Толщины стенок лопаток, мм

1лопатка – N 570 материал ЖС-26

2 лопатка – N 750 материал ЖС6-У

Поверхность пера и полки с целью повышения жаростойкости покрывают многокомпонентным покрытием (NiCoAlY + NiC₂AlY). Толщина слоя 0,07-0,05 мм на входной кромке с последующим уменьшением толщины к выходной кромке до 0,04 мм. Допускается наличие покрытия на торцевых поверхностях замковой части и на необрабатываемых литых поверхностях ножки. После нанесения покрытия перо и полка обрабатываются микрошариками, что формирует в материале сжимающие напряжения. Поверхности внутренней полости лопатки хромоалитируются . Толщина слоя 0,01-0,03 мм. Торцевую поверхность алитируют шликерным методом после окончательной обработки. Толщина слоя 0,02-0,04 мм.

Материалы по тепловому состоянию рабочих лопаток турбины высокого давления приведены в табл. 5.2 и на рис. 5.4.

Рис. 5.4. Тепловое состояние рабочей лопатки ТВД

Таблица 5.2

Данные по наряженному состоянию рабочих лопаток турбины компрессора приведены в табл. 5.3.

Запасы по несущей способности для рабочей лопатки турбины компрессора приведены в табл. 5.4.

Таблица 5.3.

(Т*_г = 1670К)

Таблица 5.4

Для снижения уровня вибрационных в рабочих лопатках между ними под полками размещают демпферы, имеющие коробчатую конструкцию (рис. 5.5). При вращении ротора под действием центробежных сил демпферы прижимаются к внутренним поверхностям полок вибрирующих лопаток. За счет трения в местах контакта двух соседних полок об один демпфер энергия колебаний лопаток будет рассеиваться, что и обеспечит снижение уровня вибрационных напряжений в лопатках.

Рис. 5.5. Демпфер

Диск 6 (рис. 5.1) турбины штампованный, с последующей механической обработкой. В периферийной части диска выполнены пазы типа «Елочка» для крепления 90 рабочих лопаток, канавки для размещения пластинчатых замков осевой фиксации лопаток и наклонные отверстия подвода воздуха, охлаждающего рабочие лопатки. Воздух отбирается из ресивера, образованного двумя буртиками, левой боковой поверхностью диска и аппаратом закрутки. Под нижним буртиком размещены балансировочние грузы. На правой плоскости полотна диска выполнены буртик лабиринтного уплотнения и буртик, используемый при демонтаже диска. В ступенчатой плоскости части диска выполнены цилиндрические отверстия под призонные болты, соединяющие вал, диск и цапфу ротора турбины.

Изменение температуры и напряжений по радиусу диска турбины высокого давления представлено на рис. 5.6.

Данные по напряженному состоянию диска на форсированном режиме приведены в табл. 5.5.

Таблица 5.5

Рис. 5.6. Тепловое и напряженное состояние диска ТВД

Осевая фиксация рабочей лопатки осуществляется зубом и пластинчатым замком. Пластинчатый замок (один на две лопатки) вставляются в пазы лопаток (рис. 5.7) в трех местах диска, где деланы вырезы, и разгоняется по всей окружности лопаточного венца. Пластинчатые замки, устанавливаемые в месте расположения вырезов в диске, имеют особую форму. Эти замки монтируются в деформированном состоянии (см. рис. 5.7 сеч. А-А), а после выпрямления входят в пазы лопаток. При выпрямлении пластинчатого замка лопатки поддерживают с противоположных торцов.

Рис. 5.7. Элементы осевой фиксации рабочих лопаток ТВД

Балансировка ротора осуществляется грузиками (рис. 5.8), закрепляемыми в проточке буртика диска и зафиксированными замком. Хвостовик загибается на балансировочный грузик. Место отгиба контролируется на отсутствие трещин осмотром через лупу 4-кратного увеличения. Уравновешивание ротора можно выполнять перестановкой лопаток. Допускается подрезка торцов грузов. Остаточный дисбаланс – не более 25 гсм.

Рис. 5.8. Узел крепления балансировочного груза ротора

Диск с цапфой и валом соединен призонными болтами (рис. 5.9). Головки фиксируются от поворота пластинами, загибаемыми на срезы головок (см. вид А и В рис. 5.9). От продольного перемещения болты удерживаются выступающими частями головок, входящих в кольцевой паз вала.

При заворачивании и отворачивании гаек болты удерживаются за хвостовик болта, имеющий квадратное сечение (см. вид рис. 5.9). Гайка законтривается втулкой, имеющей квадратное основание. Втулка в двух диаметрально расположенных точках вдавливается в пазы гайки и этим удерживает ее от поворота. Сама втулка квадратным основанием упирается в поясок цапфы и этим фиксируется от поворота. Гайки заворачиваются моментом 4,5 кгсм, при этом вытяжка болта составляет 0,21_-0,02^+0,01 мм.

Рис. 5.9. Узел соединения диска с валом и цапфой

Вал представляет собой тонкостенную оболочку с двумя фланцами, оп которым осуществлено соединение вала с дисками компрессора и турбины. Центрирование вала с дисками осуществлено по цилиндрическим пояскам.

Цапфа (рис. 5.10) обеспечивает опирание ротора о раковый подшипник. Левым фланцем цапфа центрируется и соединяется с диском турбины. На наружных цилиндрических проточках цапфы размещены втулки лабиринтных уплотнений. Осевая и окружная фиксация втулок осуществляется радиальными штифтами. Для предотвращения выпадания штифтов под воздействием центробежных сил после их запрессовки отверстия во втулках завальцовываются.

Рис. 5.10. Цапфа ТВД

На наружной части хвостовика цапфы, ниже втулок лабиринтного уплотнения, размещено контактное уплотнение (рис. 5.11), зафиксированное корончатой гайкой. Гайка законтрена пластинчатым замком.

Внутри цапфы цилиндрических поясках центрируются втулки контактного и лабиринтного уплотнения. Втулки удерживаются корончатой гайкой, ввернутой в резьбу цапфы. Гайка законтривается отгибанием усиков коронки в торцевые прорези цапфы. Контактное уплотнение показано на рис. 5.12.

В правой части внутренней полости цапфы размещено наружное кольцо роликового подшипника 33 (рис. 5.1), удерживаемого корончатой гайкой, ввернутой в резьбу цапфы. Гайка законтривается усиком коронки, отгибаемым в прорези цапфы.

Контактное уплотнение (рис. 5.11, 5.12) представляет собой пару, состоящую из стальных втулок и графитных колец. Для гарантированного контактирования пар между графитовыми кольцами размещены плоские пружины. Между стальными втулками размещают дистанционную втулку, предотвращающую пережатие торцевого контактного уплотнения.

Рис. 5.11. Узел контактного уплотнения

Рис. 5.12. Узел контактного уплотнения