книги / Основы конструирования авиационных двигателей и энергетических установок. Т. 2 Компрессоры. Камеры сгорания. Форсажные камеры. Турбины. Выходные устройства
.pdf
Глава 5. Компрессоры ГТД
-передачу осевых усилий;
-взаимное центрирование элементов конст рукции ротора.
Взависимости от типа конструкции ротора вы полнение этих функций может осуществляться различными способами. Рассмотрим типовые ре шения, применяемые в конструкциях роторов многоступенчатых осевых компресссоров.
На рис. 5.29 показан ротор барабанно-диско вого типа, состоящий из вала 1 и расположенных на нем тринадцати рабочих колес 2. Между рабо чими колесами установлены промежуточные кольца 5, образующие барабан, стянутый гайкой
4.Передача крутящего момента от вала к дискам
ицентрирование дисков осуществляются шлица ми. Для этого в основном используются шлицы двух типов:
-эвольвентные;
-трапециевидные.
Применение эвольвентных шлицев менее рас пространено, т.к. лучшее центрирование обеспе
чивают прямоугольные шлицы (рис. 5.31), где центрирование осуществляется по радиальным (боковым) поверхностям. В таких шлицах цен тровка будет сохраняться независимо от тепло вых и силовых деформаций ступицы.
Шлицы являются концентраторами напряже ний. Для выведения из зоны действия растяги вающих усилий от центробежных сил шлицевое соединение вала с диском выносят на некоторое расстояние от ступицы диска. Такие конструк ции получили название «конструкции на вынос ных элементах» (рис. 5.30).
Пакет дисков стянут на шлицевом участке ва ла с двух сторон гайками 4 и 5 (рис. 5.29). При этом монтажное усилие стяжки пакета дисков выбирается таким образом, чтобы при нагреве ротора в рабочих условиях не происходило сни жение усилия затяжки до нулевого значения (не происходило «раскрытие» ротора).
Для дополнительного демпфирования дисков и организации проточной части между ободами
Рис. 5.29. Ротор барабанно-дискового типа со шлицевым валом двигателя ПС-90А:
1 - вал компрессора; 2 - рабочее колесо; 3 - промежуточное кольцо; 4 , 5 - гайки ротора компрессора
Рис. 5.31. Соединение дисков с валом прямоугольными шлицами
34
|
|
|
5.4. Роторы осевых компрессоров |
дисков устанавливают промежуточные кольца. |
с помощью цилиндрических посадочных участ |
||
Это существенно повышает изгибную жесткость |
ков 2, которые после сварки срезаются. Сварной |
||
ротора. Конструкция промежуточных колец или |
шов 3 должен контролироваться, а вся сварная |
||
иных проставных элементов ободной части рото |
секция дисков должна быть термообработана для |
||
ра зависит от принятой при проектировании фор |
снятия внутренних напряжений. |
||
мы проточной части. |
К сварной титановой секции 4 призонными |
||
Проточная часть по типу образующих ее по |
болтами 7 крепятся стальные диски последних |
||
верхностей может быть двух видов: |
ступеней 5 с цапфами 6. Такой ротор имеет |
||
- |
«гладкой»; |
меньшую массу и большую поперечную жест |
|
- |
«негладкой». |
кость, чем ротор на рис. 5.29. На практике при |
|
Проточная часть называется «гладкой», если |
меняются и другие конструкции роторов ком |
||
наружные поверхности промежуточных колец |
прессоров: |
||
и дисков образуют в меридиональном сечении |
- |
на рис. 5.26 - передача крутящего момента |
|
плавные линии без уступов (рис. 5.29). Проточ |
и центрирование дисков с помощью торцовых |
||
ная часть называется «негладкой» если на наруж |
треугольных шлицев 7, стяжка секций ротора |
||
ной поверхности промежуточных колец имеются |
центральным стяжным болтом 8; |
||
выступающие или утопающих элементы воздуш |
- |
на рис. 5.33 - передача крутящего момента |
|
ных уплотнений (рис. 5.32). |
длинными стяжными болтами 2, скрепляющими |
||
Возможны варианты конструкции ротора без |
пакет дисков ротора 1\ центрирование дисков |
||
центрального шлицевого вала. На рис. 5.32 пока |
и проставок 3 осуществляется с помощью цилин |
||
зан ротор того же, что и на рис. 5.29, компрессо |
дрических призонных участков на болтах и от |
||
ра, но другого типа - без внутреннего шлицевого |
верстий, выполненных в дисках и проставках, |
||
вала. Передние десять дисков из титанового |
развернутых совместно. Одновременное прижа |
||
сплава объединены в сварную секцию. Центри |
тие по стыкам осуществляется с помощью рас |
||
рование дисков 1 при сборке обеспечивается |
порных втулок 4, надетых на болты. |
||
Рис. 5.32. Ротор барабанно-дискового типа со сварной титановой секцией:
1 - титановый диск компресора; 2 - цилиндрический посадочный участок; 3 - сварной шов; 4 - сварная титановая
секция; 5 - стальной диск компрессора; 6 - цапфа вала; 7 - призонные болты
35
