Способ изготовления лопаток

(19) 01 К 3/ ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ГОСУД ПО ДЕ ЛЬСТ К АВТОРСКОМУ СВИ(54) ПАТО абр гями 7) 1(56) Авторское свидетельР 768 107, кл. В 21 К 3/04 ЗГОТОВЛЕНИЯ ЛОготовление полуи замковой часающии вклю ката ску, очто,онных олодную вальцо и й с я тем, ния эксплуатац нижения трудое изготавливают и его нное объ ю повыш кост своист полуфабрик щениями по голщиной в, утолной его омкам и уменьшодольных сече во ССС 1980. х,ОО ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1268 2 7 расч мокс асч 2, Способпоп. 1, отлича ющ и й с я тем, что умеццение толщины полуфабриката создаю на расстоянии 0,1-0,28 длины хорды от каждой кромки пера,3. Способ по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что номинальные размеры перовой части полуфабриката определяют по зависимостям Н максс 111 мокс Расу 1 Расч (Р 11РасЧРИ (6-) Х ( Ь где Т(к) - текущая толщина перовой части полуфабриката в поперечном сечении, мм,Изобретение относится к обработке металлов, давлением и может бьть использовано при получении лопаток компрессоров, турбин и осевых насосов.5Цель изобретеция - повышение экс - плуатационных свойств лопаток, снижение трудоемкости их изготовления путем оптимального распредеция остаточных напряжений, 10 На фиг. 1 приведены схемы поперечных сечений лопатки и полуфаб - риката, изготовленнььх; а) известным способом; б) предлагаемым способом, на фиг, 2 - соответствующе толшицам полуфабрикатов схемы распределеция вдоль хорды коэффициентов обжатия при вальцоВке: а) по известному способу; б) по предлагаемому способу; на фиг, 3 - схема распределения остатоЧных напряжений после вальцовки", а) по известному способу, б) по предлагаемому способу; на фиг, 4 - рабочие напряжения растяжецияР возни- д кающие при знакопеременном изгибе в поверхностных слоях спинки икорыта" пера лопатки: а) по известному способу; б) по предлагаемому спосотекупая толпица пера лопатки в поперечном сечеции, мм,расчетный коэффициент обжатия при вальцовке в средней части поперечного сечения,расчетцыц коэффициент обжатия на кромках пера лопатки;координата продольных сечений пера лопатки, измеренная вдоль его хорды,ММ Рдлина хорды, мм;(О, 1-0, 28) Ь - расстояниеот кромки перовой частиполуфабриката до продольных сечений с наибольшим уменьшением их толщины,мм,бу, на фиг, 5 - сучмарые растягивающие напряжения в поверхностных слояхспинки и "корьта" лри наибольшихзначениях коэффициента обкатия привальцовке. а) по известному способу,б) по предлагаемому способу; нафиг, 6 - то же, прнаименьших значениях коэффициента обжатия, а) поизвестному способу,б)по предлагаемому способу; на фиг,7 - схема правкизальцованных лопаток в изгибном штампе,При изготовлении полуфабрикатапредлагаемым способом создают утолщения по кромкам и уменьшают еготолщину в п 1 оцольх сечениях, цахо,цящихся, ца расстоянии 0,1-0,2 длиныхорды от каждой кромки пера,При этом номинальный размер полуфабриката определяют по формулам 1(д): , расч пРИ рс х 6-) макс РИ:а) К,;- ".: -" "Н.,хгмокся( 1 смас Росч Расч Ж Р 3РасчРИ ,6-К) Х . Ь1а напряжения в поверхностных слояхс еч ения при из гиб е пр опор ци овал ьнырасстоянию точек поверхности от нейтральной плоскости, проходящей через центр тяжести сечения) - максимальный подъем среднейлинии профиля;- ордината центра тяжести сечения лопатки;б - максимальная толщина лопатки,Используя уравнения (1) -(5), находит абсциссы сечений, на которых пои изгибе напряжения со стороны где 1(л 1 - текущая толщина перовойчасти полуфабриката впоперечном сечении, мм,1(х 1 - текущая толщина пера ло -патки в поперечном сечении, мм;К- расчетный коэффициент обжатия при вальцовке всредней части поперечногоечения;К"- расчетный коэффициент обОасчжатия на кромке пера заготовких - координата продольных сечений пера лопатки, измеренная вдоль его хорды,мм;Ь - длина хорды пера лопатки,мм,Р = (0,1-0, 28) б - расстояниеот кромкй перовой частиполуфабриката до продольных сечений с наибольшим уменьшением их толщины, мм.Наибольшее уменьшение толщины по. луфабриката создают на расстоянии 0,1-0,28 длины хорды от каждой кромки пера лопатки, Диапазон изменения этого параметра определен из следующего.Профили поперечного сечения лопаток в координатах 1 У с достаточной точностью описываются уравнениями"спинки" равны напряжениям со сто.рочы "корыта"О,"8 б,х, - 0,78 о5 С учетом допуска на изготовлениелопаток, задаваемого в сторону уточнения номинального профиля, эти величины могут изменяться в пределахх, = (0,1 - 0,28)(11 О х, = (0,72 - 0,9)Ьутолщение по кромкам и уменьшение толщины в соответствующих. сечениях могут быть получены на самостоятельных операциях изготовления по луфабриката, но наиболее просто этодостигается, если при точной штамповке номинальные размеры полуфабриката определяют исходя из максимальнодопускаемьсс коэффициентов обжатия на 20 последующей холодной вальцовке пераго формуламТх)=с Крас пРи Р к х 4 ) Р) К( ) ( )Крпсч 16 х)(6 Р) при (6-Р)хЬ 30На фиг, 1 показаны толщины лопаток и толщины полуфабрикатаТ; на фиг, 2 коэффициент обжатияпри вальцовке расчетный 1 с ,- кривая1, наибольший К, - кривая 2, наи 35меньший )(наны кривая 3,В диапазоне Кнанн Кпанп ь изменяются фактические величины коэффициенгов обжатия К при изменении толщиныполуфабриката в пределах допуска наего изготовление, При этомминимумыкоэффициентов обжатия для предлагаемого способа располагаются.э сечениях, наименее смещенных от нейтральной плоскости х, и х, , На фиг, 3распределению остаточных напряженийпри "наив соответствует кривая 4,при Кнои, - кривая 5. Остаточныенапряжения (7, алгебраически суммируются с рабочими напряжениями растяжения , , (фиг, 4), возникающимипри знакопеременном изгибе в поверхностных слоях "спинки" пера лопатки(кривая 6) и ее "корыта" (кривая 7),снижают максимумы суммарных растягивающих напряжений 6 в наиболее нагруженных точках сечений х),Хд и ХСопоставление кривых 8 и 10, характеризующих распределение суммап268 ных к 1 астя гивагпщих Еа пряж.ций дЕЯСПИЕХКИ ЕСРИВЫХ 9 И ) ) - с "ОЕЬ1та соответствеццо при цаибольпгих (фиг, 5 и 6) и наименьппгк значениях коэффициента обжатия при вальпо 1 ке по данному спосоГу с такими же кривьгми распределения напрнжсзнгй по известному способу погсгЕзывает что за счет оптимального распрсгкелеция напряжений снижаются максимальные значения суммарных напряжений растяжения (г 1( на фиг, 5 б и 6 б), что повышает предел выносливос:ти и эксплуатационные свойства лопаток,Из-за непостоянства коэффициентоввдоль поперечного сечения пера при вальцовке происходит изгиб продольной оси пера :Еопатки как В известном так и в предлагаемсм спссобе Однако в отличие от известного в иэсбретении максимальные значения коэффициента обжатия Всегдаприходятся на кромки пера, поэтому изгиб Всегда направлен в с.гороцу спинки , Устра 1цение такого изгиба (профиль г на 21 фиг. 7) осуществгяют В одном компЕлекте изгибных штамповг в которых лопатку "перегибают в сторону коры 11та на величину предельых упругих деформаций (проггггь 1 ца фиг, 7), О После снятия нагрузки лопатка Выпрямляется до нейтрального положения (про" филь С ), При известном способе требсвались два комплекта пгг Емцов и операция сортировки лопаток Его ггаправ -5 лению их изгиба,П р и м е р, Изопавливается ло-" ПатК КГ 1 МП 1 ЕССОра Иэ сц.аНОВОГ О Сцпава ЯТ-.3, Эпюр пггампов д яя;перации иэготовлеция полуфагср.ката пис 1 Елучают исходя из рас гетнс.-о ггроспиля полуфабриката разВры ко орого оп" ределяют по формутам.пригде(Е) текущая толщина перовойчасти полуфабриката в попер еч цом сечении, мм,текущая толщина пера лолатки в поперечном сечении мм,расчетный коэффициент обжатия при вальцовке всредней части поперечногосечения (для "г "е)1Ьрасч = 1 1расчетный коэффициецт обжатпя по кромкам пера лопатки (для Х 1 и х ) К2 68координата продольных сечений пера лопатки, измеренная вдоль его хорды,мм;длина хордье пера лопатки,мм Е = 28 мм,(01 1-0,28) ( - расстояниеот кромки перовой частиполуфабриката до продольных сечений с наибольшимуменьшением их толщины1мм = 3 и 5 мм, соотВЕТСТВЕНЕО ДЛЯ Хг И с" 5 ) с с( к) -КРасч КРакс РасчДопуск на. изготовление полуфабриката назначали в сторону уменьшения-1-.Ок Бего топп:ны т.е.г гк)= Т(к) - 0,2 мм, аТ 01= Т(к) - 0,6 мм. Расчетные значения сечения полуФабриката представлены в таблице,76 Ь Е(х)- .(к) сРО,ЕЕрИ р к к - (г Р ) кЧкс Г(к) = Н г ( К", -- - "- (6 х ) пО; Хр,Ес1268276 Координаты сечений,2 Х,Х (мм) 14 23 28 Толщина лопат ки, 1)Яь 0,41 0,43 2,72 1,47 1,80 1,47 2,68 Толщина полуфабрикатарасчетная Т, мм 2,65 4,01 2,16 1, 15 1,10 Толщина полуфабрикатанаибольшая 1(1)" "0,2 мм 0,90 2,45 3,81 0,95 1,90 Толщина полуфабрикатанаименьшая Т0,6 мм 0,55 0,50 3,41 1,56 2,05 Коэффициент обжатия привальцовке наибольшийТ ЖК -2,20 1,40 1,36 2,20 1,33 Коэффициент обжатия привальцовке наименьшийТ1)1 н и 1,22 1, 14 1,25 1,06 1,28 Коэффициент обжатия привальцовке расчетной Кр2,68Заказ 596 о ий ау одственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 П Тираж 655 НИИПИ Государствен по делам изобрете 35, Москва, Ж,Подписноомитета СССРоткрытийкая наб д. 4/