Тема 10 Занятие 4 (Вопросы по Военке и материал по планеру и КД)

Тема № 10. Занятие № 4 - практическое

КОНСТРУКЦИЯ КОМПРЕССОРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ

Цель: рассмотреть конструкцию элементов конструкции компрессора низкого давления и переходного корпуса компрессора. Время: 2 часа. Учебные вопросы занятия:

1. Общая характеристика компрессора.

2. Конструкция компрессора низкого давления.

3. Конструкция переходного корпуса компрессора.

1. Общая характеристика компрессора

Компрессор двигателя осевой, двухкаскадный, тринадцатиступенчатый состоит из четырехступенчатого КНД (в дальнейшем для него будет использовано название — вентилятор) и девятиступенчатого KBД объединенных переходным корпусом.

Основные параметры компрессора для стендовых условий (Н=0, М=0 Т=288 К) на максимальном режиме приведены в табл. 1.

Таблица 1

Для обеспечения устойчивой работы компрессора и улучшения его

характеристик на нерасчетных режимах над рабочим колесом первой ступени вентилятора имеется щелевое устройство, а также регулируемые входные направляющие аппараты (ВНА) и первые два направляющих аппарата (НА) в КВД. Для предотвращения обледенения компрессор имеет антиобледенительную систему.

2. Конструкция компрессора низкого давления.

Вентилятор осевой, четырехступенчатый состоит из ротора и статора (рис.1*).

Ротор вентилятора барабанно-дискового типа включает в себя четыре диска 7,9,11,13 с лопатками и заднюю цапфу 18.Ротор имеет две опоры 34 и 17.

Рабочие лопатки всех ступеней крепятся к дискам посредством трапециевидных замков. От смещения вдоль паза диска лопатки первой ступени фиксируются радиальными штифтами 5, которые от выпадания удерживаются разрезным кольцом 31, прикрепленным к отдельным штифтам винтами. Свободные отверстия в кольце используются для постановки балансировочных винтов. Лопатки остальных ступеней от смещения вдоль паза фиксируются с помощью разрезных кольцевых замков 28.

Пятьдесят процентов лопаток первой и второй ступеней выполнены с утолщенной профильной частью. Это даст возможность отстраиваться от автоколебаний и опасных резонансных режимов изменением закона чередования «толстых» и «тонких» лопаток.

Диски рабочих колес выполнены с центральными отверстиями, и для снижения уровня окружных напряжений вблизи отверстий они имеют утолщенную ступицу. Ободы дисков первых трех ступеней переходят в кольцевые проставки, с помощью которых диски центрируются и соединяются радиальными штифтами. На проставках имеются гребешки, которые совместно с полукольцами внутреннего бандажа НА образуют лабиринтные уплотнения.

* Здесь и далее звездочкой помечены номера рисунков, которые приведены в раздаточном материале к пособию.

Диск 7 первой ступени выполнен заодно с передней цапфой. На передней

стенке диска установлена гребешковая часть лабиринтного уплотнения 30.

Обод третьего диска штифтами 27 соединен с диафрагмой задней цапфы. На развитой части обода четвертого диска выполнены гребешки заднего лабиринтного уплотнения 14.

Передней цапфой ротора служит развитая ступица первого диска. Вместе с роликовым подшипником 34 передней опоры вентилятора на цапфе установлена втулка радиально-торцевого графитового уплотнения 32. Внутри цапфы выполнены шлицы для привода индуктор-датчиков частоты вращения 2 ротора. Привод осуществляется через шлицевую втулку 36 и рессору. Задняя цапфа 18 выполнена в виде конической диафрагмы с развитым цилиндрическим хвостовиком, на котором установлен шариковый подшипник 17 задней опоры вентилятора. Снаружи на диафрагме имеется цилиндрический поясок, на котором центрируется кольцо с гребешками лабиринтного уплотнения. Под пояском находится ряд отверстий для прохода воздуха на наддув предмасляной полости передней опоры. На внутренней поверхности хвостовика цапфы выполнены шлицы для передачи крутящего момента от ТНД и установлена гайка 19 соединительной муфты роторов вентилятора и ТНД.

Разгрузка подшипника 17 осуществляется как за счет соединения роторов вентилятора и ТНД, так и за счет уменьшения давления в полости 25 (разгрузочная полость вентилятора). Давление в данной полости поддерживается дифференциальным пневматическим клапаном через стойку переходного корпуса.

Статор вентилятора состоит из переднего корпуса с элементами передней опоры и уплотнений, щелевого устройства б и трех корпусов с направляющими аппаратами первой 8, второй 10, третьей 12, четвертой 15 ступеней.

Отдельные корпуса соединены между собой фланцами. Взаимная центровка соседних корпусов осуществляется посредством призонных болтов.

Передний корпус представляет собой сварной узел, состоящий из наружной 4 и внутренней 37 оболочек, соединенных между собой четырьмя косыми

профилированными стойками З, приваренными к оболочкам.

Стойки передают радиальные усилия от переднего подшипника ротора и служат для подвода 1 и слива масла 4, суфлирования масляной полости 2 и вывода проводов от датчиков частоты вращения ротора вентилятора 3 (схема расположения каналов в стойках переднего корпуса приведена на рис. 3).

К заднему фланцу внутренней оболочки 37 крепятся переходник 35 и корпус 33 переднего подшипника. К внутреннему фланцу переходника 35 присоединен на — винтах узел крепления 38 кока-обтекателя 1.

Кок 1 сварной конструкции, двухстеночный прикреплен к узлу 38 стяжным болтом 39 и центрируется относительно внутренней оболочки переднего корпуса. Стойки и кок обогреваются горячим

воздухом, отбираемым из-за KBД.

Щелевое устройство б выполнено в виде закрытого объема, который соединяется с проточной частью через профильные щели, образованные набором лопаток над входной частью пера рабочих лопаток первой ступени, и предназначено для повышения запасов газодинамической устойчивости вентилятора и снижения уровня вибраций его лопаток на нерасчетных режимах.

Лопатки щелевого устройства по торцам имеют буртики, которыми они вставляются в наклонные пазы корпуса устройства. От выпадания из пазов лопатки удерживаются специальными втулками.

Щелевое устройство установлено между фланцами переднего корпуса и корпуса с НА первой ступени.

Корпуса НА выполнены с горизонтальным разъемом и состоят из кольцевых оболочек с фланцами, лопаток НА и полуколец внутреннего бандажа. Для уменьшения радиальных зазоров между торцами рабочих лопаток и корпусами и предотвращения их поломок при касании о корпус на его внутренней поверхности нанесено легкоприрабатываемое покрытие. Направляющие аппараты всех ступеней выполнены из отдельных лопаток с полками.

Наружными полками лопатки заводятся в кольцевые проточки оболочки корпуса и фиксируются от перемещении в окружном направлении пластинками, закрепленными в горизонтальном разъеме 29. Внутренними полками лопатки соединены с помощью заклепок с полукольцами 26, выполняющими функции внутреннего бандажа. На внутренней поверхности полуколец нанесено легкоприрабатываемое покрытие, которое совместно с гребешками на проставках ротора образует лабиринтные уплотнения, препятствующие перетеканию воздуха под НА.

На переднем корпусе и на корпусах НА 8, 10, 12 имеются окна для осмотра проточной части вентилятора. На корпусе НА 15 устанавливаются два кронштейна, передающие боковые нагрузки от двигателя к самолету.

Передняя опора вентилятора воспринимает радиальные нагрузки от ротора и состоит из опорного роликового подшипника 34, установленного на передней цапфе ротора, корпуса 33 подшипника и переходника 35. Наружная обойма подшипника зафиксирована в корпусе стопорным кольцом. Детали опоры через переходник крепятся болтами к заднему фланцу внутренней оболочки переднего корпуса.

Задняя опора вентилятора воспринимает осевую и радиальную нагрузки от ротора и состоит из опорно-упорного шарикового подшипника /7 и корпуса 16.

Подшипник внутренними полукольцами напрессовывается на заднюю цапфу ротора вентилятора и затягивается гайкой, а наружной обоймой монтируется в центральное отверстие корпуса 16.

Корпус опоры выполнен штамповкой и крепится винтами вместе t корпусом радиально-торцевого уплотнения к переднему фланцу внутренней оболочки 24 переходного корпуса.

3. Переходный корпус компрессора

Переходный корпус расположен между каскадами компрессора, образует наружную и внутреннюю проточные части двигателя и является основным силовым элементом, воспринимающим силы и моменты от роторов и статоров двигателя. На корпусе находятся основные узлы крепления двигателя к

самолету. В корпусе расположены опоры вентилятора и газогенератора (ГГ), а также узел центрального привода.

Переходный корпус состоит из наружной оболочки 23, рассекателя 22 и внутренней оболочки 24, соединенных десятью профильными стойками с помощью сварки (рис. 1*).

Внутренняя поверхность наружной оболочки и наружная поверхность рассекателя образуют начало проточной части наружного контура. Внутренняя поверхность рассекателя и наружная поверхность внутренней оболочки образуют начало проточной части внутреннего контура.

Наружная оболочка 23 имеет три фланца. К переднему фланцу присоединен корпус вентилятора. На передний и средний фланцы устанавливаются кронштейн крепления коробки двигательных агрегатов (КДА) и два кронштейна крепления двигателя к самолету. К заднему фланцу монтируется корпус наружного контура.

Рассекатель 22 представляет собой профилированную оболочку с приваренным фланцем, к которому крепится на винтах корпус KBД.

Внутренняя оболочка 24 имеет впереди фланец крепления задней опоры вентилятора. С другой стороны в центральное отверстие корпуса 21 вместе с демпферным пакетом устанавливается опорно-упорный подшипник ротора ГГ. К внутреннему фланцу крепится узел центрального привода 20.

Десять профилированных стоек служат для соединения оболочек и рассекателя и являются силовыми элементами переходного корпуса. Внутренние полости стоек " используются под различные коммуникации (рис. 4). Через стойку 1 проходит рессора привода КДА. Стойка 5, на которой смонтирован дифференциальный пневматический клапан, предназначенный для

ограничения давления воздуха в предмасляных полостях опор, используется для вывода воздуха из этих полостей. В стойке 6 проходит рессора привода блока откачивающих насосов и магистраль откачки масла из средней части переходного корпуса. Через стойку 7 проходят магистрали откачки масла от

опор роторов вентилятора и КВД. Через стойки 8 и 9 подводится воздух для наддува предмасляных полостей всех опор двигателя. Через стойку 10

проходит магистраль суфлирования масляных полостей переходного корпуса, а

также магистраль подачи масла к центральному приводу и опорам ротора.