Тема 16. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОПАТОКМетод еталона. Метод зведення часткових показників до зіставної бази. Метод рангів. Метод різниць
Тема 16. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОПАТОК
Лопатки газотурбинных двигателей являются наиболее нагруженными деталями, определяющими ресурс, трудоемкость и стоимость двигателя. Число лопаток в современных двигателях достигает 2... 3,5 тысячи штук, поэтому их изготовление производится в условиях крупносерийного или массового производства.
Ресурс лопаток двигателей военной авиации - 500... 1000 ч, а гражданской авиации - 10... 20 тыс. ч. Стоимость и трудоемкость изготовления комплекта лопаток составляет 20... 35 % от общей стоимости трудоемкости двигателя.
Лопатки ГТД классифицируют: по назначению: - рабочие лопатки компрессора, - рабочие лопатки турбины, - сопловые, - спрямляющие (неподвижные); по конструктивным признакам: - монолитные (сплошные неохлаждаемые); - с каналами; - пустотелые; - вафельные, паянные из двух половинок; -охлаждаемые лопатки турбины. по способу изготовления: - деформируемые (кованые, прессованные, вальцованные), - литые, - свариваемые, - спекаемые.
Основными конструктивными элементами лопаток являются: - перо, - хвостовик, - полки пера - полки хвостовика, - антивибрационные полки, - бандажные полки. Перо лопатки имеет сложную пространственную аэродинамическую форму с постоянными или переменными профилями поперечных сечений по длине, а также определенную закрутку. Выпуклую сторону пера называют спинкой, а вогнутую - корытом. Кромку пера со стороны входа газа называют входной (передней), а противоположную - выходной (задней). Перо лопаток компрессора, как правило, имеет переменную толщину по длине и ширине и закрутку до 40°. Допуск на толщину кромок пера колеблется в пределах 0,06... 0,12 мм, а толщина кромок не превышает 0,10... 0,25 мм. Перо рабочих лопаток турбины имеет переменные сечения по длине и закрутку до 60°.
Разъемные соединения лопаток с дисками выполняются при помощи замков различной конструкции: - елочного, - типа «ласточкин хвост», - шарнирного (вильчатого).
Лопатки статора компрессора оснащены хвостовиками типа: - «призма», -«ласточкин хвост», - «цапфа». Обычно эти лопатки имеют два хвостовика. В некоторых конструкциях ГТД применяются консольные статорные лопатки с верхним хвостовиком одного из указанных типов, а также беззамковые лопатки, которые устанавливаются в верхние и нижние опоры по торцевым сечениям пера в профильные окна.
Рис. 16.1. Лопатки компрессора (а) и турбины (6)
Особенности изготовления лопаток ГТД обусловлены: - сложностью и многообразием геометрических форм лопаток; - высокими требованиями по точности изготовления и состоянию поверхностного слоя; - использованием дорогостоящих и труднообрабатываемых материалов; - высокой трудоемкостью изготовления; - необходимостью использования для обработки и контроля высокоточного специализированного оборудования и квалифицированного персонала. В двигателях новых поколений с целью увеличения «напорности» вентиляторов и ступеней компрессора, устранения антивибрационных полок при сохранении необходимой жесткости, повышения КПД используются широкохордные лопатки.
|