RU2679956C1 - Aviation engine impeller and method for manufacture thereof from composite material - Google Patents
Aviation engine impeller and method for manufacture thereof from composite material Download PDFInfo
- Publication number
- RU2679956C1 RU2679956C1 RU2017137310A RU2017137310A RU2679956C1 RU 2679956 C1 RU2679956 C1 RU 2679956C1 RU 2017137310 A RU2017137310 A RU 2017137310A RU 2017137310 A RU2017137310 A RU 2017137310A RU 2679956 C1 RU2679956 C1 RU 2679956C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- support ring
- blades
- shank
- flange
- interscapular
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 8
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 6
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 210000003746 feather Anatomy 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 210000001991 scapula Anatomy 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000009941 weaving Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- F01D5/02—Blade-carrying members, e.g. rotors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области турбостроения, точнее способам изготовления рабочего колеса газотурбинного двигателя из композиционного материала.The invention relates to the field of turbine construction, more specifically to methods for manufacturing the impeller of a gas turbine engine from composite material.
Известен способ изготовления композиционной лопатки газотурбинного двигателя и лопатка, полученная при помощи этого способа (патент RU №2413590, опубл. 10.03.2011 г.), согласно которому путем трехмерного тканья нитий выполняют заготовку, содержащую разметочные нити, расположенные, по меньшей мере, на поверхности заготовки. Далее заготовку разрезают, оставляя не тронутыми ряд разметочных нитей, расположенных вдоль контрольной стороны заготовки, и предварительно деформируют, уплотняют и упрочняют. Готовят пресс-форму для формирования под давлением, в которую помещают металлический защитный элемент, предохраняющий переднюю кромку, упрочненную заготовку и впрыскивают в нее связующее, содержащее термоотверждающуюся смолу. Этим же патентом защищается конструкция лопатки, содержащая перо, входная кромка которого окантована металлическим защитным элементом, ножку (хвостовик) и переходную зону, соединяющую перо и ножку. Лопатку изготавливают из тканой заготовки.A known method of manufacturing a composite blade of a gas turbine engine and a blade obtained using this method (patent RU No. 2413590, publ. 03/10/2011), according to which, by three-dimensional weaving of threads, a blank containing marking threads located at least on surface of the workpiece. Next, the workpiece is cut, leaving a number of marking threads located along the control side of the workpiece untouched, and pre-deformed, compacted and hardened. A mold is prepared for forming under pressure, in which a metal protective element protecting the leading edge, the hardened workpiece is placed and a binder containing thermosetting resin is injected into it. The same patent protects the design of the blade, containing the pen, the input edge of which is edged with a metal protective element, the leg (shank) and the transition zone connecting the pen and the leg. The blade is made from a woven blank.
Способ изготовления и конструкция лопаток, защищаемые данным патентом, могут быть использованы для лопаток, имеющих достаточную толщину входных кромок, которая обеспечит сдвиговую прочность, необходимую для удержания металлического защитного элемента от посторонних предметов во время работы двигателя. Учитывая тенденцию уменьшения толщины пера и кромок лопаток, это приводит к тому, что в кромке и примыкающей к ней зоне пера помещается небольшое количество слоев композиционного материала, которые не обеспечат прочности, необходимой для удержания металлической накладки, защищающей входную кромку от удара внешними предметами.The manufacturing method and design of the blades protected by this patent can be used for blades having a sufficient thickness of the input edges, which will provide the shear strength necessary to hold the metal protective element from foreign objects during engine operation. Given the tendency to reduce the thickness of the pen and the edges of the blades, this leads to the fact that a small number of layers of composite material are placed in the edge and adjacent to the area of the pen, which will not provide the strength necessary to hold the metal plate protecting the entrance edge from impact by external objects.
Защищенный патентом (RU №2502601, опубл. 27.12.2013 г.) способ получения из композиционного материала рабочего колеса компрессора, содержащего рабочие лопатки, опорное кольцо, передний и задний фланцы, включающий раскрой слоев композиционного материала для получения заготовки, предназначенной для формирования переднего и заднего фланцев и части опорного кольца с аэродинамическим профилем. Раскрой слоев композиционного материала для лопаток осуществляют с обеспечением выхода за пределы контура лопаток со стороны коренного сечения на величину, превышающую длину дуги опорного кольца между соседними лопатками. Затем прессуют лопатки, при этом получают со стороны корневого сечения наметку опорного кольца, а часть слоя композиционного материала остается в исходном состоянии. Далее укладывают в пресс-форму заготовки, предназначенные для формирования переднего и заднего фланцев и части опорного кольца, с расположением частей упомянутой заготовки в полости сепаратора пресс-формы, где оформляется передний фланец и аэродинамический профиль опорного кольца. Затем укладывают лопатки в прорези сепаратора, обеспечивающего номинальное расположение лопаток на опорном кольце, пропитывают и укладывают слои материала, выходящие за пределы контура лопаток, с обеспечением предварительного формирования опорного кольца. Устанавливают в пресс-форму эластичный пуансон, который формирует внутренние поверхности переднего и заднего фланцев и опорного кольца, на него укладывают слои материала для заднего фланца. Далее устанавливают нажимной пуансон пресс-формы, скрепляют его с сепаратором, создают давление на эластичный пуансон, завершая образование монолитного рабочего колеса компрессора.Protected by patent (RU No. 2502601, published December 27, 2013), a method for producing a compressor impeller from a composite material containing impellers, a support ring, front and rear flanges, including cutting layers of composite material to obtain a workpiece designed to form the front and rear flanges and parts of the support ring with an aerodynamic profile. The cutting of the layers of the composite material for the blades is carried out with the provision for going beyond the contour of the blades from the side of the main section by an amount exceeding the arc length of the support ring between adjacent blades. Then, the blades are pressed, and an outline of the support ring is obtained from the side of the root section, and part of the composite material layer remains in its original state. Next, workpieces intended for forming the front and rear flanges and parts of the support ring are placed in the mold with the arrangement of parts of the said workpiece in the cavity of the mold separator, where the front flange and the aerodynamic profile of the support ring are formed. Then, the blades are laid in the slots of the separator, providing the nominal location of the blades on the support ring, the layers of material extending beyond the contour of the blades are impregnated and laid, with the preliminary formation of the support ring. An elastic punch is installed in the mold, which forms the inner surfaces of the front and rear flanges and the support ring, layers of material for the rear flange are laid on it. Next, set the compression mold punch, fasten it to the separator, create pressure on the elastic punch, completing the formation of a monolithic impeller of the compressor.
Такой способ применим для колес, у которых малогабаритные лопатки. Для рабочих колес первых ступеней компрессора или вентилятора данный способ неприменим, т.к. место крепления лопаток к опорному кольцу при работе двигателя подвергаются действию больших сил, которые не могут компенсироваться данной конструкцией, корме того на входной кромке лопатки трудно надежно закрепить защитную металлическую накладку.This method is applicable for wheels with small blades. For impellers of the first stages of a compressor or fan, this method is not applicable, because the place of attachment of the blades to the support ring when the engine is operating is subjected to large forces that cannot be compensated by this design; moreover, it is difficult to reliably fix the protective metal plate on the input edge of the blade.
Создание высоконагруженного рабочего колеса из композиционного материала повышенной прочности и жесткости при значительном снижении удельной массы, при этом входная кромка лопатки защищена металлической накладкой от ударов посторонними предметами, включая птиц, решается изобретением (RU №2617752, опубл. 26.04.2017 г.), рабочее колесо которого включает лопатки, неразъемно выполненные с опорным кольцом, имеющим аэродинамический профиль, передний и задний фланцы собранные в монолитный узел. Для повышения надежности крепления лопатки защемлены межлопаточным креплением, выполненным по форме поверхности, ограниченной хвостовиками лопаток на опорном кольце, передним и задним фланцах, и соединены монолитно с последними, а металлическая накладка защемлена хвостовиком, передним фланцем и межлопаточным креплением (прототип).The creation of a highly loaded impeller from a composite material of increased strength and rigidity with a significant reduction in specific gravity, while the input edge of the blade is protected by a metal plate from impacts by foreign objects, including birds, is solved by the invention (RU No. 2617752, published on 04.26.2017), working the wheel of which includes blades, one-piece made with a support ring having an aerodynamic profile, the front and rear flanges assembled in a monolithic unit. To increase the reliability of attachment, the blades are clamped by an interscapular fastener made in the form of a surface bounded by the shanks of the blades on the support ring, the front and rear flanges, and are connected in one piece with the latter, and the metal plate is clamped by the shank, front flange and the interscapular mount (prototype).
Этим же изобретением предложен способ изготовления указанного выше рабочего колеса, включающий раскрой слоев композиционного материала для получения заготовки, предназначенной для формирования переднего и заднего фланцев и части опорного кольца с аэродинамическим профилем. Раскрой слоев композиционного материала для лопаток осуществляют с обеспечением выхода материала за пределы контура хвостовика лопатки со стороны, примыкающих к переднему фланцу, по форме поверхности, ограниченной хвостовиками на опорном кольце, передним и задним фланцах, а со стороны, примыкающей к заднему фланцу, по форме поверхности на заднем фланце между хвостиками. Материал, выходящий за пределы контура хвостовика лопатки, необходим в качестве межлопаточного крепления для защемленная хвостовика лопатки и металлической накладки, защищающей входную кромку пера лопатки от ударов посторонними предметами. Прессование лопаток производится совместно с металлической накладкой на входной кромке, при этом сохраняют материал, выходящий за контур хвостовика, в исходном состоянии, а пропитывают его связующим перед укладкой в сепаратор. В первую очередь в сепаратор пресс-формы выкладывают слои заготовок и предварительно формируют передний фланец и аэродинамический профиль опорного кольца. Затем материал, выходящий за контур хвостовика, пропитывают связующим и производят укладку лопаток в прорези сепаратора, обеспечивающего номинальное расположение лопаток на опорном кольце, и предварительно формируют межлопаточное крепление на переднем фланце и опорном кольце, при этом металлическую накладку защемляют хвостовиком лопатки, передним фланцем и межлопаточным креплением. Устанавливают в пресс-форму эластичный пуансон, предназначенный для формирования внутренних поверхностей переднего и заднего фланцев и опорного кольца, на который укладывают слои межлопаточного крепления, сверху материал для заднего фланца. Далее устанавливают нажимной пуансон, скрепляют его с сепаратором, дают давление на эластичный пуансон, что обеспечивает образование монолитного рабочего колеса.The same invention proposed a method of manufacturing the above impeller, comprising cutting layers of composite material to obtain a workpiece designed to form the front and rear flanges and part of the support ring with an aerodynamic profile. Layering of the layers of composite material for the blades is carried out to ensure that the material leaves the contour of the shank of the blade from the side adjacent to the front flange, in the form of a surface bounded by shanks on the support ring, front and rear flanges, and from the side adjacent to the rear flange, in shape surfaces on the rear flange between the tails. Material that extends beyond the contour of the blade root is necessary as an interscapular attachment for a pinched blade root and a metal plate protecting the input edge of the blade feather from impacts by foreign objects. The pressing of the blades is carried out together with a metal plate on the input edge, while maintaining the material that extends beyond the shank contour in the initial state, and impregnating it with a binder before laying it in the separator. First of all, the blanks are laid in the mold separator and the front flange and the aerodynamic profile of the support ring are preliminarily formed. Then the material extending beyond the contour of the shank is impregnated with a binder and the blades are laid in the separator slot, which ensures the nominal location of the blades on the support ring, and the blade is mounted on the front flange and the support ring in advance, while the metal plate is pinched by the blade shaft, front flange and interscapular mount. An elastic punch is installed in the mold, designed to form the inner surfaces of the front and rear flanges and the support ring, on which the layers of interscapular fastening are laid, on top of the material for the rear flange. Next, set the pressure punch, fasten it with a separator, give pressure to the elastic punch, which ensures the formation of a monolithic impeller.
Необходимо отметить, что для повышения эксплуатационной надежности рабочего колеса требуется дополнительное усиление хвостовика межлопаточным креплением, а металлическую накладку снабдить стопором. Задний фланец рабочего колеса получают путем послойной укладки на эластичный пуансон секторов заготовки, предназначенной для формирования переднего и заднего фланцев и части опорного кольца с аэродинамическим профилем, указанные выше сектора, стыкуют между собой. Такая технология сборки заднего фланца не может обеспечить равной прочности с передним фланцем.It should be noted that to increase the operational reliability of the impeller, an additional reinforcement of the shank with interscapular fastening is required, and the metal plate is equipped with a stopper. The rear impeller flange is obtained by layer-by-layer laying on the elastic punch of the workpiece sectors designed to form the front and rear flanges and part of the support ring with an aerodynamic profile, the above sectors are joined together. This rear flange assembly technology cannot provide equal strength with the front flange.
Данным изобретением решается задача создания рабочего колеса из композиционного материала повышенной прочности и жесткости за счет усиления крепления хвостовика и металлической накладки и доведение прочности заднего фланца сравнимой по прочности переднего фланца.This invention solves the problem of creating an impeller from a composite material of increased strength and rigidity by enhancing the attachment of the shank and the metal plate and bringing the strength of the rear flange comparable in strength to the front flange.
Поставленная цель достигается тем, что при раскрои композиционного материала для заготовок лопаток часть материала по форме внутренних поверхностей на опорном кольце, переднем и заднем фланцах, ограниченных хвостовиками лопаток, дополнительно к этому по форме хвостовика и по форме поверхности заднего фланца ограниченной хвостовиками, выходит за контур хвостика со стороны, примыкающей к переднему фланцу, а со стороны, примыкающей к заднему фланцу, по форме поверхности на заднем фланце между хвостовиками. Часть металлической накладки выходит за пределы хвостовика в виде стопора. При раскрое единой заготовки опорного кольца, переднего и заднего фланцев, для формирования последнего применяют разрезку от места взаимодействия с задней кромкой пера лопатки по диаметру заднего фланца рабочего колеса. В сборочной пресс-форме задний фланец оформится из секторов внахлестку, тем самым обеспечивается высокая прочность заднего фланца.This goal is achieved by the fact that when cutting composite material for blade blanks, part of the material outside the contour in the shape of the shank and the front and rear flanges bounded by the shanks of the blades, in addition to this, in the shape of the shank and the shape of the surface of the back flange bounded by the shanks tail from the side adjacent to the front flange, and from the side adjacent to the rear flange, in the form of a surface on the rear flange between the shanks. Part of the metal plate extends beyond the shank in the form of a stopper. When cutting a single blank of the support ring, the front and rear flanges, to form the latter, a cut is used from the point of interaction with the trailing edge of the blade pen along the diameter of the rear flange of the impeller. In the assembly mold, the rear flange is formed from overlapping sectors, thereby ensuring high strength of the rear flange.
На фиг. 1 и 2 - общий вид рабочего колеса.In FIG. 1 and 2 - General view of the impeller.
На фиг. 3 - раскрой слоя композиционного материала для формирования переднего и заднего фланцев и опорного кольца.In FIG. 3 - cutting a layer of composite material to form the front and rear flanges and the support ring.
На фиг. 4 - раскрой слоя материала лопатки.In FIG. 4 - cutting a layer of material of the scapula.
На фиг. 5 - сечение металлической накладки и входной кромки.In FIG. 5 is a cross section of a metal plate and an input edge.
На фиг. 6 - закрепление в колесе лопатки с металлической накладкой.In FIG. 6 - fastening in the wheel of the blade with a metal plate.
На фиг. 7 - пресс-форма для изготовления лопатки.In FIG. 7 - the mold for the manufacture of the blades.
На фиг. 8 - сечение пресс-формы с лопаткой.In FIG. 8 is a sectional view of a mold with a blade.
На фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11 - пресс-форма для сборки и прессования рабочего колеса,In FIG. 9, FIG. 10, FIG. 11 - a mold for assembling and pressing the impeller,
На фиг. 12 - схема укладки в пресс-форме слоев композиционного материала заднего фланца.In FIG. 12 is a diagram of a stacking in a mold of layers of a composite material of a rear flange.
Рабочее колесо (фиг. 1, фиг. 2) включает лопатки 1 (аэродинамический профиль условно не показан), опорное кольцо 2, передний 3 и задний 4 фланцы. Опорное кольцо 2 формируется из части 5 с аэродинамическим профилем и межлопаточного крепления опорного кольца 6. Из заготовки (фиг. 3) оформляют часть 5 с аэродинамическим профилем опорного кольца, передний 3 и задний 4 фланцы (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). Прочное закрепление хвостовика 9 лопатки в рабочем колесе достигается межлопаточным креплением, включающим межлопаточное крепление опорного кольца 6 и межлопаточных креплений переднего 7 и заднего 8, фланцев, а так же межлопаточным креплением 29 по форме хвостовика (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4). Входная кромка 10 лопатки 1 окантована металлической накладкой 11 (фиг. 1, фиг. 5), которая защемлена внутри колеса передним фланцем 3, хвостовиком 9, опорным кольцом 2 и межлопаточными креплениями переднего фланца 7 и хвостовика 29 (фиг. 1, фиг. 6). Для повышения надежности крепления металлической накладки на ее основании выполнен стопор 30 (фиг. 1, фиг, 2, фиг. 10) в виде поперечной пластины, которая плотно контактирует с композиционным материалом хвостика 9, межлопаточных креплений переднего фланца 7 и хвостовика 29.The impeller (Fig. 1, Fig. 2) includes blades 1 (aerodynamic profile not shown conventionally), support
Способ изготовления рабочего колеса заключается в раскрое различных размеров слоев материала лопатки 1 (фиг. 4), при этом слои раскраивают с учетом, что часть материала (фиг. 1, фиг. 2) по форме внутренних поверхностей на части 5 с аэродинамическим профилем опорного кольца, на переднем 3 и заднем 4 фланцах, ограниченных хвостовиками 9 лопаток 1, выходит за контур от продольной оси хвостовика: межлопаточное крепление 6 опорного кольца, межлопаточное крепление переднего 7 и заднего 8 фланцев, а так же по форме хвостовика лопатки 29 (фиг. 4).A method of manufacturing the impeller consists in cutting various sizes of layers of the material of the blade 1 (Fig. 4), while the layers are cut taking into account that part of the material (Fig. 1, Fig. 2) in the form of internal surfaces on
Также производят раскрой слоев материала (фиг. 3) для формирования переднего 3 и заднего 4 фланцев и части 5 с аэродинамическим профилем опорного кольца 2 (фиг. 1, фиг. 2). На материале заднего фланца выполняют разрез 24 от места взаимодействия с задней кромкой 25 пера лопатки по диаметру заднего фланца рабочего колеса (фиг. 3). Количество секторов 26 соответствует количеству лопаток рабочего колеса. Количество слоев, их размеры рассчитывают для каждого конкретного колеса с учетом конфигурации и необходимой прочности. Далее каждый слой (фиг. 4), из которых формируют лопатку 1 с хвостовиком 9, пропитывают связующим, затем слои вместе с металлической накладкой 11 выкладывают в матрице 12 (фиг. 7. фиг. 8) пресс-формы, устанавливают пуансон 13 и проводят прессование в соответствии с технологическим режимом, для применяемого композиционного материала. Материал межлопаточных креплений опорного кольца 6, переднего 7 и заднего 8 фланцев и хвостовика 29 остается в исходном состоянии. Изготовленная лопатка 1 на входной кромке 10 и хвостовике 9 имеет защитную металлическую накладку 11, которая защищает входную кромку при эксплуатации рабочего колеса от ударов посторонними предметами (фиг. 5), при этом накладка на торце имеет стопор в виде поперечной пластины 30 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 10), который плотно контактирует с хвостовоком 9 лопатки 1, межлопаточными креплениями 7 переднего фланца и хвостовика 29.Layers of material are also cut (Fig. 3) to form the
Затем пропитывают связующим слои (фиг. 3) и выкладывают их пресс-форме, при этом композиционный материал переднего фланца 3 укладывают в полость 16 сепаратора 15 (фиг. 9), где и оформляется передний фланец 3 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 9, фиг. 11), а формирование части 5 с аэродинамическим профилем опорного кольца 2 производится в полости 17 сепаратора 15 (фиг. 9). При укладке заготовок из композиционного материала в пресс-форму совмещают прорези 18 (фиг. 3) с прорезями 19 сепаратора 15 (фиг. 9, фиг. 10).Then the layers are impregnated with a binder (Fig. 3) and laid out on the mold, while the composite material of the
Далее в прорези 19 сепаратора 15 (фиг. 10) и в прорези 18 раскроя (фиг. 3) вставляют лопатки 1 вместе с металлической накладкой 11, которая закреплена на входной кромке 10 и хвостовике 9 (фиг. 5, фиг. 6), до упора в корпус 20 пресс-формы (фиг. 9, фиг. 10). Укладывают материал межлопаточного крепления 6, 7, 29 (фиг. 4, фиг. 9), предварительно пропитав связующим, в полости 16 и 17 сепаратора 15 соответственно, производят предварительное формирование межлопаточного крепления переднего фланца 7, опорного кольца 6 и хвостовика 29. Затем в пресс-форму устанавливают эластичный пуансон 21 (фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11), например, из резины, полиуретана и т.д. На него укладывают пропитанный связующим материал межлопаточного крепления заднего фланца 8 (фиг. 4, фиг. 9, фиг. 11), затем кладут материал заднего фланца 4, при этом площадь всех секторов 26 в несколько раз превышает площадь заднего фланца 5. Такое положение создает возможность сектора 26 при формировании заднего фланца 5 укладывать внахлестку (фиг. 12), что безусловно повысит прочность заднего фланца. В качестве примера (фиг. 12) показана схема укладки секторов 26, когда их площадь в три раза превышает площадь заднего фланца 4. Далее устанавливают нажимной пуансон 22 (фиг. 11), который придает форму и размеры заднему фланцу 22, и скрепляют его с сепаратором 15, например, болтами (не показано) (фиг. 11). На эластичный пуансон 21 подают давление, например, конусом 23 (фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11), под действием которого эластичный пуансон 21 создает давление на композиционный материал, предназначенный для оформления опорного кольца 2, содержащего часть 5 с аэродинамическим профилем и межлопаточным креплением 6 (фиг. 1, фиг. 9, фиг. 10, фиг. 11), переднего фланца 3 с межлопаточным креплением 7 заднего фланца 4 с межлопаточным креплением 8 и межлопаточного крепления хвостовика 29. Таким образом, эластичный пуансон создает давление на детали из композиционного материала, соединяя их в единое целое. Отверждение производится по режиму, соответствующему применяемому материалу для рабочего колеса.Next, in the
После разборки пресс-формы получится монолитное рабочее колесо (фиг. 1, фиг. 2), содержащее опорное кольцо 2, передний 3 и задний 4 фланцы, рабочие лопатки 1 с металлической накладкой 11 на входной кромке 10. Хвостовик 9 и металлическая накладка 11 прочно защемлены на опорном кольце 2, между передним 3 и задним 4 фланцами, а также межлопаточными креплениями хвостовика 29, переднего 7 и заднего 8 фланцев (фиг. 1, фиг. 6), кроме того повышенную прочность закрепления в рабочем колесе металлической накладки создает стопор 30, который плотно контактирует с композиционным материалом хвостовика 9, межлопаточных креплений переднего фланца 7 и хвостовика 29.After disassembling the mold, a monolithic impeller will be obtained (Fig. 1, Fig. 2), containing a
Данным изобретением решается задача создания высоконагруженного рабочего колеса вентилятора и компрессора авиационного двигателя из композиционного материала повышенной прочности и жесткости при значительном снижении удельной массы, при этом входная кромка надежно защищена металлической накладкой от ударов посторонними предметами, включая птиц.This invention solves the problem of creating a highly loaded impeller of the fan and compressor of the aircraft engine from a composite material of increased strength and rigidity with a significant reduction in specific gravity, while the input edge is reliably protected by a metal plate from impacts of foreign objects, including birds.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137310A RU2679956C1 (en) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Aviation engine impeller and method for manufacture thereof from composite material |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017137310A RU2679956C1 (en) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Aviation engine impeller and method for manufacture thereof from composite material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2679956C1 true RU2679956C1 (en) | 2019-02-14 |
Family
ID=65442529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017137310A RU2679956C1 (en) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | Aviation engine impeller and method for manufacture thereof from composite material |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2679956C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769595C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-04-04 | Владимир Александрович Грибановский | Method for manufacturing an aircraft engine impeller from a composite material |
RU2786291C1 (en) * | 2022-05-05 | 2022-12-19 | Владимир Александрович Грибановский | Method for manufacturing a guide vane for an aircraft engine compressor |
-
2017
- 2017-10-24 RU RU2017137310A patent/RU2679956C1/en active
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2769595C1 (en) * | 2021-03-30 | 2022-04-04 | Владимир Александрович Грибановский | Method for manufacturing an aircraft engine impeller from a composite material |
RU2798639C1 (en) * | 2022-02-11 | 2023-06-23 | Владимир Александрович Грибановский | Method for manufacturing an aircraft engine compressor or fan impeller from a composite material |
RU2786291C1 (en) * | 2022-05-05 | 2022-12-19 | Владимир Александрович Грибановский | Method for manufacturing a guide vane for an aircraft engine compressor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2362066B1 (en) | Hollow fan blade | |
EP2932044B1 (en) | Hollow airfoil with composite cover and foam filler | |
US20130064676A1 (en) | Composite filled metal airfoil | |
US20120244003A1 (en) | Rotor having an annulus filler | |
EP2378079A2 (en) | Composite leading edge sheath and dovetail root undercut | |
US9217333B2 (en) | Composite-material vane | |
US10174625B2 (en) | Blade | |
US10683087B2 (en) | Shrouded rotary assembly from segmented composite for aircraft | |
EP3034786B1 (en) | A gas turbine fan blade having a plurality of shear zones | |
JP6278191B2 (en) | COMPOSITE WING AND METHOD FOR PRODUCING COMPOSITE WING | |
EP2811143B1 (en) | Fan rotor blade of aircraft jet engine | |
RU2502601C1 (en) | Method of making compressor impeller | |
US20180274374A1 (en) | Blade comprising a leading edge shield and method for producing the blade | |
GB2549113A (en) | Composite bodies and their manufacture | |
RU2679956C1 (en) | Aviation engine impeller and method for manufacture thereof from composite material | |
RU2617752C2 (en) | Working wheel of the fan and compressor and method of its manufacture from composite material | |
US10107136B2 (en) | Blade | |
RU2689498C1 (en) | Fan impeller with fairing and composite manufacturing method | |
RU2769595C1 (en) | Method for manufacturing an aircraft engine impeller from a composite material | |
RU2798639C1 (en) | Method for manufacturing an aircraft engine compressor or fan impeller from a composite material | |
RU2578256C2 (en) | Fan impeller or compressor and method of making same | |
CN115315565A (en) | Method for manufacturing a composite platform for an aircraft turbine engine fan | |
US20180195402A1 (en) | Disposable fan platform fairing |