Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей под ред. Хронина Д. В. (1014169), страница 42
Текст из файла (страница 42)
4.62, б) дополнительно регулируемое сечение 19, позволяющее наиболее экономично использовать количество охлаждающего воздуха (6„,) м на различных режимах работы двигателя. Пример конструкции, обеспечивающей регулирование 6,„, показан на рис. 4,63. В коллектор 1 к охлаждаемым лопаткам СА проходит определенное количество охлаждающего воздуха через отверстия 3 в трубках 2 и 5 — в поворотном кольце 4. Количество охлаждающего воздуха определяется положением поворотного кольца и взаимным положением отверстий в поворотном кольце Л! и 2010 2 — г и — 1 з — з мг 7 ч !' ! и -с И ч ча с! 7с„ Рис.
4.63. Пример конструкции, обеспечивающей одновременное регулирование подачи воздуха к охлаждаемым лопаткам СА и РК 1-Я ступени турбины: ТРДФ Р11-300 (модификации) и трубках 2. Одновременно поворотное кольцо изменяет проходное сечение (отверстия 5 и б), через которое подводится охлаждающий воздух под покрывной диск. Охлаждение рабочих лопаток на эксплуатационных режимах осуществляется небольшим количеством воздуха, идущего через отверстия 7 и зазоры между поворотным кольцом и силовым конусом 9. Поворотное кольцо смонтировано на шарикоподшипниках 8 и поворачивается на требуемый угол под действием системы управления. В системах подвода воздуха на охлаждение рабочих лопаток воздух к диску подходит под некоторым углом и тормозится при его входе во вращающийся диск, а следовательно, дополнительно подогревается.
При окружной скорости на ободе диска 300 ... 350 м/с этот нагрев составляет 40 ... 50 'С. Поэтому крайне же- 222 лательно конструктивными приемами снизить величину этого подогрева, например, создав закрутиу охлаждающего воздуха, обеспечивая безударный вход в каналы диска без торможения потока. Благодаря снижению температуры поступающего в лопатки воздуха может быть улучшен теплосъем либо уменьшен требуемый расход охлаждающего воздуха.
Значительного положительного эффекта можно достичь, если для уменьшения температуры охлаждающего воздуха и создания на максимальном радиусе диска его безударного входа в межлопаточные полости (отверстня) корневых частей лопаток, как показано на рис. 4.64, подводить воздух с предварительной закруткой с„ = и. В результате достигается осевой вход н7 = с„ а снижение температуры воздуха определяется по формуле ЬТ"=Т,"— Т; =Т+, — (Т+ 2 — 74 ~ 2— — Э-1 н может составлять АТ* ж 70 ...
80 К. Подвод воздуха под вращающийся дефлектор диска турбины (см. рис. 4.28) с предварительной закруткой даст несколько меньший эффект снижения температуры охлаждающего воздуха, так как по мере продвижения воздуха на большие радиусы происходит его подогрев на 54 ж 50 ... 60 К как от поджатия, так и в результате теплопередачи от стенки нагретого диска. Однако Рнс.
4.64. Варианты подвода охлаждающего воздуха в диск иа охлаждение ра. бочих лопаток: а -- трдд нв.з7!! е — трдФ Р!!.Зее !мчхаэаначач! 223 с позиций охлаждения диска и уменьшения утечек через уплотнения (см. рис. 4.28) такое решение обоснованно. Воздух, отбираемый от компрессора для охлаждения рабочих лопаток, не должен содержать посторонних частиц. Так, например, на ТРДД СР6 воздух для очистки пропускается через ряд устройств, в которых сначала совершает два поворота на 180' и проходит через спиральный воздухоочиститель, состоящий из ряда малых сопел и нескольких центробежных пылеуловителей. Попадая в лопатку, оставшиеся посторонние частицы пыли выбрасываются через очистительные отверстия в торцевых поверхностях лопаток (см.
рис. 4.29). В системе подвода воздуха на охлаждение рабочих лопаток желательно иметь большее осевое расстояние между соплами подвода воздуха и входом в диск рабочего колеса, что способствует некоторой сепарации пыли и предотвращению ее попадания в полость рабочих лопаток, а следовательно, и засорению внутренних каналов и полостей лопаток. 4.7. СОЕДИНЕНИЯ РОТОРОВ ТУРБИН С РОТОРАМИ КОМПРЕССОРОВ И РЕДУКТОРАМИ Соединение ротора турбины с ротором компрессора в ТРД или валом редуктора в ТВД осуществляется шлицевыми соединениями или шлицевыми муфтами и в зависимости от схемы расположения опор и схемы передачи осевых сил в системе турбина — компрессор и их разности на фиксирующую опору ротора должны обеспечивать передачу: — М„р от турбины к компрессору, винту, агрегатам; — осевого усилия Р,; — радиального усилия от действия Р; и М„.
Кроме того, соединение должно надежно работать в условиях некоторой несоосности или перекоса осей соединяемых узлов. Также желательны наличие масла на контактных поверхностях шлиц и гарантия его непроникновения в воздушно. газовые тракты и полости; — доступность к месту соединения и легкость контроля правильности сборки; — обеспечение сборки в определенном (единственном) предусмотренном положении. Допуская работу шлицевого пояса в условиях некоторого перекоса осей соединяемых узлов, что может быть вызвано как проектно-технологическими сообрйркениями, так и вследствие деформаций двигателя при полете с перегрузками от Р, и М„, следует иметь в виду, что в этих случаях имеет место значительное увеличение напряжения смятия осм на концах шлицевого пояса н появление переменной составляющей Лпс, изменяющейся с частотой 2п.
Величина максимального значения о,„(2 ... 3) пер при углах перекоса осей в пределах 0,5 ... 1,6' (рис, 4.65). 224 Рис. 4.85. Изменение напряжения смятия осм деталей при наличии некоторого перекоса осей, соединяемых с помощью эвольвентных щлип л =ггв в гв' гвми 7 ввр При трехопорной схеме и ротора и отсутствии идеальной соосности опор при наличии нескольких разъемов как по корпусу, так и у ротора допускается несоосность задней опоры относительно средней на величину и ( ( 0,17 мм.
Это означает, что ось ротора турбины может располагаться под некоторым в хв углом ~р ( 1' 30' к оси ротора компрессора. При эксплуатации двигателя на самолете вследствие деформаций от действия инерционных сил и гироскопических моментов этот угол может увеличиваться, особенно при больших перегрузках. Для компенсации несоосности на валу турбины 12 установлена переходная муфта 9, которая зафиксирована от осевых смещений стопорным кольцом 11 (рис.
4,66), Ведомая шлицевая муфта 1 установлена внутри цапфы компрессора 2, опирающейся на подшипник 5. Муфта закреплена фасониым оолтом 8 с гайкой 4. Эвольвентные шлицы 6, которые выполнены на большом диаметре короткими с большим модулем и зазорным зацеплением, обеспечивают допустимую перегрузку концов этих шлнц при имеющем место перекосе осей. Для обеспечения допускаемого поворота осей, передачи осевого и радиального усилий применено сферическое соединение. Шаровой конец вала турбины и флаиец 8 имеют по три паза, что позволяет вставить конец вала турбины в сферическое гнездо ротора компрессора, а затем повернуть вал на 60' для осевой фиксации и передачи осевых усилий.
При этом сферические выступы вала турбины окажутся напротив выступов сферического гнезда фланца 8. После смещения ведущей муфты 9 влево и введения шлицевых поясов б в зацепление она фиксируется от смещения на валу турбины стопорным кольцом 11 и фиксатором 10. Правильность сборки гарантируется тем, что стопорное кольцо может быть повернуто в пазу вала турбины и застопорено фиксатором 10 только при условии, что концы винтов-штифтов 7 вошли в отверстия переходной муфты 9, а шлицы 14 и 18 удерживают его от осевого смещения. Это возможно лишь в одном угловом положении, так как эти три винта-штифта расположены по окружности неравномерно по углу, как показано на схеме расположения контрольных винтов-штифтов 7. 8 П/р д.
В. Хроаиеа 225 Глена раглеяелгения б б а,гуа 7,=8 и 9 гг =!б Рис. 4.66, Соединительная муфта роторов компрессора и турбины ТРДФ ВК-4 Наличие фиксатора 10 в отверстии стопорного кольца 11 гарантирует правильность сборки. Перемещение ведущей муфты и поворот стопорного кольца производят внутри корпуса двигателя рукой. Через форсунку 13 в шлицевое зацепление подается смазочное масло. С переднего конца вала 9 турбины РНД (рис.
4.67) крутящий момент передается на заднюю цапфу 3 компрессора РНД через тонкостенную трубчатую рессору 5, на обоих концах которой выполнены внутренние эвольвентные шлицы. Рессора располагается внутри полости тонкостенной трубы 7, установленной в РВД во избежание попадания масла внутрь этого ротора. Стяжкой болт 4 соединяет валы роторов и обеспечивает передачу осевого усилия 226 Рис. 4.67. Соединение валов турбины и компрессора с помощью трубчатой рес- соры и стягивающего болта (штанги) ТРДД АИ-26 а ротора турбины через вал ротора компрессора низкого давления 2 на переднюю фиксирующую опору компрессора РНД (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
