Тема 16. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЛОПАТОК

Метод 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.