Бандажные полки в лопатках

Бандажные полки рабочих лопаток турбомашины, обеспечивая сцепление лопаток рабочего колеса, повышают его динамическую прочность. При этом известны выполнения бандажной полки и лопаток в виде единого конструкционного элемента, в котором бандажная полка является частью лопатки, составляя с нею одну деталь, или скреплена с лопаткой жестким соединением. Известны и сочленения бандажной полки с лопаткой с помощью соединения, допускающего их относительную подвижность. Известны также бандажные полки, предназначенные для сцепления рабочих лопаток как путем непосредственного контакта концов бандажных полок, так и путем использования промежуточных элементов между концами бандажных полок.

Наиболее близкой к настоящему изобретению является бандажная полка рабочей лопатки турбомашины, образующая с лопаткой единый конструкционный элемент и выполненная с выборкой на одном конце и с выступающей частью на другом для непосредственного сцепления их контактными поверхностями с одной из боковых сторон с бандажными полками смежных лопаток при их упругой раскрутке в процессе вращения рабочего колеса.

В известной бандажной полке такого типа контактные поверхности выборки и выступающей части представляют собой в развертке прямолинейные участки. Однако плотный контакт по всей длине прямолинейного участка возможен только теоретически при абсолютно идентичном изготовлении лопаток и их бандажных полок с точным расчетом угла взаимодействия этих участков при раскрутке лопаток. Фактически взаимодействие указанных участков имеет характер точечного контакта, в котором удельные давления достигают больших значений. Это приводит к повышенному износу контактной поверхности. В результате этого нарушаются относительное положение лопаток и после некоторого периода эксплуатации входные кромки периферийных частей отдельных лопаток и концы бандажных полок начинают выступать из плоскости вращения, что приводит к их повышенной эрозии и к вероятности вибрационной расстройки облопачивания рабочего колеса. Следствием этого является снижение динамической прочности лопаток и бандажных полок.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания бандажной полки с такой геометрией контактных поверхностей выборки и выступающей части, которые обеспечивали бы их плотное прилегание с достаточно равномерным удельным давлением на относительно большой длине.

Эта задача решается в бандажной полке с выборкой на одном конце и выступающей частью на другом для непосредственного сцепления контактными поверхностями с бандажными полками смежных лопаток при их упругой раскрутке, в которой в соответствии с сущностью настоящего изобретения контактные поверхности выборки и выступающей части выполнены в виде криволинейных участков по развертке бандажной полки соответственно вогнутого и выпуклого. При этом радиус кривизны вогнутого участка больше радиуса кривизны выпуклого, по меньшей мере, на значение суммарной высоты наибольших гребней, характеризующих шероховатость обеих поверхностей, но как можно ближе по значению к радиусу выпуклого участка из условий приемлемой технологии для гарантированного выполнения первого условия.

При таком решении сцепление бандажных полок происходит по криволинейным контактным поверхностям, имеющим относительно одинаковую кривизну с несколько меньшей кривизной вогнутой поверхности выборки, что позволяет обеспечить достаточно равномерное давление на относительно большем по длине участке. Вместе с тем установленное в соответствии с сущностью изобретения превышение радиуса вогнутой поверхности позволяет предотвратить их возможное заклинивание при сцеплении во время упругой раскрутки лопастей.