SU190012A1 - METHOD OF MANUFACTURING RODS OF VENTS OF TURBO MACHINES AND PUMPS - Google Patents
METHOD OF MANUFACTURING RODS OF VENTS OF TURBO MACHINES AND PUMPSInfo
- Publication number
- SU190012A1 SU190012A1 SU1001510A SU1001510A SU190012A1 SU 190012 A1 SU190012 A1 SU 190012A1 SU 1001510 A SU1001510 A SU 1001510A SU 1001510 A SU1001510 A SU 1001510A SU 190012 A1 SU190012 A1 SU 190012A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- blades
- fiberglass
- strength
- winding
- glass fiber
- Prior art date
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 16
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 20
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 19
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 238000011068 load Methods 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 6
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 4
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 4
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective Effects 0.000 description 3
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 239000003082 abrasive agent Substances 0.000 description 2
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000003014 reinforcing Effects 0.000 description 2
- 230000003252 repetitive Effects 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037250 Clearance Effects 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 210000001035 Gastrointestinal Tract Anatomy 0.000 description 1
- 210000001503 Joints Anatomy 0.000 description 1
- 229920001225 Polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 238000005296 abrasive Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminum Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 230000035512 clearance Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000002788 crimping Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 1
- 229910001651 emery Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006011 modification reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral Effects 0.000 description 1
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 239000002990 reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Description
Лопатки турбомашин, изготавливают в металлических нрессформах из пропитанной смолой и подсушенной ткани или стекл нного шпона при давлении 100-1000 кг/см. При этом наиболее важной и сложной операцией вл етс правильный раскрой ткани или шпона и сборка-пакета. При неправильной конструкции пакета или смещении одного из слоев при сборке пакета трудно получать издели необходимой формы без механической доработки. Кроме того, при высоких давлени х возможно разрушение стекловолокнистого наполнител , что ведет к снижению механической прочности. Неравномерное наполнение издели стекловолокном при прессовании под большим давлением также отрицательно сказываетс на прочности лонаток. Немалое значение дл получени качественных деталей имеет режим предварительной сушки пропитанных смолой ткани или шпона, так как повышенное содержание летучих веществ может стать причиной по влени вздутий, растрескивани и других дефектов в детал х из стеклопластика. Малое содержание летучих веществ вл етс причиной «непроклеев, т. е. мест с недостаточной склейкой отдельных слоев ткани или шпона.Turbomachine blades are made of metal impregnated from resin-impregnated and dried fabric or glass veneer at a pressure of 100-1000 kg / cm. In this case, the most important and difficult operation is the correct cutting of the fabric or veneer and the assembly package. If the package design is incorrect or one of the layers is displaced during the package assembly, it is difficult to obtain products of the required shape without mechanical modification. In addition, at high pressures, a glass fiber filler may be destroyed, which leads to a decrease in mechanical strength. Uneven filling of the product with fiberglass when pressing under high pressure also adversely affects the strength of the sheet. The mode of pre-drying of resin-impregnated fabrics or veneers is of considerable importance for obtaining high-quality parts, since an increased content of volatile substances may cause blistering, cracking and other defects in fiberglass parts. Low volatile matter is the cause of non-gluing, i.e., places with insufficient gluing of individual layers of fabric or veneer.
отдельных лопаток, изготовленных одинаковым способом, может измен тьс в широких пределах. Меньшую механическую прочность имеют лопатки, изготовленные методом пропитки стекловолокнистого наполнител под давлением. При этом способе смолу с катализатором под низким давлением ввод т в закрытую прессформу со стекловолокнистым наполнителем . После пропитки наполнител individual blades manufactured in the same way can vary widely. Blades made by impregnation of glass fiber filler under pressure have lower mechanical strength. In this method, a resin with a catalyst under low pressure is introduced into a closed mold with a glass fiber filler. After impregnation filler
производ т формовку.molding is performed.
Все армированные пластики характеризуютс высоким отношением прочности к весу, но самое высокое отношение, в несколько раз большее, чем в случае других типов усиливаюnuix наполнителей, достигаетс при изготовлении деталей посредством непрерывной обмотки стекловолокном или стеклонитью. По прочности такой пластик не уступает лучшим сортам термообработанной стали, а по весуAll reinforced plastics are characterized by a high ratio of strength to weight, but the highest ratio, several times larger than in the case of other types of reinforcing fillers, is achieved in the manufacture of parts by continuous winding with fiberglass or glass fiber. The strength of such plastic is not inferior to the best grades of heat-treated steel, and by weight
в четыре раза легче. Прочноеть на разрыв такого материала достигает 150-180 кг/мм-, а сопротивление изгибу 140-150 кг/мм-.four times lighter. The tensile strength of such material reaches 150-180 kg / mm-, and the bending resistance is 140-150 kg / mm-.
Однако ассортимент изделий, изготавливаемых методом обмотки стеклонитью, как у нас,However, the range of products manufactured by the method of winding glass fiber, as we have,
так и за рубежом, ограничиваетс круглыми и трубчатыми формами, примен емыми в качестве обтекателей труб и емкостей различного типа, работающих под давлением. В тех случа х, когда по услови м эксилуают преобладающие нагрузки в одном какомлибо направлении, возможно создание анизотропных свойств стеклопластика за счет армировани стекл нными волокнами, расположенными параллельно одно другому в направлении главных раст гивающих усилий. Примером таких деталей вл ютс лопатки рабочих колес турбомашин, на которые действуют больщие раст гивающие нагрузки. Поэтому при изготовлении лопаток из стеклопластика , пакеты стекловолокнистого наполнител собирают из стеклошпона, в котором все волокна уложены в одном направлении. Раскрой шпона ведетс таким образом, чтобы направление волокон совпадало с радиальным. Сдельна прочность такого анизотропного материала при раст гивающих нагрузках достаточно высока.and abroad, is limited to round and tubular shapes used as pipe fittings and pressure vessels of various types. In those cases when, according to the conditions, the prevailing loads in one any direction are expelled, it is possible to create anisotropic properties of the fiberglass due to the reinforcement with glass fibers arranged parallel to one another in the direction of the main tensile forces. An example of such parts is the blades of the impellers of turbomachines, which are subject to high tensile loads. Therefore, in the manufacture of blades of fiberglass, fiberglass filler packs are assembled from glass veneer, in which all fibers are laid in one direction. The cutting of the veneer is carried out in such a way that the direction of the fibers coincides with the radial one. The strength of such an anisotropic material at tensile loads is rather high.
Однако в лопатках, изготовленных из стекл нного шпона или ткани описанными выше способами, наблюдаетс образование трещин и выкрашиваний св зующего. При этом стекловолокно обнажаетс , разрущаетс и лопатка начинает расслаиватьс .However, in blades made of glass veneer or fabric by the methods described above, cracking and chipping of the binder is observed. In this case, the glass fiber is exposed, destroyed, and the blade begins to exfoliate.
В насто щее врем , несмотр на попытки применени стеклопластика дл -изготовлени лопаток рабочих колес и направл ющих аппаратов турбомашин, в авиадвигателестроении создалось мнение, что такие лопатки плохо перенос т вибрационные нагрузки, а их поверхность подвержена аэроэррозии.At present, despite attempts to use fiberglass to fabricate the blades of impellers and guide vanes of turbomachines, the aircraft engine building has the impression that such blades do not tolerate vibration loads, and their surface is exposed to aero-erosion.
Причина образовани трещин и выкрашивани св зующего в лопатках из пластика кроетс в том, что в противоположность пропитке хлопчатобумалсного или шелкового волокна при пропитке стекловолокнистого наполнител смола в структуру волокна не проникает , а лишь обволакивает поверхность волокон и нитей. К тому же в процессе пропитки и прессовани св зующее не проникнет на всю глубину стекл нной нити. Поэтому основное требование дл получени высокой прочности , заключающеес в равномерном распределении усилий между волокнами при нагружении издели , не соблюдаетс . Этим и объ сн етс треск при прочностных испытани х изделий из стеклопластика, который по вл етс намного раньше разрушающей нагрузки. Паружный осмотр, проводимый после сн ти нагрузки, обычно не вы вл ет каких-либо повреладений , кроме микротрещин, которые при многократно повтор ющейс нагрузке вызывают выкрашивание св зующего и последующее разрушение, наступающее при нагрузках, иногда в несколько раз меньших разрушающей нагрузки, приложенной один раз.The reason for the formation of cracks and chipping of the binder in plastic blades lies in the fact that, in contrast to the impregnation of cotton or silk fiber, the resin does not penetrate into the structure of the fiberglass filler, but only envelops the surface of the fibers and threads. Moreover, in the process of impregnation and pressing, the binder does not penetrate the entire depth of the glass filament. Therefore, the main requirement for obtaining high strength, consisting in the uniform distribution of forces between the fibers during the loading of the product, is not observed. This explains the crash during the strength testing of fiberglass products, which appears much earlier than the breaking load. A paired inspection after a load has been removed does not usually reveal any disruptions, other than microcracks, which, with multiple repetitive loads, cause the binder to be chipped and subsequent destruction that occurs with loads that are sometimes several times less than the breaking load applied alone. time.
Аналогичные влени наблюдаютс в обычных железобетонных конструкци х, где св зующим вл етс бетон, имеющий малую раст жимость , а наполнителем - стальна арматура , имеюща при той же нагрузке большее удлинение. Различные меропри ти , примен вшиес дл того, чтобы избежать по влени трещин в бетоне и эффективно использовать материалы высокой прочности, приSimilar phenomena are observed in conventional reinforced concrete structures, where the binder is concrete, which has low extensibility, and the filler is steel reinforcement, which, under the same load, has greater elongation. Various measures applied in order to avoid the appearance of cracks in concrete and to use high strength materials effectively, while
обычпых способах выполпенп железобетонных конструкций не давали ощутимого результата . Только создание искусственного обжати бетона позволило наиболее целесообразноThe usual methods of making reinforced concrete structures did not give a tangible result. Only the creation of artificial compression of concrete allowed the most appropriate
использовать высокопрочные материалы и создать конструкции, безопасные в отношении прелсдевременного образовани трещин. Всего за три дес тилети , прошедшие со времени проведени первых удачных опытов, применение предварительно напр женного железобетона получило шпрочайшее распространение во всем мире и позволило создать сооружени , немыслимые при применении обычных л елезобетонных конструкций.use high-strength materials and create structures that are safe with respect to pre-modern cracking. In just three decades that have passed since the first successful experiments, the use of prestressed reinforced concrete has become widespread throughout the world and has made it possible to create structures that are unthinkable with conventional concrete structures.
Иде предварительного напр жени (обжати ) элементов, работающих на раст жение, нашла свое применение и в стеклопластиках при изготовлении деталей упом нутым выше способом непрерывной обмотки стекловолокном или стеклонитью, пропитанных смолой, на форме-оправке из гипса, дерева или легкоплавкого металла. После отверждени смолы оправка разрушаетс или выплавл етс , и стекловолокно, раст нутое при намотке, обжимает смолу. Прочность такого материала в статических услови х при испытани х на раст жение и на изгиб не уступает лучшим сортам стали. Однако наиболее ценным свойством этого материала вл етс повышенна The idea of prestressing (crimping) tensile elements has also been used in fiberglass in the manufacture of parts using the above method of continuous winding with fiberglass or glass fiber impregnated with resin on a mold-form made of plaster, wood or low-melting metal. After the resin has cured, the mandrel is destroyed or melted, and the glass fiber stretched during winding compresses the resin. The strength of such a material under static conditions under tensile and bending tests is not inferior to the best grades of steel. However, the most valuable property of this material is an enhanced
вибростойкость и трещинностойкость при переменных нагрузках.vibration and crack resistance under variable loads.
Эти новые качества предвар.ительно напр женного стеклопластика обеспечиваютс тем, что с приложением к элементу внешней нагрузки напр лсени , вызванные ею, будут суммироватьс с предварительным напр жением, причем в св зующем могут быть обеспечены только сжимающие напр жени или, в крайнем случае, раст гивающие напр жени , неThese new qualities of pre-stressed fiberglass are ensured by the fact that when applied to an element external load, the stresses caused by it will be added to the prestress, and in the binder can only be provided with compressive stresses or no tension
превышающие предельной величины, при которой еще не по вл ютс трещины.exceeding the limit value at which cracks do not yet appear.
Полученные тем или иным путем предварительно напр женные стеклопластики имеют следующие преимущества перед обычными:Pre-stressed fiberglass plastics obtained in one way or another have the following advantages over conventional ones:
гарантированна расчетом безопасность против преждевременного по влени трещин; возможность рационального использовани высокой прочности стекловолокна и наполнител , оптимально дополн ющих друг друга; повышенна л есткость (меньше прогибы), вследствие отсутстви волосных трещин и наличи в элементах (изгибаемых) деформаций, полученных при предварительном напр жении , обратных по направлению деформаци мguaranteed safety against premature cracking; the possibility of rational use of high strength glass fiber and filler, optimally complement each other; Increased stiffness (less deflection), due to the absence of hairline cracks and the presence of (bending) deformations in the elements, obtained under preliminary stress, inverse in the direction of deformations
от нагрузки; больша долговечность деталей; более высокий предел выносливости, обусловленный незначительными колебани ми напр лсений в раст нутой арматуре при многократно повтор ющейс нагрузке.on load; greater durability of parts; a higher endurance limit due to insignificant fluctuations in tension in stretched reinforcement under multiple repetitive loads.
Пути применени стеклопластика в турбокомпрессоростроении в насто щее врем копируют конструктивные и технологические приемы проектировани и изготовлени лопаточных машин из металла. Изготовление лодом прессовани не избавл ет от индивидуальной подгото1 ки замковых соединений, изготовлени сложных дисков и других, т. е. количество деталей ири этом не уменьшаетс .Ways of use of fiberglass in turbo-compressor construction currently copy the design and technological methods of designing and manufacturing blade machines from metal. The manufacture of a press by a lod does not relieve the individual preparation of locking joints, the manufacture of complex discs and others, i.e., the number of parts is not reduced.
Дл иовышеии прочности венцов при одновременном снижении их веса предлагаетс формование лопаток осуществл ть путем намотки пропитанной смолой стеклонити на оправку, имеющую форму межлоиаточного канала венца.In order to improve the strength of the rims while reducing their weight, it is proposed to form the blades by winding resin-impregnated glass fiber onto a mandrel in the form of an interlayer rim channel.
Описываемый способ позвол ет изготавливать целиком крыльчатку рабочего колеса или направл ющий аппарат. При этом межлопаточные каналы могут иметь любую, самую сложную форму, даже дл закрытых колес . После выплавки металла нат нутое при намотке стекловолокно, сокраща сь, передает сжимающие усили на св зующее. При этом материал лопаток бандажа и обечайки получает новое качество в виде повышенной прочности, трещинностойкости и более высокого иредела выносливости. Необходил1ую механическую доработку лучше проводить до выплавки металла из межлопаточных каналов . Особенно это удобно в том случае, когда нет необходимости в бандаже, и колесо нужно проточить до определенного диаметра. После проточки металл выплавл етс и св зующее в лопатке получает предварительное обжатие .The described method permits the manufacture of the entire impeller impeller or the guide vane. At the same time, the interscapular channels can have any, most complicated form, even for closed wheels. After the metal is smelted, the glass fiber stretched during winding, shrinking, transmits the compressive forces to the binder. At the same time, the material of the bandage and shell blades gets a new quality in the form of increased strength, crack resistance and higher endurance. It is better to carry out the necessary mechanical revision before smelting metal from the interscapular channels. This is especially convenient in the case when there is no need for a bandage, and the wheel must be machined to a certain diameter. After the groove, the metal is smelted and the binder in the blade receives a preliminary reduction.
Особенно удобен такой метод намотки межлопаточных каналов дл изготовлени направл ющих аипаратоБ турбомащин. Аппарат может быть изготовлен в виде целой круговой рещетки, как на двигателе АЛ-5, или в виде половин. Така конструкци имеет большую жесткость и достаточно технологична, так как изготовлеиие предварительно напр женных элементов, из которых собирают моноблочную конструкцию, можно производить на намо1 очных станках с высокой ироизводительностью . Оправки дл намотки изготовл ют в виде отливок или штампуют из различных 1атериалов, позвол ющих удалить их из межлопаточных каналов путем выплавлени , растворени или другим каким-либо сиособом. Удобным дл растворени материалом вл етс мочевина, не дающа усадки после отливки в форму.This method of winding the interscapular canals is especially convenient for the manufacture of guide railings of turbo-bowls. The device can be made in the form of a whole circular grid, as on the AL-5 engine, or in the form of halves. Such a structure has a high rigidity and is rather technological, since the manufacture of prestressed elements from which a monoblock structure is assembled can be produced on full-length machines with high productivity. The mandrels for winding are made in the form of castings or stamped from various materials that allow them to be removed from the interscapular canals by melting, dissolving or any other method. Urea suitable for dissolving material is shrinkage after casting into a mold.
В зависимости от конструкции лопаточного венца и прочностных требований, предъ вл емых к нему, в качестве арматуры при сборке пакета предварительно напр женные элементы могут сочетатьс со стеклотканью или стекл нным шпоном, с детал ми, изготовленными методом прессовани из стеклопластика , а также с металлическими детал ми. При этом возможно армирование по лини м действи главных напр жений, что наилучшим образом обеспечивает восири тие нагрузок.Depending on the design of the blade rim and the strength requirements imposed on it, as reinforcement when assembling a package, prestressed elements can be combined with fiberglass or glass veneer, fiberglass-molded parts, as well as metal parts. mi In this case, reinforcement along the line of action of the main stresses is possible, which in the best way ensures the repetition of loads.
плавл емых межлопаточных каналов наиоолее предпочтителен из всех существующих.Floating interscapular canals are the most preferable of all existing.
Одним из самых серьезных ограничеиий дл применени пластиков в лопатках компрессоров Г ГД вл етс мала устойчивость против истирани . Под действием абразивной пыли, содержащейс во всасываемом воздухе, стеклопластик , по данным зарубежной печати, изнашиваетс в 10 раз больше, чем нержавеюща сталь, ив 15 раз больше, чем алюминий . Поэтому различные фирмы разрабатывают предохранительные покрыти лопаток на основе различных материалов. Пекоторые из этих покрытий имеют устойчивость противOne of the most serious limitations for the use of plastics in compressor blades DG is low resistance to abrasion. Under the action of abrasive dust contained in the intake air, fiberglass, according to foreign printing, wears out 10 times more than stainless steel, and 15 times more than aluminum. Therefore, various companies are developing protective coatings for the blades based on various materials. Some of these coatings are resistant to
истирани лучщую, чем у алюминиевых силавов , примен емых дл компрессорных лопаток .abrasion is better than that of aluminum alloys used for compressor blades.
При изготовлении лопаточных венцов методом непрерывной обмотки защитное иокрытиеIn the manufacture of blade rims by the method of continuous winding protective ikrytie
нанос т перед обмоткой на поверхность оправки , затем непосредственно на покрытие производ т намотку пропитанной смолой стеклонити . Особый интерес представл ют защитные абразивостойкие покрыти на основе эпоксидных и других смол и различных абразивов. Удачное сочетание хорощей адгезии к целому р ду материалов, высокой прочности и эластичности смолы с твердостью абразивных материалов при соответствующем подборе компонентов обеспечивают, как показывает опыт применени таких компаундов в гидротурбостроении , устойчивость против истирани , иревышаюиую у нержавеющей стали. Сцепление покрыти с материалом лопаток при намотке нити на слой компаунда получаетс очеиь прочным.applied before the winding to the surface of the mandrel, then directly onto the coating is wound with resin-impregnated glass yarn. Of particular interest are protective abrasion resistant coatings based on epoxy and other resins and various abrasives. The successful combination of good adhesion to a variety of materials, high strength and elasticity of the resin with the hardness of abrasive materials with an appropriate selection of components provide, as experience shows, the use of such compounds in hydraulic turbine construction, resistance to abrasion, and higher in stainless steel. The adhesion of the coating to the material of the blades when winding the yarn on the compound layer is very durable.
При изготовлении лопаточных венцов методом непрерывной намотки становитс возможным нанесение защитных металлических покрытий на поверхность пластмассовых лопаток . Сначала металлическое покрцтие нанос т на оправку гальваническим способом (например хромирование) или методом напыливани , затем производ т намотку, формование и выилавление металла оправки. При этом чистота поверхности покрыти межлопаточного канала зависит только от качества поверхности оправки.In the manufacture of blade rims by the method of continuous winding, it becomes possible to apply protective metallic coatings on the surface of plastic blades. First, a metal coating is applied to the mandrel by electroplating (for example, chrome plating) or by spraying, then winding, forming and identifying the metal of the mandrel is performed. At the same time, the cleanliness of the surface of the inter-blade channel depends only on the surface quality of the mandrel.
Способ может найти применение при изготовлении экспериментальных венцов турбомащин и в массовом производстве, так как процесс намотки может быть целиком механизирован .The method can be used in the manufacture of experimental crowns of turbines and in mass production, since the winding process can be entirely mechanized.
Особенно большие выгоды могут быть получены при изготовлении закрытых колес, так как бандаж, намотанный из стекловолокна, выдерл-сивает гораздо большие окружные скорости , чем изготовленный из стали и алюминиевых сплавов. При этом межлопаточные каналы могут иметь любую, самую сложную форму.Especially great benefits can be obtained in the manufacture of closed wheels, since the bandage, wound from fiberglass, expels much greater peripheral speeds than is made of steel and aluminum alloys. At the same time, the interscapular canals can have any, most complex form.
рых радиальный зазор- часто составл ет 20- 25о/о высоты лопаток. Применение закрытых колес позволит избежать резкого падени к. п. д., наблюдаемого при уменьшении размеров турбомашин.The radial clearance is often 20-25 ° / about the height of the blades. The use of closed wheels will allow you to avoid a sharp drop in efficiency, observed when reducing the size of turbomachines.
В течение р да лет было спроектировано, изготовлено и испытано несколько суперкавитирующих иолупогруженных винтов дл гоночного глиссера с двигателем мощностью 150 л. с. По услови м работы лопасти таких винтов подвержены периодическим ударным нагрузкам при переходе из воздушной среды в вод ную. Работоспособными оказались винты , изготовленные фрезерованием из поковок алюминиевых сплавов АК-4 и Д-16, а также винт, изготовленный из стеклопластика описанным выше способом, причем намотку производили стекложгутом шириной 1 мм, пропитанным эпоксидной смолой. Прочность опытных образпов в внде колец диаметром 120 мм и толшиной 5 мм, намотанных из стекложгута и стеклонити, при испытании на раст жении равн лась соответственно 11000 кг/С;и2 и 16200 KZJCM. Поэтому переход к намотке стеклонитью мог бы дать дополнительный резерв по прочности. Винты, изготовленные методом лить ио выплавл емым модел м из различных сталей и алюминиевого сплава АЛ-5, а также винт из стеклопластика, изготовленный методом вакуумной пропитки слоеного пакета из стекломата и стеклошпона с радиальным расположением волокон, разрушались буквально за несколько минут. Причем у литых металлических винтов отламывалась одна из лопастей, а у винта из стеклопластика послеFor a number of years, several supercavitating and semi-submerged propellers were designed, manufactured, and tested for racing gliders with a 150-liter engine. with. According to the conditions of operation, the blades of such screws are subject to periodic shock loads during the transition from air to water. The screws made by milling from forgings of aluminum alloys AK-4 and D-16, as well as a screw made of fiberglass using the method described above, turned out to be efficient, and the winding was made using epoxy resin-impregnated glass fiber gut. The strength of the test samples in the vnde rings with a diameter of 120 mm and a thickness of 5 mm, wound from glass fiber and glass yarn, when tested in tension was 11,000 kg / s, respectively, and 2 and 16200 KZJCM. Therefore, the transition to winding glass fiber could give an additional margin of strength. Screws made by casting with molten models of various steels and aluminum alloy AL-5, as well as fiberglass screws made by vacuum impregnation of a laminated glass mat and glass spun package with a radial arrangement of fibers, literally collapsed in a few minutes. And in the cast metal screws, one of the blades broke off, and in the fiberglass screw after
трех минут работы на номинальном режиме наблюдалось расслаивание и разрушение св зуюш ,его лопастей.three minutes of operation at the nominal mode, the separation and destruction of the bond, its blades was observed.
Винт, изготовленный методом намотки стекложгута на оправку из гипса и обработанный иосле проточки бандажа вручную с помощью наждачной бумаги, за два сезона 1959- 1960 гг. наработал на экспериментальном глиссере около 40 час и разрушилс вместе с валолпнией при ударе о плававший у поверхности воды дерев нный предмет на скорости около 100 км/час.Screw made by the method of winding glass fiber on a frame of gypsum and processed by hand-grinding the belt using emery paper, for two seasons 1959-1960. He worked on an experimental speedboat for about 40 hours and collapsed with a valolpnia when hitting a wooden object floating at the surface of the water at a speed of about 100 km / hour.
Приведенное описание экспериментов с различными винтами, конечно, не может служить экспериментальной проверкой описываемого способа, однако дает некоторое представление о прочности лопаточных венцов, изготовленных методом непрерывной намотки.The given description of experiments with different screws, of course, cannot serve as an experimental test of the described method, however, it gives some idea of the strength of the blade crowns made by the method of continuous winding.
Предмет изобретени Subject invention
Способ изготовлени лопаточных венцов турбомашин и насосов, содержащий операции по формованию лопаток из композиции наA method of manufacturing the blade crowns of turbomachines and pumps, comprising the steps of shaping the blades of the composition on
основе полиэфирной или эпоксидной смолы со стекловолокнистым армирующим наполнителем с применением оправки из легкоплавкого материала, выплавл емого после окончательного формовани лоиатки, и последующейpolyester or epoxy resin base with glass fiber reinforcing filler using a mandrel of fusible material melted after the final molding
сборки из лопаток венца, отличающийс тем, что, с целью повышени прочности венцов при одновременном снижении их веса, формование лопаток осуществл ют путем намотки пропитанной смолой стеклонити на оправку, имеющую форму межлопаточного канала венца.assemblies of rim blades, characterized in that, in order to increase the strength of the rims while simultaneously reducing their weight, the blades are molded by winding resin-impregnated glass thread on a mandrel having the shape of an interscapular canal.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU190012A1 true SU190012A1 (en) |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1832733B1 (en) | Inlet cone made of a fibre composite for a gas turbine plant and method for its manufacture | |
CN102588333B (en) | Fibre-reinforced Al Li compressor airfoil and manufacture method | |
US5375978A (en) | Foreign object damage resistant composite blade and manufacture | |
DE3523518C2 (en) | Annular blade body with an integral blade ring and method of manufacturing the same | |
US4248817A (en) | Method for the manufacture of workpieces in particular fan blades, complete fan rotors and other bodies | |
US2202014A (en) | Air propeller blade and material for making same | |
CN110815859B (en) | Design and manufacturing method of composite material blade and composite material blade | |
EP2302166A2 (en) | A metal-composite hybrid component | |
CN88103525A (en) | Composite material blade and manufacturing process thereof | |
CA2056460A1 (en) | Wide chord fan blade | |
CN112902762B (en) | Tail wing stable unshelling armor-piercing bullet holder and preparation method thereof | |
US3796513A (en) | High damping blades | |
US4191510A (en) | Axial flow compressor rotor drum | |
CN106794641A (en) | For gas-turbine engine, the guide vane that is made up of composite and its manufacture method | |
CN103225369A (en) | Fiber composite bar with surface having helicitic texture, and making method thereof | |
US5091029A (en) | Method of manufacturing a unitary, multi-legged helicopter rotor flexbeam made solely of composite materials | |
RU2239100C2 (en) | Working wheel for centrifugal compressor and method of its manufacturing | |
CN110757845A (en) | Equipment and method for preparing continuous fiber reinforced composite material | |
SU190012A1 (en) | METHOD OF MANUFACTURING RODS OF VENTS OF TURBO MACHINES AND PUMPS | |
CN112283572A (en) | Composite material gas cylinder and preparation method thereof | |
CN110566505A (en) | large-clearance integrated composite material blower blade | |
US4259089A (en) | Grinding wheel containing grain-coated reinforcement fibers and method of making it | |
CN110344887A (en) | Mixing material fan blade and preparation method thereof | |
WO2020083472A1 (en) | A method of manufacturing a propeller blade assembly | |
RU2661429C1 (en) | Method for manufacturing a guide blade device of an aircraft engine compressor |