Рабочая лопатка турбины

.Ж ю)5 Е 0 ТИ 1,ЙиБ ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ие "Кие, преосевых скость 00- 40,1еВ гсза дс а аЕРгде л=3,14;Ер - число рабЯ - радиус окрцентра вращения 0полагается выходчасть лопатки; чих лопаток;жности, проведенной излопатки, на которой расыми кромками рабочая ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 434175, кл. Р 01 О 5/04, 1971.(54) РАБОЧАЯ ЛОПАТКА ТУРБИНЫ(57) Использование: турбостроенимущественно для двухпоточныхтурбин. Сущность изобретения: пл Изобретение относится к турбостроению и может быть использовано, преимущественно, для двухпоточных осевых турбин.Известна комбинированная рабочая лопатка для радиальных ступеней двухпоточных турбин с хвостовой частью, выполненной с двумя или более лопатками, расположенными на боковых поверхностях хвостовой части симметрично относительно средней плоскости диска лопатки.Недостатком данной лопатки является сложность конструкции.Известна комбинированная рабочая лопатка с хвостовой частью, выполненной клиновидной в продольном сечении с вершиной между входной и выходной кромками лопаток первого венца, а периферийный участок хвостовой части закреплен на спинках лопаток,Недостатком известной лопатки я вляется невысокая нагрузочная способность.Цель изобретения - повышение надежности работы и нагрузочной способности. хвостовой части рабочей лопатки со стороны вогнутой поверхности профиля в плоскости ее вращения от радиального направления выполняют под углом, определяемым из соотношения а = 2 л/Ер+ агсзвп - , где 2 р -еВ число рабочих лопаток; Й - радиус окружности, проведенный из центра вращения лопатки, на которой располагаются выходные кромки; 1 - зксцентриситет смещения от радиального направления плоскостей хвостовой части со стороны выпуклой и вогнутой поверхностей. 2 ил. Указанная цель достигается тем, что в известной рабочей лопатке турбины, содержащей рабочую часть с входной и выходной кромками и вогнутой и выпуклой сторонами рабочих поверхностей профиля и хвостовую часть, выполненную клиновидной в продольном сечении с вершиной, размещенной между входной и выходной кромками лопатки, плоскость хвостовой части со стороны вогнутой рабочей части лопатки выполнена наклоненной в плоскости ее вращения от радиального (вертикального) направления под углом а, задаваемым соотношением5 10 1 Г 20 25 30 40 50 55 е - эксцентриситет смещения от радиального направления плоскостей хвостовой части сторон вогнутости и выпуклости рабочей части лопатки, величина которого выбирается из условия достижения минимальной величины суммы моментов сил, возникающих при вращении в каждой части рабочей лопатки, расположенных выше опорной площадки хвостовой части.Предлагаемый диапазон углов наклона плоскости хвостовой части стороны вогнутости турбинной рабочей лопатки в плоскости ее вращения определяется из следующих соображений. Так как для применяемых в настоящее время конструкций вращающихся лопаток не удается совместить центр масс ее рабочей части на одной радиальной линии, то вызываемое этим несовпадением изгибающее, наряду с растягивающим, действие центробежной силы передается на опорную площадку хвостового крепления лопатки, Величина этого изгибающего момента зависит от частоты вращения лопатки и повышение тем больше, чем больше масса лопатки и расстояния центра массы рабочей части от радиальной линии, проходящей через середину опорной площадки хвостовика лопатки.Для уменьшения изгибающего действия на опорную площадку хвостовика в конструкции лопатки вводится эксцентриситет положения хвостовика, определяемый углом отклонения плоскости хвостовика стороны выпуклости лопатки, благодаря которому положение опорной площадки совмещается на радиальной линии с центром массы лопатки и величина суммарного момента элементов лопатки, воспринимаемого наиболее нагруженным снижением хвостовика, может быть снижена до нуля,На фиг. 1 схематически показана рабочая лопатка, поперечное сечение; на фиг. 2 - то же, продольное сечение, для двухпоточной турбины,Рабочая лопатка содержит рабочую часть 1, разделитель 2 потоков и хвостовик 3, Рабочая часть 1 состоит из левого 4 и правого 5 протоков, выполненных с профилем 6 поперечного сечения, образованного выпуклой 7 и вогнутой 8 поверхностями, сопряженными с входной 9 и выходной 10 кромками,Разделитель 2 потоков в продольном сечении выполнен клиновидным по коническим поверхностям 11 и 12 с вершиной клина на линии входной кромки 13 на середине длины - лопатки, а в плоскости вращения2ограничен выпуклой поверхностью 14, эквидистантной вогнутой поверхности 8, конические поверхности 11 и 12 переходят в плоскости 15 и 16, являющиеся касательными к окружностям радиуса выходных кромок 10 и 17. Соединяется разделитель 2 потоков с рабочей частью 1 со стороны выпуклой поверхности 7 профиля лопатки. Хвостовая часть 3 лопатки в нижней части имеет Т-образный профиль хвостовика, ее верхняя часть ограничена коническими поверхностями 18 и 19, а в плоскости вращения ограничена плоскостями 15 и 16 до пересечения их с нижней торцовой плоскостью 20. Хвостовая часть 3 на дуге 21 имеет опорные площадки 22 и 23,Шип 24 лопатки выполнен на продолжении рабочей части 1 со стороны вогнутой поверхности 8 профиля лопатки. Сопряжение выходных кромок 10 и конических поверхностей 18 и 19 хвостовой части лопатки выполнено по радиусу 25,Для обеспечения повышенной нагрузочной способности крепления рабочей лопатки в роторе плоскость 16 хвостовой части выполнена в отличие от аналога не радиально по линии 26, проходящей через центр вращения лопатки и середину дуги окружности 27 радиуса К 28, а с отклонением от радиальной линии 26 на величину эксцентриситета е, описывающего окружность 29, что создает наклон плоскости 16 хвостовой части со стороны вогнутости рабочей часть лопатки в плоскости ее вращения под углом а, Величина угла а выбирается по формулеа = + агсз и - 4 0,18 рад.2 й . е2 р ВПри работе лопатки, совершающей вращательное движение вокруг центра О, в ее частях возникают центробежные силы, направленные радиально из центра вращения 0 и проходящие через центр масс каждой из частей лопатки. Эти центробежные силы через хвостовые части 3 лопатки передаются на ее опорные площадки 22 и 23. Как показано на фиг. 1, направление центробежной силы каждой из частей 1, 2, 3 и 24 лопатки не совпадает с условной плоскостью лопатки, проходящей через середину опорной площадки 21 и центр ее вращения О.Поэтому на хвостовую часть 3 лопатки,наряду с растягивающим действием, вызываемым суммарной массой частей лопатки, будут действовать изгибающие моменты, создаваемые центробежными силами тех частей 1, 2, 3 и 24 лопатки, центр масс которых не находится на упомянутой условной плоскости лопатки, При наклоненной под углом а плоскости 16 достигается совмещение положения центра суммарной массы частей лопатки, расположенных выше1724899 20 оставитель З,Бочарехред М.Моргентал едактор Н.Тупица Корректор Л.Беск аказ 1161 ВНИИПИ Го Тиражвенного комите113035, Москва,Подписноепо изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС35, Раушская наб., 4/5 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 опорной площадки 21, с условной плоскостью лопатки, проходящей через центр вращения лопатки и середину опорной площадки 21.Рабочая лопатка с наклоненной хвостовой частью позволяет повысить частоту вращения на60;, достигнуть экономии металла12 О, существенно снизить напряженность хвостовой части лопатки и, тем самым, повысить надежность лопатки. Формула изобретения Рабочая лопатка турбины, содержащая рабочую часть с вогнутой и выпуклой поверхностями профиля, сопряженными с входной и выходной кромками, и клиновидную в профильном сечении хвостовую часть с вершиной между входной и выходной кромками, о т л и ч а ю щ а я с я темчто, с цельюповышения надежности и нагрузочной способности, плоскость хвостовой части со стороны вогнутой поверхности профиля в5 плоскости ее вращения от радиального направления выполнена под углом, определяемым из соотношения2 л еа= + агсзи - ,Ер й10 где Ер - число рабочих лопаток;К - радиус окружности, проведенный изцентра вращения лопатки, на которой располагаются выходные кромки;е - эксцентриситет смещения от ради 15 ального направления плоскостей хвостовойчасти со стороны выпуклой и вогнутой поверхностей,