Ротор турбины

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1760134 5/22 5 у 5 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКО ВИДЕТЕЛЬСТВУ ельски ическог двига- таллищн ость сок вол 5/2 ие ат оторе турми, соедиби ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 1539330, кл, Р 01 О 5/22, 1987,(57) Использование: газотурбинныетели, содержащие керамические и меческие детали в проточной части. Су Изобретение относится к энергетическому и транспортному машиностроению и может быть использовано в газотурбинных двигателях, содержащих керамические и металлические детали в проточной части.Известен ротор с напряженным бандажом, описанный в патенте Великобритании М 2069065, кл, Г 01 О 5/00. Ротор содержит установленные на валу рабочие колеса компрессора и керамическое рабочее колесо турбокомпрессора, Колесо состоит из диска с лопатками турбины и компрессорными лопатками, укрепленными на бандаже лопаток. На периферийном бандаже лопаток навиты жгуты из высокопрочных керамических или углеродистых волокон.Известны роторы с напряженным бандажом, состоящие из диска с установленными в нем кеоамическими лопатками, содержащими полки с выемками, образующими кольцевой желоб, причем бандаж размещен в кольцевом желобе и представляет собой многослойную намотку жгутов из выизобретения: ротор содержит диск с бандажными полками, соединенными между собой бандажной лентой. Бандажная лента выполнена состоящей из керамической матрицы с размещенным в ней слоем высоко- прочных волокон. В бандажных полках выполнен спиральный паэ с переменной высотой по радиусу с образованием радиального уступа. Высота уступа равна толщине ленты. Начало ленты закреплено на дне паза с упором в уступ. Лента выполнена шириной, равной ширине паза, Коэффициенты теплового расширения волокон и матрицы равны или близки между собой. 4 ил,прочных керамических или углеродныхкон (патент США М 4518315, кл. Р 01 О- прототип,ри получении многослойной намоткизможно обеспечить постоянство натяя жгута и постоянство толщины бандао ширине желоба из-за нерегулярного фкальзывания жгута в зазоры между вит дпредыдущего слоя намотки. Это прет к неравномерному нагружениюв и разрыву при работе ротора наибоекзкввЪагруженных из них. Обрыв одного иэв приводит к перегрузке соседних и ихшению и т,д. вплоть до потери работобности всего ротора. Кроме того, неожно получение двух одинаковыхажей, что априори приводит к их неоковой надежности,Целью изобретения является повышеадежности ротора при выполнении лос бандажными полками.Цель достигается тем, что в р, содержащем диск с лопатка нева жени жа п прос ками води витко лее н витко разру спосо возм банд динаценными между собой бандажной лентой,состоящей из нескольких слоев, неподвиж. но закрепленных относительно друг друга,согласно изобретению бандажная лента выполнена состоящей из керамической матрицы с размещенным в ней слоемвысокопрочных волокон, в бандажных полках выполнен спиральный паз с переменной высотой по радиусу с образованиемрадиального уступа высотой, равной толщине ленты, причем начало ленты закрепленона дне паза с упором в уступ, а лента выполнена шириной, равной ширине паза, приэтом коэффициенты теплового расширенияволокон и матрицы равны или близки между 15собой,В известных технических решениях необнарукены сходные признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа.Совокуп ность отличител ьн ых признаков предложенного решения с признакамипрототипа приводит к новому положительному эффекту - повышению надежности ротора за счет распределения равномернойнагрузки между витками ленты, что позволяет сделать вывод: предложенное техническое решение соответствует критерию"существенные отличия",На фиг.1 показан общий вид ротора; нафиг,2- сечение А - А на фиг.1; на фиг,З-узел 30на фиг.2; на фиг,4 - сечение Б - Б на фиг.3.Ротор содержит диск 1 на ободе которого имеются продольные пазы 2. В пазах 2установлены хвостовики керамических лопаток 3. Лопатк. име;от полки 4 с выемками 355, Последние в сборе образуют спиральнь йпаз, в котором установлен бандаж б, представляющий собой намотку из плоской ленты. содержащей один по. толщине слойвысокопрочных волокон 7, покрытых матрицей 8. Спиральный паз 9 выполнен с переменной высотой по радиусу с образованиемрадиального уступа 10 высотой, равной толщине ленты. Лента выполнена шириной, равной ширине паза, при этом коэффициенты теплового расширения волокон 7 и матрицы 8 равны или близки между собой,При сборке начало ленты закрепляют нэ дне паза 9 с упором в уступ 10. Затем наматывают с постоянным натяжением несколько слоев ленты. Последний слой ленты приклеивается к предыдущему. Отсутствие уступа 10 приводит к намотке второго слоя ленты в связи с хрупкостью керамического волокна к ее излому в месте контакта второго слоя с началом ленты. Спиральная навивка ленты обеспечивает плавное и незначительное изменение радиуса кривизны ленты и низкий уровень соответствующих изгибных напряжений и контактных напряжений по поверхностям соприкосновения слоев ленты,При работе ротора под действием центробежных сил лопатки 3 прижимаются к бандажу 6 и в них создаются благоприятные для керамики сжимающие напряжения.Ф о р мул а и зоб ретен ия Ротор турбины, содержащий диск с лопатками, соединенными мвжду собой бандажной лентой, состоящей из нескольких слоев, неподвижно закрепленных друг относительно друга, о т л и ч э ю щ и й с я тем, что, с целью псвышения надежности ротора при выполнении лопаток с бандажными ломами, бандажная лента выполнена состоящей из керамической матрицы с размещенным в ней слоем высокопрочных волокон, в бандажных полках выполнен спиральный паэ с переменной высотой по радиусу с образованием радиального уступа с высотой, равной толщине ленты, причем начало ленты закреплено на днв паза с упором в уступ, а лента выполнена шириной, равной ширине паза, при этом коэффициенты теплового расширения волокон и матрицы равны или близки между собой.1760134 Составитель А,КохэнТехред М.Моргентал Корректор Н.Кулагина Редактор Н,Кешеля Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 3168 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 1.13035, Москва, Ж. Раушская наб,. 4/5