2.5. Статор турбины компрессора

Статор ТК (рис. 4.3) включает: СА I ступени 7, 14, 15 , СА II ступени 12, корпус ТК 2, проставку 8 и обойму 9 с металлокерамическим уплотнением 10.

2.5.1. Сопловой аппарат I ступени ТК служит для разгона газового потока и подвода его под определенным углом к рабочим лопаткам. Он состоит из сопловых лопаток 14, наружной 7 и внутренней 15 обойм, проставки 8, переходных втулок 5, 29, экрана 6 с накладками 4, сухарей 30, секторов 31, винтов 32 с пластинчатыми замками, конической диафрагмы 28, фиксирующего кольца 27, втулок лабиринтов 21, 23 с металлокерамическими уплотнениями 22, 24 и крепежных деталей.

Сопловые лопатки 14 выполнены из жаропрочного сплава ЖС-6К методом прецизионного литья. Они имеют в каждом сечении свой профиль, увеличивающиеся хорды от корня к периферии и закрутку, обеспечивающую радиальное равновесие газового потока в сопловом аппарате (СА). Сопловые лопатки 14 — полые, ох­лаждаемые. Они устанавливаются в профилированные гнезда на­ружной 7 и внутренней 15 обойм с некоторым зазором, что обеспе­чивает свободу их температурных деформаций. В торцы сопловых лопаток устанавливаются переходные втулки 29, 5, которые фикси­руют лопатки и через которые проходит охлаждающий воздух. Внутренние переходные втулки 29 фиксируются кольцом 27, а внешние 5 — кольцевым экраном. Зазоры между втулками и экра­ном закрываются накладками 4. Наружная обойма 7 СА I ступени ТК изготовлена из жа­ропрочного сплава и предназначена для монтажа сопловых ло­паток и ограничения проточной части турбины по внешнему контуру. Она представляет собой кольцо с наружным корончатым фланцем. В стенке наружной обоймы выполнены шестьдесят три профилированных прорези для монтажа сопловых лопаток и четырнадцать отверстий для прохода датчиков термопар. От­верстия и расположенные против них профилированные прорези соединены между собой температурными швами, которые иск­лючают самопроизвольное образование трещин на этих участках. Спереди на наружную обойму телескопически устанавливается наружная опорная секция жаровой трубы камеры сгорания. Креп­ление наружной обоймы к корпусу ТК осуществляется винтами 32 с пластинчатыми замками посредством сухарей 30 и огра­ничительных секторов 31. Сухари 30 имеют форму прямоугольной пластины с отверстием под винт. Они вставляются в прямо­угольные вырезы фланца наружной обоймы, но так как их толщина больше толщины фланца обоймы, то она и определяет расстояние между ограничительным кольцом 31 и фланцем корпуса 2 турбины компрессора. Таким образом фланец наруж­ной обоймы 7 установлен на сухарях 30 с зазором между ограничительным кольцом 31 и фланцем корпуса 2 ТК. Такое крепление позволяет наружной обойме 7 свободно деформиро­ваться при температурных изменениях, как в осевом, так и в радиальном направлениях без нарушения ее центрирования от­носительно корпуса турбокомпрессора. Сзади в кольцевой торцевой паз наружной обоймы 7 монти­руется проставка 8, которая установлена между корпусом 2 ТК и обоймой 9 с радиальным и осевым зазорами.

Внутренняя обойма 15 СА I ступени ТК изготовлена из жаропрочного сплава и предназначена для монтажа сопловых лопаток и ограничения проточной части турбины по внутреннему контуру. Она имеет: спереди — центрирующий бурт; на цилин­дрической образующей — 63 профилированных прорези для монтажа сопловых лопаток и сзади — фланец для ее крепления к конической диафрагме 25, образующая которой совместно с внутренней обоймой 15 ограничивают проточную часть ТК по внутреннему контуру. Коническая диафрагма 28 изготовлена из жаропрочного сплава. Она относится к числу высоконагруженных силовых деталей двигателя и имеет сложную геометрическую форму. Спереди в нее телескопически устанавливается внутреннее опорное кольцо жаровой трубы камеры сгорания. У наружной поверхности проточена торцевая кольцевая канавка для центровки и крепления внутренней обоймы 15. На наружной цилиндри­ческой поверхности конической диафрагмы 28 просверлено 63 радиальных отверстия для установки переходных втулок 29. Ко­ническая диафрагма имеет два фланца. К внешнему фланцу с помощью болтов крепятся: спереди кольцо 27, фиксирующее переходные втулки 29 от выпадания, а сзади — внутренняя обойма 15 и упорное кольцо 26, На конической стенке при­клепана втулка 21 и приварена втулка 23 лабиринтов с металлокерамическими уплотнениями 22, 24 и просверлено семь от­верстий для прохода охлажденного воздуха. Внутренний фланец служит для соединения конической диафрагмы 28 с фланцем внутреннего корпуса 25 диффузора камеры сгорания.

Корпус 2 турбины компрессора сварной конструкции изготов­лен из титанового сплава ВТ-20. Он является общим корпусом для сопловых аппаратов I и II ступеней ТК. Спереди он имеет два фланца: наружный для его присоединения к наружному корпусу 1 диффузора камеры сгорания и внутренний с резьбовыми от­верстиями для крепления наружной обоймы 7 СА I ступени ТК, и отверстиями, для прохода охлаждающего воздуха. Крепление обоймы 7 осуществляется винтами 32 с пластинчатыми замками посредством сухарей 30 и секторов 31. Такое крепление обоймы обеспечивает свободу ее температурных деформаций.

К заднему фланцу корпуса 2 крепится корпус 11 СА I ступени свободной турбины (СТ). На наружной поверхности корпуса 2 имеется четырнадцать опорных площадок для креп­ления термопар 3. Внутри корпуса 2 образован кольцевой выступ с двумя кольцевыми торцевыми расточками, по которым цен­трируется и устанавливается разрезанная на три части обойма 9 РК I ступени ТК с металлокерамическими уплотнениям 10. В окружном направлении каждая часть обоймы 9 фиксируется тремя пластинчатыми замками. Перед обоймой 9 устанавлива­ется проставка 9, являющаяся задней опорой наружной обоймы СА I ступени ТК.

Уплотнение плоскостей разъемов фланцев крепления корпуса 2 ТК с наружным корпусом 1 диффузора камеры сгорания и корпусом 11 СА I ступени СТ обеспечивается специальной уплотнительной мастикой, а резьбовая часть винтов, для пред­отвращения пригорания, смазывается жаропрочной смазкой ЖС. Корпус 2 ТК и крепежные детали покрываются эмалью черного цвета.

2.5.2. Сопловой аппарат II ступени ТК 12 изготовлен литьем из жаропрочного сплава ЖС-ЗЛС с последующей механической об­работкой. Он имеет наружный обод, 55 полых охлаждаемых со­пловых лопаток и внутренний обод с фланцем.

На переднем фланце наружного обода выполнена кольцевая расточка для центрирования СА II ступени по обойме 9 РК I ступени ТК. Центрирование СА II ступени в корпусе 2 турбины компрессора осуществляется по наружной поверхности его за­днего фланца. Для фиксации СА II ступени в окружном на­правлении на заднем фланце его наружного обода выполнены двад­цать четыре выступа, которые при монтаже СА II ступени входят в соответствующие пазы корпуса 2 турбины компрессора. В осевом направлении СА II ступени совместно с проставкой 5, обоймой 9 РК I ступени и обоймой РК II ступени фиксируется корпусом СА I ступени СТ.

К фланцу внутреннего обода 17 приклепана коническая диаф­рагма 18, к которой, в свою очередь, приварена втулка 19 лабиринта с металлокерамическим уплотнением 20. К внутреннему ободу приварен экран 16, в котором против каждой сопловой лопатки просверлены радиальные калибровочные отверстия, дозирующие количество выходящего охлаждающего воздуха.