Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей под ред. Хронина Д. В. (1014169), страница 19
Текст из файла (страница 19)
а ., братная его жесткости. Лля одноПодатлнвость этемента . , атн я а есть велнчйна, о атн я »енного состояния узл»лынпе е !»з ет жесткость элемента которую обозна- удлинение, равное еднпаце, хзрзктернзуег ж — — —, здесь чают г, т. е, с==- .== ЕР(й Следовател! но, податливость а =-— с — , г' — . адь его сечения, Š— модуль упругости первого ! -- длина д.теыента, г' — площадь о рода и Л» -- Ро, Тогда ьч Л»б уев = Р» 4 ельной затяжки Р, могут быть созданы напряжения Осевой силой предварительно з ! ба а, но и отивоположного сжатия ое>н, рави авные по величине напряжению наги а ан, но пр знаха: с = Р.»), (3.29 ) 'гож = з» =- 2пго — площадь по перечного сечения барабана в месте стыка, р, .
и ( о условию) определяем величину силы пр д- еИсходя нз равенства оя в п„,(по Р, ! ая соответствует началу раскрытия стыков под варнтельной затяжки Р», которая соо действием суммарного изгибающего моиента 2Ми Р,= —. г Ряс, 3.33. Стяжной болт с упругими элементами: ! — головка отлжного болта; 3 к б — пружинящие шайбы; 3— диск первой ступени ротора; б — диск последней ступени ро. тора; б — гайка (3.35) боб д 1д! я р=~~~~~)дгсгд)А!д! — !') д~ Е Р (3.331 д«д! »=! 1=! )11б = 1бпб б!б + Р) 1б (3.34) бРб В выражении (3.33) упругаи деформация сжатия секций ротора принимается со знаком «минус». Из равенства а(р — †)11б определяем термическую силу л 1д«М.»! Л1д! — !б)кб ы«!б )=! Л!! Р)— л 1д! 1б 1д! !б +— + Ед)Рд! ЕбРб лж) Едгдд! ЕбРб )=! ! где 31! — разность удлинения секции ротора и болта.
Если секции стягиваютси не одним, а несколькими (т) болтами, работающ ими параллельно, то их податливость будет равна !б ЕоРбт ' Для предотвращения появления термической силы Р! необходимо либо свести к нулю разность деформаций секций ротора и болта, либо значительно увеличить податливость стягиваемых и стягивающих элементов.
Для уменьшения разности удлинеаий секций ротора и болта можно, не увеличивая об)цую длину ротора, увеличить длину стяжного болта путем установки на него дополнительных втулок (рис. 3.37). Для увеличения податливости в конструкциго ротора вводят упругие элементы: податливые фасонные фланцы цапф (см. рис. З.ЗБ) или пружиня)цие шайбы, подкладываемые под головку стяжпого болта или гайку (рнс. 3.33). Однако предотвратить возникнонение термической силы Р! на всех режимах работы двигателя практически невозможно.
Так, при запуске двигателя нагрев секций ротора компрессора может составлять й)р = !ОО ... 150', а нагрев болта Рис. 3.37. Стнжной болт с дополнительными втулками; ! — «талкой Солт; 3 — диск нор»ой стул«ил; 3 — разрезное «топорно« колько; З вЂ” зл«ш- кал втулка; б — внутренняя втулка; б — коатроао«наа шайба !00 а!б = 20 .„40', Следовательно, в этом случае )Г1! ) 0 и возникает термическая сила Р), которая дополнительно нагружаег соединение.
Ее величина может достигать от нескольких десятков до нескольких сотен ньютонов. Уменьшение Р на болт обеспечивается включением в конструкцию ротора лете или указанных выше упругих элементов. При выключении двигателя в пол планировании самоле самолета происходит более быстрое охлаждение секций ротора, чем стяжно го болта.
Температура подогрева секций ротора в этом случае = 20 ... 30', а величина б!б = — 100 ... 120'. Разность удлинений ) ( никающая пр и этом термическая сила будет осдаблять усилие затяжки в стыках. Использование податливых элементов в конструкции позволя у илы Р и в данном случае, так как приводит к ее уменьшению. я с четом всех ас- С предварительной затяжки Р, должна определяться с уч т р смотренных выше усилий, вызывающих раскрытие стыков.
Обычно пр инимают, что все усилия ослабления стыков действуют одновременно, т. е. Рооп.о. = Р. + !», + Ро+ Р). Для обеспечения надежной работы вводят коэффициент запаса затяжки й = 1,15 ... 1,25 и получают необходимую величину силы предварительной з— затяжки соединения прй монтаже Рз — й»Рооп от йз (Р! + Рз + Ра + Р)) ° (3 35) В Р может достигать нескольких сотен гьютонов.
Возникающие при елнчина з м с ммарные напряжения смятия осм, обусловленны д , ру е ействиеи к утящего и изгибающего моментов, осевой и термической сил, д ° , не олжны превосходить озлетво ять заданным требодопустимого значения, т. е. запас по оом должен уд р ваннам. сходя и .
И з этого условия выбираются геометрические размеры торцевых ли — 6, е и г. Для устранения возможных ошибок при изготовл улучшения взаимного прилегания секций ротор р а п оизводят предварительное и п име но в 1,5 раза. о жати р б е ротора усилием, превышающим усилие затяжк р р К усилия затяжки осуществляется по величине уд. линения стяжного болта. След ет отметить, что наклонное положение боковых ф ц . ф оптроль флан ев цапф позволяет увеличить плотность стыков без увеличения ° р . р опта. л у силы п едва ительной затяжки б .
Э бьясняется тем, что центробежные силы при вращении стижного олта, то о я платность стыков. ротора стремятся выпрямить фланцы и тем самым увеличивают пл но 3.9. КОРПУСЫ ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ 3.9.1. Требования, предъявляемые к корпусам Корпус компрессора, важнейшая часть статора, явчяется одним из о ним из основных элементов силовой схемы двигателя. Внутри корпуса на подшипниках монтируется ротор и крепятся направляю!цие и спрямляющие аппараты. Снаружи на корпусе устанавливаются коробка агрегатов, узлы крепления двигателя к самолету, агрег агрегаты, обеспечивающие «жизнедеятельность» двии .. В стенгателя (топливные и масляные насосы, регуляторы и др.), стенках корпуса могут быть каналы: для подвода и отвода масла к опорам и для воздуха, отбираемого для подогрева входного !О! Рис.
3.39. Корпус вептидитора, удерживатощий лопатки при их отрыве: т — колыто из легкого высоьопрочного материала с высоким значением ударной вязкости; 3 .- корпус из листового металла, й — сотовый иапо.тнй. тель; й — зпоксндный углерод устройства и умсцьшения осевой силы, действующей на ротор, Эти каналы могут быть выполнены при отливке корпуса или образованы трубками, закрепленными в нем по концам.
На корпус действуют: — силы веса и инерции ротора; — избыточное давление воздуха на внутреннюю поверхность1 — осевые силы лопаток направляющего аппарата; — крутящие моменты, передающиеся от лопаток направляющих аппаратов; — осевые силы н цзгибающие моменты, передающиеся на корпус от сочлененных деталей. И сходя из особенностей работы основными требованиями, которым должны удовлетворять корпусы, являются: 1) достаточная прочность и жесткость при малой массе: ) удобство монтажа направляющих н спрямляющих аппа- \ ратов; 3) простота изготовления:, 4) герметичность; 5) удобство контроля состояния деталей проточной части, подшипников, шестерен; 6) локализация возможных разрушений.
Т ребование обеспечения высокой надежности двигателя выдвигает задачу локализации возможных разрушений. Наиболее сложным является обеспечение непробиваемости корпуса в случае обрыва лопатки вентилятора, осооенно в ТРДД с большой степенью двухконтурности. Например, лопатка вентилятора массой 6,8 кг, создающая центробежную силу Р л = 600 кН, при обрыве имеет энергию легкового автомобиля титл2 при скорости 45 км/ч. Конструкция корпуса должна обеспечить нейтрализацию воздействия возникающей силы на корпус и на всю конструкцию в целом вследствие разбалансировки ротора. Для предотвращения разрушения корпуса над рабочими лопатками вентилятора необходимо устанавливать удерживающее кольцо, выполненное с использованием очень вязкого, ударопоглощающего материала (рис.
3.39). 3.9.2. Конструкция составных частей корпуса компрессора и их основные характеристики Корпус осевого компрессора однокоптурпого ТРД обычно состоит из трех частей: переднего корпуса, корпуса направляющих аппаратов и заднего корпуса. 102 Передний корпус выполняется неразъемным и состоит из нар жного и внутреннего колец, жестко соединенных между собой радиальными связями. В качестве последних могут использоваться обтекаемые стойки (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
