Ротор турбомашины

( 9) (1) А 5 Р 01 0 5/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТ ноеобьединение Л,И,. Жестовскиин(54) РОТОР ТУРБОМАШ азоние,иационны Машиност НЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение позволяет повысить надежность и долговечность работы турбомашины. Ротор содержит рабочее колесо, диск которого закреплен на валу при помощи равномерно расположенных по окружности радиальных штифтов 4, запрессованных одним концом в отверстиях кольцевого фланца вала, а другим - в отверстиях кольцевого фланца диска. Для выравнивания окружных напряжений в области штифтового соединения кольцевой фланец диска выполнен в виде отдельных выступов 7, размер которых вдоль оси диска выбирается из определенного соотношения. 3 ил.Изобретение относится к турбомашиностроению, а именно к конструкции роторов компрессоров, вентиляторов и турбин энер-. гоустановок.Известен ротор турбомашины, содержащий диск с кольцевым выступом и вал с фланцем. Соединение диска с валом осуществляется через кольцевой выступ на диске, в котором размещается фланцевый конец вала. Это соединение прошивается равномерно расположенными по окружности радиальными штифтами.Недостатком такого соединения диска с валом, особенно с высоконагруженным дисковым узлом, предназначенным к эксплуатации с большими ресурсами работы турбомашины, является вытяжка перемычек кольцевых выступов на диске около отверстий под штифты с последующим растрескиванием их, выход трещин на полотно диска с последующим разрушением диска. Кроме того, вытяжка перемычек нарушает округлость отверстий под штифты. Все это приводит к потере и работоспосообности штифтового соединения, а следовательно, и самого ротора турбомашины.Цель изобретения - повышение надежности и долговечности работы турбомашины путем выравнивания окружных напряжений в области штифтового соединения.Указанная цель достигается тем, что у ротора турбомашины, содержащего рабочее колесо, диск которого закреплен на валу при помощи равномерно расположенных по окружности радиальных штифтов, запрессованных одним концом в отверстиях кольцевого фланца вала, а другим - в отверстиях кольцевого фланца диска, выполненного в виде отдельных выступов, размер которых вдоль оси диска выбирается из соотношенияЬ/а1,02,где Ь - размер выступа вдоль оси диска;а=б+с;б - диаметр отверстия под штифт;с - расстояние между краем отверстия под штифт на выступе и концом выступа.На фиг.1 показан ротор, продольный разрез; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - график эффективности увеличения относительной долговечности работы штифтового соединения от глубины разрезки кольцевого фланца диска (размера Ь).Ротор турбомашины содержит рабочее колесо 1, диск 2 которого закреплен на валу 3 при помощи равномерно расположенных по окружности радиальных штифтов 4, запрессованных одним концом в отверстиях кольцевого фланца 5 вала 3. Второй конец 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 штифтов 4 запрессован в кольцевой фланец6 диска 2, который выполнен в виде отдельных выступов 7, размер которых вдоль осидиска выбирается из соотношения Ь/а1,02,где Ь - размер выступа вдоль оси диска;а=б+с;б - диаметр отверстия под штифт;с - расстояние между краем отверстия под штифт на выступе и концом выступа.При работе высоконагруженного дискового узла с непрерывным кольцевым фланцевым выступом в перемычке фланца около отверстий под штифты возникают значительные окружные напряжения от совместной деформации фланца 6 и диска 2. Сечение диска 2 на радиусе размещения фланца, деформируясь в радиальном направлении от нагрузок на полотно диска, деформирует и фланец 6, в котором возникают окружные напряжения. Так как кол ьцевой фланец 6 диска 2 перфорирован отверстиями под штифты 4, то различные сечения фланца по окружности имеют различные податливости.Так, сечения фланца по отверстиям более податливы относительно сечений фланца между отверстиями, Поэтому на фланце 6 диска 2 около отверстий под штифты 4 происходит вытяжка перемычек (размер с на фиг.2) с последующим растрескиванием их по точкам 8 и 9, развитие трещин с выходом на полотно диска 2 и с итоговым разрушением последнего. Кроме того, нарушается округлость отверстий под штифты и все штифтовое соединение приходит в нерабочее состояние. Выполнение фланца 6 и диска 2 в виде отдельных выступов 7 полностью снимает окружные дисковые напряжения в этих выступах, и штифтовое соединение будет работать в благоприятных условиях, Размеры выступов фланцев вдоль оси диска выбираются из соотношения Ь/а1,02. Как видно из графика, при соотношении Ь/а1,0 относительная долговечность/ Й/всего соединения резко возрастает, а при соотношении Ь/а1,02 относительная долговечность М10, При дальнейшем увеличении соотношения размеров Ь/а полностью исчезает названные причины потери работоспособности штифтового соединения и слабым местом всего соединения могут быть другие причины: изгиб фланца, смятие штифта и отверстия, срез штифтов и т.д. При соотношении 1,0, как следует из графика, происходит потеря относительной долговечности и поэтому они не могут быть рекомендованы, Однако для небольших нагрузок соотношения Ь/а1,0 допустимы к исполнению.Таким образом, границей начала возрастания относительной долговечности является соотношение Ь/а1,02.форма выступов выбирается из конструктивно-технологических требований к уз лу соединения.Экспериментальные исследования работы роторов, выполненных доработкой кольцевых фланцев на разрезные выступы, проведены на трех типах турбомашин. Дол говечность роторов возросла более, чем в 10 раз. Замечаний по работе штифтового соединения не отмечено.Формул а и зоб ретен и яРотор турбомашины, содержащий рабо чее колесо, диск которого закреплен на валу при помощи равномерно расположенных радиальных штифтов, запрессованных одним концом в отверстиях кольцевого фланца вала, а другим - в отверстиях кольцевого фланца диска, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности и долговечности работы турбомашины путем выравнивания окружных напряжений в области штифтового соединения, фланец диска выполнен в виде отдельных выступов, размер которых вдоль оси диска выбирается из соотношенияЬ/а1,02,где Ь - размер выступа вдоль оси;а=б+с;б - диаметр отверстия под штифт;с - расстояние между краем отверстия под штифт выступа и концом выступа.1726782 емч едактор М.Келемеш тал Корректор М.Д каз 126 ВНИИ Тираж Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Ф 2//а/ лба: СоставительТехред М.Морген