Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей под ред. Хронина Д. В. (1014169), страница 34
Текст из файла (страница 34)
Воздух поступает из дефлектора 12 на внутреннюю поверхность полости лопатки. При протекании вдоль сечения спинки и корыта происходит подпитка протекающего по зазору воздуха через систему отверстий 9 в дефлекторе. Выходит воздух через щелевой канал 1О в выходной кромке. !73 Наличие значительного числа цилиндрических перемычек — интенсификаторов охлаждения 11 — увеличивает турбулизацию, способствуя лучшему теплосъему. Цилиндрические пояски 4 и кольцевые выступы 6 (рис, 4.36, а, б) используются для установки лопаток в СА. Сопловые лопатки турбины РВДТРДД первой (рис, 4.37, а) и второй (рис.
4.37, б) ступеней выполнены спаренными. Лопатки 1 первой ступени отливаются индивидуально и свариваются попарно с провариванием полок на половинную глубину, что позволяет легко отделять лопатки при ремонте. Во внутреннюю полость профиля, разделенную на две части перегородкой 4, вставляются дефлекторы 6 и 8, внутрь которых подается (стрелки 13 и !4) охлаждающий воздух и через систему малых отверстий 7 и 12 выходит в зазоры между дефлекторами и стенками лопаток и далее через системы перфораций 16 и 18 и щелей 2 из полости !1 на поверхность профиля, обеспечивая конвективно пленочное охлаждение лопаток. Наличие зазора между дефлекторами и стенкой лопатки гарантируется выштамповками 9.
Подача воздуха!3 и 14 осуществляется в дефлектор 8 передней полости со стороны внутренней полки !7, а в дефлектор 6 — со стороны наружной полки 3 через отверстие в крышке 6 В первой ступени каждый блок лопаток (используя фланцы 16) крепится к внутреннему корпусу болтами и дополнительно стыкуется с корпусными деталями по цилиндрическим пояскам 21 и кольцевым выступам !9. В сопловом аппарате второй ступени также применены блоки спаренных полых лопаток 1 со вставными дефлекторами 26 (см. рис.
4.37, б). Воздух 27 подается от промежуточной ступени компрессора через втулки 23 и отверстие в крышке 24 внутрь дефлектора 26. Охлаждение лопаток конвективное с душевым натеканием через отверстия 22 в срединной части профиля и конвективное с лобовым натеканием через отверстие 26 — у входной Рис, 4.37. Блоки сопловых охлаждаемых лопаток ТРДД СГ-6: а — первой ступени; б — второй ступени Рис. 4.
8 . ис. 4.38, Охлаждаемые сопловые лопатки ТРДД кВ-211-838Е-4 кромки. Охлаждающий воздух выходит через щель 29 в выходной кромке профиля. Частично в воздух отбирается на наддув полости межступеичатого уплотнения. Сопловые аппараты первой и второй ступеней комплектуются 33-мя блоками спаренных лопаток. На поверхностях стыка наружных и внутренних полок выполнены канавки 20, которые заполняются легко деформируемым жаростойким материалом. В процессе модификаций на основе научно-исследовательских работ и использования усовершенствованного мето а тода расчета пространственного течения спроектирована сопловая лопатка с минимальными профильными и вторичными потерями (рис. 4.38) и равномерным полем потока за соплоИспользование рациональной пространственной конфигурации профильной части лопаток — пера 1 — с весьма развитой системой конвект инно пленочного охлаждения выпуклой и вогнтой позе хност й р е и особенно входной части профиля обеспечивает высокую эффективность работы турбины.
Этому способств ет и теплова нт » е щ но покрытие 6 на омываемых газом поверхностях ву ги5, п озволило исключить систему их пленочного охлаждения — сэкономить расход охлаждающего воздуха. Выход воздуха осуществляется через развитую систему перфораций — большоеколич т к личество отверстий 9 малогодиаметраи »цели 8 выходной кромки пера 1. Для крепления лопа р лопаток в корпусе используются цилиндрические поиски 4, кольцевые выступы 5 и фиксирующие выступы 7. р . ,8 показан блок четырех неохлаждаемых лопаток 1 сегментов на жног к г: ружно о кольца — наружных полок 2 с кольцевыми поясками 4 и сегментов в» тов внутреннего кольца — внутренних полок с кольцевыми выступами 5 и фиксирующим выступом 7 на одном р у ановке блоков в наружный корпус кольцевые пояски обеспечивают радиальную фиксацию блоков в корпусе, л в отверстие 6 вводится фиксатор, воспринимающий окружное и осевое газодииамически ворачивания в на жн .
д . ческие усилия и удерживающий блок от проружном корпусе. Кольцевые бортики 5 и фикси- 180 рис. 4.39, Блок сопловых лопаток третьей стУпени ГР1П д 38 рующий выступ 7 обеспечивают соосность внутреннего бандаж- ного кольца и его осевую и окружную фиксацию (см. рис. 4ей. д), Необходимость размещения силовых связей между дисками первой и второй ступеней турбин РВД и РСД потребовала резкого увеличения максимальной толщины профиля лопатки с,„, а следовательно, увеличения длины хорды 5 профиля и значительного увеличения среднего диаметра на выходе нз СА.
Сопловой аппарат скомплектован из блоков по трн лопатки 1 (рис. 4,40). Внутри каждой лопатки установлен дефлектор 9. Воздух при движении по зазору между дефлектором и внутренней поверхностью профиля лопатки выходит наружу через систему отверстий 6 в выходной кромке пера. Цилиндрические пояски 4 и кольцевой выступ 5 Рис. 4.40. Блок охлаждаемых соилоаых ~»опилок второй ступени Трдд Л-38 181 га гг 7 и и Р в .17 с пазом 7 наружной полки 2 используются для установки блока в наружном корпусе, а внутренние кольцевые выступы 5 и местный выступ 8 — для соединения блоков с внутренним силовым корпусом. При сборке СА канавки 10 заполняются легкодеформируемым жаростойким материалом, повышая герметичность стыков.
4.4.3. Крепление сопловых лопаток В сопловых аппаратах стремятся осуществить двухопорное крепление сопловых лопаток в кольцевых деталях корпуса, желая обеспечить значительную изгибную жесткость и прочность. Однако такой вид крепления применим только для коротких лопаток и позволяет избежать термических напряжений и коробленнй вследствие неодинаковости нагрева соединяемых в узел СА деталей. Сопловые лопатки из-за их теплонапряженности в качестве силовой связи между силовыми корпусами, как правило, не используются.
Конструктивные элементы силовой связи размещаются внутри пустотелых охлаждаемых лопаток 1 (рис. 4.41, 6, 2(6). Для предотвращения появления температурных (термических) напряжений и короблений деталей СА лопатки закрепляются, как правило, в наружном силовом корпусе и соединяются с внутренним корпусом, обеспечивая либо свободу температурных деформаций деталей СА, либо незначительный уровень термических напряжений, а это возможно при соединении лопаток СА с внутренним корпусом, обладающим малой жесткостью, либо через податливый конструктивный элемент.
Устанавливают лопатки СА в корпусах таким образом, чтобы между наружными полками и внутренней поверхностью силового 1зи Рнс. 4А!. Крепление соплових лопаток в корпусах: а — ТРДФ Р!1-ЗОО (модиеякацияв б— ТРДД Д-ЗОКУ! г — ТРДД АИ.26; г — ТВД ТВ2-!17; д — ТРДД Д-66; г — ТРДФ Р(1-ЗОО (модиеикгция)1 ии — ТРДД Д-ЗЗ корпуса имел место зазор, по которому для предупреждения перегрева корпусных деталей будет продуваться охлаждающий корпус воздух. Часть этого воз- и духа в ряде случаев используется и на охлаждение лопаток СА как первой, так и последующих ступеней.
Распространенным конструктивно-схемным решением является м консольное крепление лопаток на 7! наружном корпусе и подвижное соединение расположенных встык внутренних полок лопаток с внутренним кольцом (бандажом), Разнообразие конструктивных решений показано на рис. 4.41.
Бандажное кольцо 22 может быть как цельным, с отверстиями под цилиндрические цапфы 21, выполненные на внутренних полках (рис. 4.41, а), так и составным из двух частей с плоскостью разъема в плоскости осей цилиндрических цапф. Цапфы 2! выполняют роль радиально-расположенных штифтов [22), а следовательно, обеспечивают соосность бандажного кольца 22 и наружного корпуса 20, что необходимо при наличии лабиринт- 1ЗЗ ного уплотнения ротор — корпус, не препятствуя свободе расширений наружного корпуса 20, лопаток 1, бандажного кольца 22 и других элементов уплотнений 3 (см.
рис. 4.41, б, в, д). Лопатки 1 крепятся к наружному сопловому корпусу 20, например, с помощью болтов 23, ввернутых в резьбовые отверстия наружной полки 2 лопатки 1 (см. рнс. 4.41, а). Во многих двигателях используется установка лопаток 1 во внешнем силовом корпусе 20 по цилиндрическим пояскам (бортикам) с фиксацией от перемещений под действием осевых и окружных газодинамических сил радиальными штифтами 24 (см. рис. 4.41, б, в, г) либо специальными фиксаторами 6 (рис. 4.41, д). Штифты 24 после запрессовки их в отверстия сами фиксируются от смещения обжатием кромок отверстий шариком, например, как показано на рис.
4,41, в. Внутреннее бандажное кольцо 22 может удерживаться соосно наружному корпусу 20 и при установке на концах профильных частей лопаток 1, пропущенных в его профильные пазы (см. рис. 4.41, а). При этом также обеспечивается соосность кольца 6 лабиринтного уплотнения, а перетеканию газа через зазоры лопатка 1 — бандажное кольцо 22 препятствует составленное из двух половин кольцо 9. Соединение лопаток 1 с внутренним бандажным кольцом 22 такого типа используется и в случае крепления самих лопаток с наружным корпусом 20 сваркой, когда лопатки короткие и рассмотренные выше приемы соединения лопаток с наружным корпусом 20 экономически и технологически не обоснованы.
Фиксация внутреннего бандажного кольца 22 от эксцентричного смещения и проворачивания может осуществляться выступами 7 (рис. 4.41, г, д). На рис. 4.41, е, ж показаны конструктивные решения крепления охлаждаемых лопаток, внутренние полости которых использованы для размещения силовых связей и других конструктивных элементов. Так, на рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
