.
Способ прикрепления согласно изобретению имеет преимущество, основанное на способе заполнения полимером при использовании технологии литьевого формования материала типа LCM, а более конкретно, способ инжекции полимера типа способа литьевого прессования полимера (RTM) или типа литьевого прессования полимера с помощью вакуума (VARTM) для прикрепления конструктивного металлического усиливающего элемента к лопатке. Такие способы являются, собственно, известными, обеспечивающими возможность эффективного управления прикреплением конструктивного металлического усиливающего элемента. Таким способом, в частности, можно обеспечить эффективное регулирование конечной толщины слоя связующего материала повсеместно на участке контактной поверхности между конструктивным металлическим усиливающим элементом и лопаткой. Это позволяет неоднократно выполнять адгезионное прикрепление металлического усиливающего элемента на всех лопатках газовой турбины.
Лопатку можно устанавливать в форму для литья под давлением в горизонтальном или вертикальном положении. Лопатку также можно частично или полностью устанавливать в форму для литья под давлением. В результате, способ по изобретению имеет большую свободу применения.
Способ, кроме того, предпочтительно предусматривает создание вакуума в зазоре между конструктивным металлическим усиливающим элементом и частью лопатки, на которой конструктивный металлический усиливающий элемент должен быть закреплен до инжекции связующего материала. Создание вакуума позволяет обеспечивать вполне равномерное распределение связующего материала в данном зазоре.
Также предпочтительным является удерживание конструктивного металлического усиливающего элемента внутри формы для литья под давлением благодаря действию вакуумного или всасывающего держателя с чашечным присосом. Таким образом, форма для литья под давлением может состоять из двух частей, которые соединены одна с другой шарнирно, каждая часть такой пресс-формы вмещает соответствующую боковую сторону конструктивного металлического усиливающего элемента.
Изобретение также обеспечивает применение способа, как определено выше, для прикрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на передней кромке, выходной кромке или на венце лопатки вентилятора, лопасти воздушного (гребного) винта или лопатки выходного направляющего аппарата, выполненной из композитного материала, и для использования в турбинном двигателе.
Согласно изобретению также предлагается форма для литья под давлением для осуществления способа, как упомянуто выше, причем форма для литья содержит место для вмещения конструктивного металлического усиливающего элемента, прикрепляемого на части лопатки, и средство для удерживания конструктивного металлического усиливающего элемента в форме для литья. Форма может содержать две части, которые являются шарнирно соединенными вместе посредством шарнира.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Другие особенности и преимущества настоящего изобретения становятся очевидными из нижеследующего описания, приведенного со ссылкой на приложенные чертежи, которые отображают варианты осуществления, не имеющие ограничивающего характера. На чертежах:
фиг. 1 - схематический вид в разрезе лопатки вентилятора газотурбинного двигателя, изготовленной из композитного материала, содержащей переднюю кромку, покрытую конструктивным металлическим усиливающим элементом;
фиг. 2-5 - различные этапы способа согласно изобретению для прикрепления конструктивного металлического усиливающего элемента к передней кромке лопатки с фиг. 1;
фиг. 6 - схематический вид в разрезе конструктивной лопатки направляющего аппарата, изготовленной из композитного материала и содержащей переднюю кромку, покрытую конструктивным металлическим усиливающим элементом; и
фиг. 7 - этап способа согласно изобретению для закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на передней кромке лопатки согласно фиг. 6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к любой изготовленной из композитного материала лопатке газовой турбины для авиационного двигателя, и, в частности, оно имеет отношение к лопаткам вентилятора турбины двигателя, как показано на виде в разрезе с фиг. 1.
Как известно, лопатка 1 вентилятора содержит аэродинамическую поверхность, которая продолжается, в частности, между передней кромкой 2 и выходной кромкой 3. Аэродинамическая поверхность лопатки вентилятора также содержит корыто 4 и спинку 5, которые образуют боковые поверхности лопатки, связывающие переднюю кромку и выходную кромку.
Лопатка 1 вентилятора изготовлена из композитного материала с армированием волокнами, с уплотнением посредством матрицы. Например, лопатка может быть выполнена посредством трехмерной заготовки с переплетением из волокон и посредством пропитки заготовки с матрицей, узел в сборе выполняют способом литьевого формования полимера с помощью вакуума, способом типа VARTM.
Лопатка 1 вентилятора содержит конструктивный металлический усиливающий элемент 10, который адгезивно связан с ее передней кромкой 2 и который продолжается как в осевом направлении за пределы передней кромки лопатки, так и в радиальном направлении по всей высоте передней кромки (то есть от хвостовика до венца лопатки - на фиг. 1 не показано).
Более точно, конструктивный металлический усиливающий элемент 10 плотно прилегает по контуру к передней кромке 2 лопатки, которую он продолжает для образования металлической передней кромки 2a. Конструктивный металлический усиливающий элемент за пределами передней кромки лопатки плотно прилегает к профильным частям корыта 4 и спинки 5 лопатки.
Конструктивный металлический усиливающий элемент 10 представлен в прямом сечении, который выполнен, по существу, с видом закругленной V-формы, содержит основание 11, которое плотно прилегает к передней кромке 2 лопатки и которое продолжено двумя боковыми сторонами 12 и 13, плотно прилегающими к корыту 4 и спинке 5 лопатки. Каждая из боковых сторон 12 и 13 конструктивного металлического усиливающего элемента представляет профиль, который сужается к выходной кромке лопатки.
Конструктивный металлический усиливающий элемент 10 является цельной частью, которая предпочтительно изготовлена на основе титана. Этот материал демонстрирует большую способность к поглощению энергии в результате ударов.
Следует заметить, что конструктивный металлический усиливающий элемент может быть прикреплен аналогичным способом к выходной кромке лопатки или к венцу лопатки, вместо или в дополнение к конструктивному металлическому усиливающему материалу, прикрепленному к передней кромке.
Конструктивный металлический усиливающий элемент 10 прикреплен к передней кромке 2 лопатки 1 вентилятора способом крепления согласно изобретению, как описано ниже со ссылкой на фиг. 2-5.
Первоначально, конструктивный металлический усиливающий элемент 10 для прикрепления к передней кромке лопатки вентилятора устанавливают в заданном положении внутри формы 20 для литья под давлением.
Как показано на фиг. 2, форма 20 для литья под давлением содержит внутреннюю поверхность профиля, соответствующего, по существу, внешнему профилю конструктивного металлического усиливающего элемента 10, в частности, содержащую нижнюю часть 21, вмещающую основание 11 конструктивного металлического усиливающего элемента, и две стороны 22 и 23, соответственно вмещающие боковые стороны 12 и 13 усиливающего элемента.
В примере, показанном на фиг. 2-5, конструктивный металлический усиливающий элемент 10 удерживается внутри формы 20 для литья под давлением посредством создаваемого вакуума. С этой целью, стороны 22 и 23 формы для литья под давлением содержат каналы 24 для создания вакуума между внутренней поверхностью формы для литья под давлением и внешней поверхностью конструктивного металлического усиливающего элемента с тем, чтобы усиливающий элемент удерживался внутри формы для литья под давлением.
Естественно, могут быть предусмотрены другие средства для обеспечения такого удерживания. Например, внутренняя поверхность формы для литья под давлением может быть оснащена чашками-присосками, к которым прижимают конструктивный металлический усиливающий элемент.
Кроме того, в описываемом варианте осуществления изобретения форма для литья под давлением изготовлена из двух частей, которые шарнирно соединены друг с другом посредством шарнира 25. В частности, две шарнирно соединяемые части соответствуют двум сторонам 22 и 23 формы для литья под давлением. Естественно, можно предусмотреть любой другой способ замыкания формы для литья под давлением.
После выполнения установки и удерживания должным образом конструктивного металлического усиливающего элемента 10 внутри формы для литья под давлением, переднюю кромку лопатки вентилятора, которую необходимо покрыть, устанавливают в заданное положение. С этой целью, и как показано на фиг. 3, форму 20 для литья под давлением открывают (путем разведения сторон 22, 23), чтобы позволить вставление передней кромки 2 лопатки в форму для литья под давлением.
Передняя кромка 2 лопатки удерживается в таком положении посредством введения лопатки в зацепление с неподвижной частью оснастки посредством ее хвостовика и/или, например, ее выходной кромки. Форма 20 для литья под давлением затем может быть закрыта возвращением ее сторон 22 и 23 в их исходное положение.
В таком положении (фиг. 4) передняя кромка 2 лопатки и конструктивный металлический усиливающий элемент удерживаются относительно друг друга в их окончательном относительном положении, то есть с оставлением между ними зазора 26, который регулируют как функцию количества связующего материала, который необходимо впрыснуть (ввести под давлением).
Нижеследующий этап способа, как показано на фиг. 5, состоит во впрыскивании связующего материала в зазор 26, созданный между конструктивным металлическим усиливающим элементом 10 и передней кромкой 2 лопатки. С этой целью, уплотнительная прокладка 27 помещается на форму для литья под давлением вокруг концевых частей двух боковых сторон 12 и 13 конструктивного металлического усиливающего элемента, и связующий материал может быть введен через любое периферийное место передней кромки лопатки (такое место для впрыска связующего материала указано стрелкой 28 на фиг. 5). Связующий материал заполняет весь объем зазора 26.
Связующий материал, предпочтительно, впрыскивается после первоначального создания вакуума в зазоре 26 между конструктивным металлическим усиливающим элементом 10 и передней кромкой 2 лопатки для обеспечения вполне равномерного распределения связующего материала.
С этой целью, возможно отсасывание воздуха из зазора через любую периферийную часть передней кромки лопатки (которая является отличной от места 28 инжекции связующего материала). Следует отметить, что степень разрежения в зазоре не должна препятствовать удерживанию конструктивного металлического усиливающего элемента внутри формы для литья под давлением. В частности, такое разрежение воздуха должно быть создано при одновременном поддержании градиента давления между формой для литья под давлением и конструктивным металлическим усиливающим элементом и в то же время с обеспечением градиента, достаточного для исключения отделения конструктивного металлического усиливающего элемента от формы для литья под давлением.
Связующий материал, который введен в зазор 26 между конструктивным металлическим усиливающим элементом 10 и передней кромкой 2 лопатки, может быть полимером из сложного полиэфира, полиуретана, полиэпоксидной смолы, бисмалеимида и/или материалом фенолического типа, а может быть в виде стекловидной массы.
Связующий материал затем полимеризируется. Например, со связующим материалом типа эпоксидной смолы класса 180°C полимеризацию выполняют повышением температуры до 140°C в течение 2 часов после инжекции.
После этого передняя кромка лопатки может быть вынута из формы для литья под давлением. С этой целью, может быть предпочтительно повторное открытие формы для литья под давлением посредством раздвижения ее сторон 22 и 23 относительно друг друга, как описано со ссылкой на фиг.3.
Со ссылкой на фиг. 6 и 7, ниже следует описание другого выполнения способа изобретения.
В данном примере лопатка, которую необходимо снабдить конструктивным металлическим усиливающим элементом, является турбинной лопаткой выходного направляющего аппарата (OGV) газотурбинного двигателя.
Как показано на фиг. 6, лопатка 1' выходного направляющего аппарата (OGV) представляет собой аэродинамическую поверхность, которая продолжена, в частности, между передней кромкой 2' и выходной кромкой 3'.
Что касается лопатки вентилятора, описанной выше, лопатка 1' выходного направляющего аппарата (OGV) изготовлена из композитного материала и представляет конструктивный металлический усиливающий элемент 10', который является адгезионно прикрепленным к его передней кромке 2' и который продолжается как в осевом направлении за пределы передней кромки лопатки, так и радиально по полной высоте передней кромки.
Способ прикрепления конструктивного металлического усиливающего элемента 10' на передней кромке 2' лопатки 1' идентичен вышеописанному способу. В частности, он заключается, главным образом, в устанавливании конструктивного металлического усиливающего элемента 10' в заданном положении в форму 20' для литья под давлением, затем в устанавливании передней кромки 2' лопатки в заданном положении в форму для литья под давлением так, чтобы лопатка и конструктивный металлический усиливающий элемент были установлены в заданном положении относительно друг друга в их окончательном относительном положении, в то же время оставляя между ними зазор 26'. Связующий материал затем можно впрыскивать через точку 28' для инжекции связующего материала, расположенную на периферии передней кромки лопатки. После выполнения полимеризации связующего материала лопатка и ее передняя кромка могут быть вынуты из формы для литья под давлением.
По сравнению с вариантом осуществления изобретения, описанным с лопаткой вентилятора, форма для литья под давлением, используемая в таком варианте осуществления, не обязательно изготовлена с использованием двух частей, которые шарнирно соединены вместе. При данной конфигурации с несимметричным профилем лопатки выходного направляющего аппарата (OGV) не обязательной является возможность открытия формы для литья под давлением, чтобы устанавливать переднюю кромку лопатки в заданное положение.
Ниже описаны характеристики, которые являются общими для двух вышеописанных вариантов осуществления изобретения.
Лопатка (лопатка вентилятора или лопатка выходного направляющего аппарата (OGV)) может быть установлена в форму для литья под давлением вертикально или горизонтально в зависимости от требований. Она также может быть установлена в форму для литья под давлением частично или полностью.
Связующий материал можно впрыскивать в зазор, остающийся между конструктивным металлическим усиливающим элементом и передней кромкой лопатки через периферию передней кромки, как показано на чертежах, или через один из двух радиальных концов конструктивного металлического усиливающего элемента. Также возможно предусмотреть впрыскивание связующего материала через одно или более из отверстий, выполненных сквозь основание конструктивного металлического усиливающего элемента, эти отверстия впоследствии закрываются (например, посредством лазерной наплавки).
Кроме того, во время выполнения этапа инжекции связующего материала в форму для литья под давлением является возможным адгезионное прикрепление пленки на основе полиуретана на нагнетательную боковую сторону и/или всасывающую боковую сторону лопатки. Такая пленка имеет функцию покрытия поверхности лопатки, которую она защищает от эрозии.
В описанных примерах конструктивный металлический усиливающий элемент устанавливают на переднюю кромку лопатки. Естественно, аналогичный элемент может быть применен также для прикрепления конструктивного металлического усиливающего элемента к выходной кромке или к венцу лопатки. В частности, если необходимо зафиксировать такой усиливающий элемент как к передней кромке, так и к выходной кромке лопатки, эти операции могут быть выполнены одновременно с использованием одного и того же способа инжекции. Аналогично, способ по изобретению является применимым равным образом к лопастям воздушных винтов авиационного двигателя, типа турбовинтового двигателя.

Claims (12)

1. Способ закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента (10; 10') на части лопатки (1; 1') газовой турбины, изготовленной из композитного материала с армированием волокнами с уплотнением матрицей, при котором:
размещают конструктивный металлический усиливающий элемент в форме (20; 20') для литья под давлением;
размещают указанную часть лопатки, на которой требуется закрепить конструктивный металлический усиливающий элемент, в форме для литья под давлением, причем эту часть лопатки и конструктивный металлический усиливающий элемент размещают относительно друг друга в их окончательном относительном положении, оставляя между ними зазор (26; 26');
инжектируют связующий материал в зазор между конструктивным металлическим усиливающим элементом и указанной частью лопатки, на которую требуется закрепить конструктивный металлический усиливающий элемент; и
осуществляют полимеризацию связующего материала.
2. Способ по п. 1, при котором дополнительно создают вакуум в зазоре между конструктивным металлическим усиливающим элементом и частью лопатки, на которую требуется закрепить конструктивный металлический усиливающий элемент, до инжекции связующего материала.
3. Способ по п. 1 или 2, при котором конструктивный металлический усиливающий элемент удерживают внутри формы для литья под давлением посредством вакуума или эффекта чашки с присосом.
4. Способ по п. 3, при котором связующий материал является полимером.
5. Способ по п. 1 или 2, при котором связующий материал является полимером.
6. Применение способа по любому из пп. 1-5 для закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента (10; 10') на передней кромке (2; 2'), выходной кромке (3; 3') или на венце лопатки (1) вентилятора, лопасти воздушного винта или на лопатке (1') выходного направляющего аппарата, изготовленной из композитного материала и для использования в турбинном двигателе.
7. Форма (20; 20') для литья под давлением для осуществления способа по любому из пп. 1-5, содержащая место для размещения конструктивного металлического усиливающего элемента, который требуется закрепить на части лопатки, и средство для удерживания конструктивного металлического усиливающего элемента в указанной форме.
8. Форма для литья по п. 7, содержащая две стороны (22, 23), которые шарнирно соединены друг с другом посредством шарнира.
RU2015104046A 2012-07-09 2013-07-03 Способ закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на изготовленной из композитного материала части лопатки газовой турбины и форма для литья под давлением, обеспечивающая осуществление такого способа RU2638401C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1256597A FR2992887B1 (fr) 2012-07-09 2012-07-09 Procede de fixation d'un renfort metallique structurel sur une partie d'une aube de turbine a gaz en materiau composite et moule d'injection pour la mise en oeuvre d'un tel procede
FR1256597 2012-07-09
PCT/FR2013/051576 WO2014009635A1 (fr) 2012-07-09 2013-07-03 Procede de fixation d'un renfort metallique structurel sur une partie d'une aube de turbine a gaz en materiau composite et moule d'injection pour la mise en œuvre d'un tel procede.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015104046A RU2015104046A (ru) 2016-08-27
RU2638401C2 true RU2638401C2 (ru) 2017-12-13

Family

ID=47003019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015104046A RU2638401C2 (ru) 2012-07-09 2013-07-03 Способ закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на изготовленной из композитного материала части лопатки газовой турбины и форма для литья под давлением, обеспечивающая осуществление такого способа

Country Status (8)

Country Link
US (1) US10259169B2 (ru)
EP (1) EP2869985B1 (ru)
CN (1) CN104428128B (ru)
BR (1) BR112015000312B1 (ru)
CA (1) CA2877214C (ru)
FR (1) FR2992887B1 (ru)
RU (1) RU2638401C2 (ru)
WO (1) WO2014009635A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2825901C1 (ru) * 2024-03-14 2024-09-02 Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед" Способ защиты лопасти воздушного винта от эрозионного и абразивного износа (варианты)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2857297C (en) * 2014-07-21 2021-08-17 Alstom Renewable Technologies Apparatus and method for modifying a geometry of a turbine part
US10907609B2 (en) 2014-07-15 2021-02-02 Ge Renewable Technologies Apparatus and method for modifying a geometry of a turbine part
FR3025248B1 (fr) * 2014-08-27 2019-08-23 Safran Aube de redresseur en materiau composite pour moteur a turbine a gaz et son procede de fabrication
CN104787282A (zh) * 2015-04-03 2015-07-22 郑伟 一种带金属前缘的螺旋桨及制造工艺
FR3040902B1 (fr) * 2015-09-10 2017-09-01 Snecma Procede de fabrication d'un renfort de protection pour une aube (p) presentant un bord d'attaque ou de fuite courbe
US10677259B2 (en) * 2016-05-06 2020-06-09 General Electric Company Apparatus and system for composite fan blade with fused metal lead edge
DE102016217605A1 (de) * 2016-09-15 2018-03-15 Lufthansa Technik Ag Vorrichtung und Verfahren zur Ausbesserung der Vorderkante einer Kompressor- oder Turbinenschaufel
JP6735299B2 (ja) * 2018-03-09 2020-08-05 三菱重工業株式会社 複合材翼、前縁金属カバー形成ユニット、複合材翼の製造方法
FR3079445B1 (fr) * 2018-03-28 2020-04-24 Safran Procede de fabrication d'une aube en materiau composite a bord d'attaque metallique rapporte pour turbine a gaz
CN108454829A (zh) * 2018-05-30 2018-08-28 安徽卓尔航空科技有限公司 一种螺旋桨叶片
FR3084695A1 (fr) * 2018-07-31 2020-02-07 Safran Aircraft Engines Aube composite a armature metallique et son procede de fabrication
US10822969B2 (en) 2018-10-18 2020-11-03 Raytheon Technologies Corporation Hybrid airfoil for gas turbine engines
US10774653B2 (en) 2018-12-11 2020-09-15 Raytheon Technologies Corporation Composite gas turbine engine component with lattice structure
FR3102086B1 (fr) * 2019-10-17 2022-02-18 Safran Aircraft Engines Aube en matériau composite comportant un renfort métallique, et procédés de fabrication et de réparation d’une telle aube
FR3102378B1 (fr) 2019-10-23 2021-11-12 Safran Aircraft Engines Procédé de fabrication d’une aube en matériau composite avec bord d’attaque métallique rapporté
FR3105292B1 (fr) 2019-12-18 2021-12-31 Safran Aircraft Engines Aube en matériau composite avec bord d’attaque rapporté à densité variable
US11073030B1 (en) 2020-05-21 2021-07-27 Raytheon Technologies Corporation Airfoil attachment for gas turbine engines
CN112373052B (zh) * 2020-10-21 2022-11-29 武汉理工大学 一种复合材料叶片金属包边的胶接方法及装置
FR3121864A1 (fr) * 2021-04-19 2022-10-21 Safran Aircraft Engines Procede de fabrication d’une aube composite de turbomachine
CN113459526B (zh) * 2021-06-30 2022-06-10 中国航空制造技术研究院 一种复合材料风扇叶片与金属包边的胶接成型方法
CN114211797B (zh) * 2021-11-24 2024-01-23 东方电气风电股份有限公司 风电叶片腹板快速粘接结构及其快速成型方法
CN114683558B (zh) * 2022-04-06 2023-10-03 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 一种复合材料叶片金属包边的胶接方法
FR3136475B1 (fr) * 2022-06-09 2024-06-14 Safran Procédé de fixation d’une pièce sur un support par transfert d’un film adhésif
US20240280024A1 (en) * 2023-02-20 2024-08-22 General Electric Company Turbine engine with composite airfoils
US12098653B1 (en) * 2023-04-12 2024-09-24 Rtx Corporation Adhesive bond for fan blades

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1777063A1 (fr) * 2005-10-21 2007-04-25 Snecma Procédé de fabrication d'une aube de turbomachine composite, et aube obtenue par ce procédé
WO2011006563A2 (de) * 2009-07-13 2011-01-20 Repower Systems Ag Rotorblatt einer windenergieanlage sowie verfahren zum fertigen eines rotorblattes einer windenergieanlage
US20110038732A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Huth Brian P Gas turbine engine composite blade
EP2353830A2 (en) * 2010-02-05 2011-08-10 United Technologies Corporation Method of manufacturing a composite fan blade with co-cured sheath, and corresponding fan blade

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7824592B2 (en) * 2006-09-22 2010-11-02 General Electric Company Bond line forming method
EP2226186A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-08 Lm Glasfiber A/S Method and manufacturing line for manufacturing wind turbine blades

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1777063A1 (fr) * 2005-10-21 2007-04-25 Snecma Procédé de fabrication d'une aube de turbomachine composite, et aube obtenue par ce procédé
RU2413590C2 (ru) * 2005-10-21 2011-03-10 Снекма Способ изготовления композитной лопатки газотурбинного двигателя и лопатка, полученная при помощи этого способа
WO2011006563A2 (de) * 2009-07-13 2011-01-20 Repower Systems Ag Rotorblatt einer windenergieanlage sowie verfahren zum fertigen eines rotorblattes einer windenergieanlage
US20110038732A1 (en) * 2009-08-14 2011-02-17 Huth Brian P Gas turbine engine composite blade
EP2353830A2 (en) * 2010-02-05 2011-08-10 United Technologies Corporation Method of manufacturing a composite fan blade with co-cured sheath, and corresponding fan blade

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2825901C1 (ru) * 2024-03-14 2024-09-02 Акционерное общество "Московский машиностроительный завод "Вперед" Способ защиты лопасти воздушного винта от эрозионного и абразивного износа (варианты)

Also Published As

Publication number Publication date
EP2869985A1 (fr) 2015-05-13
US10259169B2 (en) 2019-04-16
FR2992887B1 (fr) 2015-05-01
US20150151485A1 (en) 2015-06-04
CN104428128B (zh) 2017-01-18
FR2992887A1 (fr) 2014-01-10
EP2869985B1 (fr) 2016-12-07
CN104428128A (zh) 2015-03-18
CA2877214C (fr) 2020-08-04
WO2014009635A1 (fr) 2014-01-16
BR112015000312A2 (pt) 2017-06-27
CA2877214A1 (fr) 2014-01-16
RU2015104046A (ru) 2016-08-27
BR112015000312B1 (pt) 2020-07-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2638401C2 (ru) Способ закрепления конструктивного металлического усиливающего элемента на изготовленной из композитного материала части лопатки газовой турбины и форма для литья под давлением, обеспечивающая осуществление такого способа
CN107107487B (zh) I形抗剪腹板的制造
EP2532510B1 (en) Method of modifying the surface shape of a wind turbine rotor blade
US9273631B2 (en) Seamless acoustic liner
US8979500B2 (en) Method of manufacture of aerofoil leading edge strip
US8828172B2 (en) Method for manufacturing a wind turbine rotor blade with a shear web
US8172541B2 (en) Internally-damped airfoil and method therefor
US20160167269A1 (en) Method of fabricating a composite material blade having an integrated metal leading edge for a gas turbine aeroengine
DK2666615T3 (en) Process for producing a rotor blade half shell for a wind power plant or for producing a rotor blade for a wind power plant, and production form for this purpose
US20110194941A1 (en) Co-cured sheath for composite blade
US9217333B2 (en) Composite-material vane
US20170254212A1 (en) A guide vane made of composite material for a gas turbine engine, and it's method of fabrication
US20150247411A1 (en) Blade tip
US10022923B2 (en) Method of repairing a perforated skin of a panel using a doubler
CN113286943A (zh) 用于确保叶片闭合过程中的适当粘接物流动的粘合剂阻挡件设计
US6561247B2 (en) Method and apparatus for repairing a discrete damaged portion of an article surface
CN108495739A (zh) 用于制造风轮机叶片本体的方法与设备
WO2019128020A1 (zh) 叶片组件模具及使用其制造叶片组件的方法
CN110023064A (zh) 制造用于风力涡轮机叶片的抗剪腹板的方法和系统
CN117940273A (zh) 包括金属增强件的由复合材料制成的轮叶及制造这种轮叶的方法
EP2626196A1 (en) Joining of composite shells using a preform
US12103245B2 (en) Assembly of an outlet guide vane for an aircraft turbine engine using a reduced-size vacuum sheet
US20240286327A1 (en) Leading edge protection shield

Legal Events

Date Code Title Description
PD4A Correction of name of patent owner