Способ изготовления композитной лопатки газотурбинного двигателя и лопатка, полученная при помощи этого способа - RU2006137222A

Реферат

1. Способ изготовления композитной лопатки газотурбинного двигателя, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

а) путем трехмерного тканья нитей (20) формируют заготовку, содержащую перо (12) и ножку (14) лопатки, при этом нити (20) содержат разметочные нити (22), идентифицируемые визуально и расположенные, по меньшей мере, на поверхности заготовки;

б) заготовку разрезают, не затрагивая ряд разметочных нитей (22), расположенных вдоль контрольной стороны (16) заготовки, при этом получают вырезанную заготовку (10а), которая может принимать форму и размеры составных частей лопатки;

в) вырезанную заготовку (10а) предварительно деформируют, в результате чего получают предварительно деформированную заготовку (10b);

г) осуществляют уплотнение и упрочнение предварительно деформированной заготовки (10b);

д) готовят пресс-форму для формования под давлением, в которую помещают упомянутую упрочненную заготовку (10c);

е) в пресс-форму впрыскивают связующее, содержащее термоотверждающуюся смолу, для пропитки всей предварительно деформированной и упрочненной заготовки (10 с) и сохранения относительного расположения между нитями (20) заготовки;

ж) упомянутую пресс-форму нагревают;

з) извлекают из пресс-формы сформованную композитную деталь, имеющую форму и размеры упомянутой лопатки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что разметочные нити (22) отличаются по своим свойствам от других нитей (20).

3. Способ по одному из пп.1 или 2, отличающийся тем, что на этапе в) предварительное деформирование осуществляют, поместив вырезанную заготовку (10а) в фасонную пресс-форму (24).

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что фасонная пресс-форма (24) сообщает вырезанной заготовке (10а) деформацию кручения вокруг оси, параллельной ее главному направлению.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что на этапе в) перед установкой вырезанной заготовки (10а) в фасонную пресс-форму (24) осуществляют предварительное деформирование, которое состоит в сдвиге по направлению, параллельному главному продольному направлению вырезанной заготовки (10а), удерживая вырезанную заготовку (10а) в ее плоскости.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что на этапе г) перед упрочнением в процессе упрочнения и после него осуществляют следующие подэтапы:

г1) осуществляют дополнительное уплотнение предварительно деформированной заготовки (10b) в месте расположения передней кромки;

г2) на предварительно деформированную заготовку (10b) в месте расположения передней кромки накладывают металлический защитный элемент (30), предохраняющий переднюю кромку, содержащий два крыла (30а, 30b), покрывающие участок стенок корытца и спинки.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что на этапе г2) защитный элемент (30) укладывают в монтажное устройство (40), выполненное с возможностью раздвигания крыльев (30а, 30b) защитного элемента (30), затем монтажное устройство (40) устанавливают на предварительно деформированную заготовку (10b) таким образом, чтобы оба крыла защитного элемента закрывали дополнительно уплотненную переднюю кромку предварительно деформированной заготовки, после чего крылья отпускают.

8. Способ по одному из пп.6 или 7, отличающийся тем, что перед этапом г2) на предварительно деформированной заготовке (10b) закрепляют защитную пленку (32) на участке наружной поверхности стенки корытца, содержащем переднюю кромку.

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что защитную пленку (32) выполняют из полиуретана.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что между защитной пленкой (32) и предварительно деформированной заготовкой (10b) вставляют промежуточный элемент (34), образующий утолщение на нитях (20) заготовки.

11. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что на этапе д) в упомянутую пресс-форму для формования под давлением помещают, по меньшей мере, одну колодку (24а) напротив поверхности упрочненной заготовки, предназначенной для формования подошвы ножки лопатки.

12. Способ по п.11, отличающийся тем, что на этапах е) и ж) колодку (24а) прижимают постоянным давлением к поверхности (14а) упрочненной заготовки, предназначенной для формования подошвы ножки лопатки.

13. Лопатка вентилятора, полученная способом по любому из пп.1-12.

14. Лопатка по п.13, отличающаяся тем, что упомянутую заготовку выполняют из нитей (20) основы и нитей (20) утка, при этом направление нитей основы образует продольное направление заготовки, при этом заготовка содержит, по меньшей мере, первую часть, выполненную путем первого переплетения и образующую перо (12) лопатки, и вторую часть, выполненную путем второго переплетения и образующую ножку (14) лопатки, причем часть и вторая часть разделены переходной зоной, в которой первое переплетение постепенно меняется и переходит во второе переплетение, с уменьшением, по меньшей мере, толщины лопатки между второй частью и первой частью.

15. Лопатка по п.14, отличающаяся тем, что в качестве нитей используют карбоновые волокна, стекловолокна, волокна из кремнезема, волокна из карбида кремния, волокна из глинозема, арамидные волокна и волокна из ароматических полиамидов.

16. Лопатка по п.15, отличающаяся тем, что нити основы и нити утка являются карбоновыми волокнами, а разметочные нити являются стекловолокнами.

17. Вентилятор, содержащий по меньшей мере одну лопатку по одному из пп.13-16.

18. Газотурбинный двигатель, содержащий по меньшей мере одну лопатку по одному из пп.13-16.