ГТД 100ОТ (Раздаточный материал к модулю 1 (Двигатели)), страница 3

Корпус 5 и обечайка 8 соединены между собой подвижнымсоединением, которое обеспечивает возможность свободного расширения обечайки при нагреве без еекоробления.Наружная поверхность газового канала образована двумя кольцами — наружным 13 и внутренним10. Эти кольца прижаты друг к другу упругой кольцевой диафрагмой 12. Для предотвращения7коробления деталей при нагреве в месте стыка колец имеется радиальный зазор. Для предотвращенияутечки воздуха в наружном кольце 13 выполнена кольцевая проточка, в которую заложено уплотнение11 (асбестовая нить), пропитанное специальным материалом. Внутреннее кольцо 10 приварено ккорпусу 16.В корпусе 16 и во фланце 9 (напротив входной кромки пера лопатки) выполнено по 29 пазов.Выходящий через эти пазы воздух охлаждает полки сопловой лопатки и препятствует отложениюпыли.Диафрагма 14 образует замкнутую полость, связанную с внутренними каналами сопловых лопаток.В диафрагму вварены девять трубок 15, по которым через отверстия во фланце 18 поступает воздухдля охлаждения сопловых лопаток.Сопловой аппарат связан с корпусом 5 с помощью кольца 37, вставленного в кольцевую проточку вкорпусе, и специальной гайки 35, охватывающей корпус 27.

Такая связь соплового аппарата скорпусом дает возможность компенсировать тепловое расширение деталей как в осевом, так и врадиальном направлении.Для предотвращения утечек воздуха в кольцевые пазы заложены уплотнения 36 и 39,изготовленные из тонкой витой металлической проволоки, пропитанной специальным материалом.Кроме того, для уплотнения зазора имеется набор плоских металлических колец 34.Сопловой аппарат фланцем корпуса 5 с помощью 24 винтов 6 крепится к корпусу компрессора.Фланец 18 с помощью 32 болтов20 крепится к корпусу четвертой и пятой опор двигателя.

Между фланцем 18 и корпусомустановлена регулировочная шайба 19, толщина которой подбирается при сборке турбин.В корпусе четвертой и пятой опор двигателя вставляется обойма 23, в которую впаяна лента изметаллокерамики. Эта обойма установлена над рабочими лопатками с минимальным радиальнымзазором для ограничения перетекания газов из полости перед рабочими лопатками.Для предотвращения коробления обоймы из-за температурных расширений она разрезана на шестьсекторов с суммарным зазором 3 мм.Для предотвращения попадания болтов 20 крепления в проточную часть в случае их случайнойполомки на фланец корпуса четвертой и пятой опор установлен защитный экран 17.4.1.2.Ротор турбины компрессора высокого давленияРабочее колесо турбины передает крутящий момент к крыльчатке 2 (рис.

14) компрессора черезвосемь призонных втулок 33. Рабочее колесо имеет 47 рабочих лопаток 26, установленных в диске 32.От осевого перемещения в диске рабочие лопатки удерживаются, с одной стороны, выступом на замкелопатки, а с другой - покрывающим диском 38. Выступами покрывающего диска закрываютсяпространства между ножками лопаток.Рабочее колесо турбины стянуто восьмью стяжными болтами 30 с переходным кольцом 41.Переходное кольцо штифтами соединяется с крыльчаткой компрессора высокого давления, образуяротор турбокомпрессора, который опирается на два шарикоподшипника, один из которых выполняетроль опорно-упорного, другой -опорного шарикоподшипника 31.Для снижения температуры диска рабочего колеса и улучшения охлаждения ножек рабочих лопатокустановлен покрывающий диск 38.

В полость между покрывающим диском и основным дискомподается через системы каналов и отверстий охлаждающий воздух из-за компрессора высокогодавления. Рабочие лопатки турбины компрессора высокого давления и диск выполнены из жаропрочного материала.Особенностью конструкции рабочих лопаток всех турбин является наличие переходных ножек отпера к замку.

Наличие переходных ножек от пера рабочей лопатки к ее замку выравнивает напряжение, снижает температуру замковой части, и тем самым повышая запас прочности, позволяетуменьшить массу турбины.8Рабочие лопатки турбины высокого давления в отличие от лопаток последующих двух турбин неимеют бандажных полок в целях избежания отложений пыли под полками.4.4 ТУРБИНА КОМПРЕССОРА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯТурбина компрессора низкого давления состоит из цельнолитого соплового аппарата и ротора.4.4.1.Сопловой аппарат турбины компрессора низкого давленияСопловой аппарат 7 (рис. 17) турбины компрессора низкого давления цельнолитый, имеет 39лопаток.

Крепление фланца внутреннего обода соплового аппарата к корпусу четвертой и пятой опоросуществляется с помощью 12 сухарей 6 с отверстиями, через которые проходят винты 5; сухариподжаты накладным кольцом 4.В верхнем ободе соплового аппарата выполнена кольцевая проточка, в которую вставляется обойма8. В обойму впаяна лента из металлокерамики, которая вместе с гребешками рабочих лопаток 9образует лабиринтное уплотнение. Для предотвращения коробления обойма разрезана на три сектора ссуммарным температурным зазором около 0,9 мм.Для предотвращения утечек газа с обеих сторон фланца соплового аппарата, со стороны крышкиопоры и со стороны накладного кольца 4 в специальные проточки, а также в проточки у наружногообода заложены уплотнения из асбестовой нити 3, пропитанной специальным материалом.

Дляобеспечения надежной работы основные детали изготовлены из жаропрочных сплавов.4.4.2.Ротор турбины компрессора низкого давленияРотор турбины компрессора низкого давления (рис. 17) трех-опорный, одной из опор являетсяроликовый подшипник. Ротор турбины компрессора состоит из вала 1, диска 11 и 63 рабочих лопаток9. Вал с диском соединен восьмью штифтами 2.Крутящий момент ротора турбины передается компрессору с помощью шлицевого соединения.Рабочие лопатки удерживаются от осевого перемещения уступом в рабочей лопатке и разрезнымкольцом 10 с вкладышем. Кольцо в свою очередь перекрывает пространство между ножками рабочейлопатки от перетекания газа.Рабочие лопатки и диск выполнены из жаропрочного сплава, вал изготовлен из жаропрочной стали.Рабочие лопатки турбины компрессора низкого давления имеют бандажные полки.

При наличиибандажных полок рабочие лопатки образуют по периферии разрезное бандажное кольцо с гребешкамигазового лабиринта. Бандажные полки повышают коэффициент полезного действия турбиныблагодаря уменьшению потерь в радиальном зазоре и повышают вибропрочность лопаток.4.7. СВОБОДНАЯ ТУРБИНАСвободная турбина (рис. 19) состоит из регулируемого соплового аппарата и ротора турбины.4.7.1.Регулируемый сопловой аппаратРегулируемый сопловой аппарат (рис. 20) предназначен для осуществления тормозного режима.При повороте сопловых лопаток из рабочего положения на 120° поток газа направляется противвращения ротора свободной турбины, создавая на турбине тормозную мощность. Величина тормозноймощности при этом повороте сопловых лопаток составляет приблизительно 40—45% от мощноститурбины при номинальном (рабочем) положении сопловых лопаток. С уменьшением поворота лопатоквеличина тормозной мощности уменьшается.

При повороте лопаток на 70—80° мощность свободнойтурбины равна нулю. Кроме того, наличие регулируемого соплового аппарата позволяет осуществитьоптимальную настройку двигателя при работе его на режиме номинальной мощности.9Регулируемый сопловой аппарат состоит из 26 поворотных лопаток, шестеренчатого приводаповорота лопаток, наружного корпуса 29 и внутреннего кольца 3. Наружный корпус и внутреннеекольцо имеют гнезда для заделки обеих цапф сопловых поворотных лопаток. Установка корпуса 29 икольца 3 в одном и том же корпусе опоры обеспечивает надежность работы РСА.

Для устраненияутечек газа поворотный механизм вмонтирован в замкнутую полость и посредством сухаря 15соединен с поворотным гидромеханизмом 16, установленным на наружном силовом корпусе двигателя.Сопловая поворотная лопатка 4 имеет конический вид с вершиной, направленной к оси двигателя.Профильная часть лопатки ограничена двумя фланцами, на которых расположены цапфы (опорылопаток).

Наружная цапфа имеет трехгранник, а внутренняя - хвостовик, который служит осевымфиксатором лопатки. На торце трехгранника имеется резьбовое отверстие под винт 17 для крепленияконической шестерни. На цилиндрический участок цапфы напрессована втулка 21, которая являетсявнутренней обоймой роликоподшипника.Решетка РСА состоит из 26 поворотных лопаток, одна лопатка (верхняя) с конической шестерней14 является ведущей, 25 лопаток с коническими шестернями 24 являются ведомыми, Внешнимиопорами лопаток являются роликоподшипники 6, внутренними,— металлические втулки 22. Междунаружными обоймами подшипников и стенками, гнезд наружного кольца монтируются втулки 9.Рис. 20.

Регулируемый сопловой аппарат:1, 7, 8 и 18 — регулировочные кольца; 2 — корпус; 3 — внутреннее кольцо; 4 — поворотнаялопатка; 5 — лабиринтное кольцо; 6 — роликоподшипник; 9 — втулка; 10 — гайка; 11 — шарик; 12— внутренняя обойма; 13 и 14 — конические шестерни; 15 и 25 — сухари; 16 — гидромеханизм; 17,23 и 26 — винты; 19 и 20 — защитные крышки; 21 а 22 — втулки; 24 — коническая шестерня; 27 и №— регулировочные упоры; 29 — наружный корпусС торцов подшипники закрыты двумя крышками 19 и 20 от попадания пыли и грязи в зону роликов.В проточках гнезд корпуса монтируется по пять плавающих лабиринтных колец 5 для устраненияперетекания газа.

Подшипники зажимаются гайками 10.Металлические втулки 22 монтируются в гнезда внутреннего кольца 3, которое для монтажа идемонтажа лопаток имеет разъем по оси вращения лопаток.Для обеспечения соосности опор лопаток и гидромеханизма служат регулировочные кольца 1, 7 и 8.Внутренние и регулировочные кольца 1 и 3 крепятся к корпусу 2 винтами 23.Конические шестерни 14 и 24 на зубчатом венце имеют по 12 зубьев на дуге 180° и центральноетрехгранное отверстие для монтажа поворотных лопаток.Ведущая шестерня 14 в отличие от ведомых имеет выступ для передачи крутящего момента отсухаря 15 и большую длину зуба.