Составная рабочая лопатка турбомашины

Результат выполнения опытно-конструкторской разработки. Разработка относится к области энергомашиностроения, в частности к турбостроению, и находит применение в осевых турбомашинах, таких как паровые и газовые турбины. Задачей является повышение надёжности составной рабочей лопатки турбины посредством оптимизации ее конструкции и эксплуатационных характеристик. Основной методологический подход заключается в создании термических сжимающих усилий в элементах лопатки, что обеспечивает их надежную фиксацию и предотвращает деформационные процессы. Особое внимание уделяется повышению изгибной жесткости лопатки, что приводит к увеличению частот ее собственных колебаний и, как следствие, к улучшению динамической устойчивости системы. Конструкционное демпфирование колебаний достигается за счет введения пар трения в сопряженные элементы лопатки, что способствует снижению амплитуд вибраций. Дополнительно, оптимизация конструкции лопатки и повышение ее надежности способствуют снижению вибронагруженности ротора, что открывает возможности для более качественной балансировки. В результате достигается комплексное повышение эксплуатационной надежности и долговечности лопатки, а также улучшение общей эффективности работы турбины. Преимущества достигаются за счет конструкции лопатки осевой турбомашины. Она состоит из металлического хвостовика, радиального стержня, бандажной полки, профильной пустотелой оболочки и упорной втулки. Втулка верхним фланцем сопряжена с профильной частью, а нижним – с распорной втулкой, которая упирается в головку радиального стержня. При нагреве лопатки происходит сжатие профильной части и прижатие ее к хвостовику из-за разницы в коэффициентах теплового расширения материалов. Надёжное соединение всех частей рабочей лопатки предотвращает радиальные люфты и сохраняет центр тяжести. Это исключает дополнительную дисбалансировку ротора при вращении. Постоянный упругий контакт между профильной частью лопатки и хвостовиком обеспечивает высокую изгибную жесткость. Если лопатка начнет колебаться, несколько сопряженных поверхностей будут эффективно гасить вибрации благодаря трению при микроперемещениях. Разработка защищена патентом РФ № 2828808.