2.1. Осевой компрессор нк-16ст
Компрессор двигателя состоит из двух компрессоров КНД и КВД, разделенных средней опорой. КНД четырехступенчатый. Ротор КНД двухопорный. Передний роликовый подшипник смонтирован в корпусе передней опоры. Задний шариковый подшипник установлен в средней опоре. Статор КНД включает в себя входной направляющий аппарат и четыре направляющих аппарата ступеней. КВД шестиступенчатый. Ротор КВД вращается в двух подшипниках. Передний шариковый подшипник смонтирован в средней опоре. Задний роликовый подшипник установлен в задней опоре. В статор КВД входят регулируемый направляющий аппарат и пять направляющих аппаратов ступеней, клапан перепуска воздуха, ресивер отбора воздуха, подаваемого на обогрев входного направляющего аппарата КНД.
Входной направляющий аппарат.
Входной направляющий аппарат (ВНА) установлен на входе в компрессор и обеспечивает направление входящего в него потока воздуха показан на рис. 2.3. ВНА является силовым узлом двигателя: в нем установлена передняя опора ротора компрессора НД, которая спереди прикрыта коком. Перед ВНА установлена проставка. В ВНА входят:
- наружное кольцо 10;
- кольцо 2 ресивера;
- двенадцать полных лопаток 7;
- двенадцать укороченных консольных лопаток 8;
- трактовое кольцо 6;
- входное кольцо 1;
- конус 11.
Рис. 2.9. Конструкция входного направляющего аппарата.
1 - Входное кольцо; 2 - Кольцо ресивера; 3 - Фланец трубопровода подвода горячего воздуха от станционной сети; 4 - Угольник трубопровода подвода масла; 5 - Угольник трубопровода отвода масла; 6 - Трактовое кольцо;7 - Полная лопатка; 8 - Консольная лопатка; 9 - Фланец трубопровода подвода горячего воздуха из-за компрессора
10 - Наружное кольцо; 11 - Конус; 12 - Дефлектор
Кок.
Кок обеспечивает плавное обтекание потоком воздуха ступицы ВНА перед входом в компрессор.
Кок представляет собой листовую сварную конструкцию (Рис. 2.10.). Одним (большим) фланцем кок центрируется на ступице ВНА, другим (малым) закреплен на шпильке 5, вмонтированной в крышку передней опоры. На шпильке кок устанавливается с упором в регулировочную шайбу 4 и затягивается гайкой 1 со стопорной шайбой 2.
Двойные стенки кока образуют полость, в которую подается горячий воздух для обогрева кока.
Допустимые вмятины.
Двигатели, имеющие на наружной поверхности кока плавные вмятины глубиной до 3 мм в количестве не более 5 шт. на расстоянии не менее 70 мм от торца большого фланца, допускаются к дальнейшей эксплуатации с предварительной проверкой поврежденных участков методом цветной дефектоскопии на отсутствие трещин по стандартной технологии. Работы по проверке поврежденных участков методом цветной дефектоскопии выполняются при температуре окружающего воздуха не ниже + 5 град. С.
При наличии на наружной поверхности кока большого количества вмятин или вмятин большего размера, чем указано в ограничении, кок заменяется новым.
Рис. 2.10. Конструкция Кока.
1 - Гайка
2 - Стопорная шайба
3 - Кок
4 - Регулировочная шайба
5 - Шпилька крепления кока
6 - Крышка передней опоры
Кольцо ресивера.
Кольцо 2 ресивера совместно с наружным кольцом 10 образует кольцевую полость (ресивер), в которую подается горячий воздух из-за компрессора для обогрева лопаток и кока. На кольце ресивера с наружной стороны приклепаны фланцы, к которым крепятся:
- угольник 4 трубопровода подвода масла к передней опоре;
- угольник 5 трубопровода отвода масла;
- фланец 3 трубопровода подвода горячего воздуха от станционной
сети;
- фланец 9 трубопровода подвода горячего воздуха из-за компрессора для обогрева ВНА и кока.
Полные лопатки.
Полные лопатки имеют верхние и нижние полки, а консольные лопатки - только верхние. Полные и консольные лопатки полками вварены в просечки наружного кольца.
Полные лопатки полками образуют ступицу аппарата и его внутреннюю поверхность. Спереди на полных лопатках приклепан дефлектор 12. В полость между дефлектором и лопаткой подается горячий воздух для обогрева.
В полостях двух лопаток проходят трубопроводы подвода и отвода масла.
Трактовое кольцо.
Трактовое кольцо 6 разрезано просечками по количеству лопаток на сегменты. Просечки выполнены по форме профиля лопаток в данном сечении. Зазоры между лопатками и сегментами залиты герметиком. Для соединения сегментов в целое кольцо на
собранном входном направляющем аппарате имеются две радиальные перегородки: со стороны входа в ВНА установлено входное кольцо 1, а со стороны выхода - конус (выходное кольцо) 11. Для уменьшения утечек горячего воздуха стык входного и наружного колец залит герметиком.
Проставка.
Проставка - литая из алюминиевого сплава, установлена перед входным направляющим аппаратом и прикреплена к внутреннему фланцу входного кольца ВНА. Проставка служит для образования воздушного тракта.
На проставке (Рис. 2.11.) с наружной стороны имеются:
- фланец 3 крепления трубопровода подвода воздуха к термопатрону;
- фланец для крепления приемника 1 замера температуры на входе в двигатель;
- шесть заглушенных фланцев 2 для монтажа промывочных зондов при проведении регламентных работ.
Р
ис.
2.11. Конструкция проставки:
1 - Приемник замера температуры на входе в двигатель
2 - Фланец под промывочный зонд
3 - Фланец крепления трубопровода подвода воздуха к термометру
Компрессор.
Компрессор - осевой, десятиступенчатый, даухкаскадный. На входе в компрессор предусмотрена стабилизация потока воздуха с помощью входного направляющего аппарата (ВНА).
Компрессор оборудован механизацией, обеспечивающей устойчивую работу на нерасчетных режимах и при запуске двигателя, а также устройством для отбора воздуха.
Замер оборотов роторов компрессора производится с помощью электрических датчиков.
Компрессор двигателя включает в себя два самостоятельных узла, соединенных средней опорой:
- компрессор низкого давления (КНД) показан на рис. 2.12.;
- компрессор высокого давления (КВД).
Передняя опора компрессора вмонтирована в ступицу, образованную полками лопаток входного направляющего аппарата.
В корпусе средней опоры расположены задняя опора компрессора НД и передняя опора компрессора ВД.
Ротор компрессора НД жестко соединен с ротором турбины НД. Ротор компрессора ВД имеет жесткую связь с ротором турбины ВД. Каждая связка компрессора с турбиной представляет собой отдельную каскадную систему.
Роторы НД и ВД между собой механически не связаны, они имеют только газодинамическую связь.
Рис.
2.12. Компрессор низкого давления.
Лопатки I ступени.
При выполнении регламентных работ:
1) для выявления вмятин, погнутостей и забоин произведите осмотр рабочих лопаток I ступени компрессора;
2) участки рабочих лопаток I ступени компрессора (Рис. 2.13.) в местах расположения дефектов проверьте на отсутствие трещин методом цветной дефектоскопии;
3) при обнаружении забоин на лопатках I ступени компрессора произведите осмотр лопаток II, III, IIIа, IV, V, VI, VII, VIII, IX ступеней.
Дефекты на профильной части и входной кромке пера лопатки I ступени приведены в Таблице.
На входной кромке у пяти, не более, рабочих лопаток в колесе допускаются с зачисткой на участке А до шероховатости Rа 0,32 две забоины глубиной до 5 и длиной до 6 мм с расстоянием между ними не менее 50 мм при отсутствии растрескивания металла.
Рис. 2.13. Рабочая лопатка I ступени ротора компрессора НД.
|
Таблица 2.1. Глубина забоины и соответствующая ей зона отчистки. |
|
Заключение. |
Забоины на участке А |
Глубиной до 0,2 и дли- ной до 0,4 мм с расстоя- нием между ними не ме- нее 15 мм допускаются без зачистки |
Забоины на участке Б |
Не допускаются |
Трещины |
Не допускаются |
Таблица 2.2. Дефекты на профильной части и входной кромке пера лопатки I ступени.
Лопатки II ступени.
Рабочая лопатка II ступени ротора показана на рис. 2.14.
На входной кромке на участке А допускаются с зачисткой до шероховатости Rа ,32 две забоины глубиной до 3 и длиной до 4 мм с расстоянием между ними не менее 30 мм или три забоины на том же участке глубиной до 1 и длиной до 2 мм.
Допускаются без зачистки на участке А на входной кромке и профильной части пера забоины глубиной до 0,2 и длиной до 0,4 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Не допускаются забоины (рис. 2.15.) на участке В.
Трещины не допускаются.
Внимание: если дефекты превышают допустимые значения, снимите двигатель с эксплуатации для детального осмотра компрессора!
Рис. 2.14. Рабочая лопатка II ступени ротора
Допускаются забоины на участке А Не допускаются забоины на участке В |
Рис. 2.15. Забоины
а – длина забоины б – глубина забоины в – расстояние от периферийного торца лопатки до середины забоины |
Лопатки III и VI ступеней.
Допускаются с зачисткой до шероховатости Rа 0,32 две забоины на входной кромке глубиной до 1,5 мм и длиной до 2 мм с расстоянием между ними не менее 30 мм, расположенные в верхней трети длины пера.
Допускаются без зачистки забоины глубиной до 0,1 и длиной до 0,1 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Не допускаются и не выводятся забоины на участке 15% длины пера лопатки от замка.
Лопатки IIIа ступени.
Допускаются с зачисткой до шероховатости Rа 0,32 две забоины на входной кромке пера глубиной до 1,5 мм и длиной до 2 мм с расстоянием между ними не менее 30 мм.
Допускается без зачистки одна забоина глубиной до 0,3 и длиной до 0,5 мм на участке 5 мм от периферийного торца и забоины глубиной до 0,1 и длиной до 0,1 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Не допускаются и не выводятся забоины на участке 15% длины пера от замка лопатки.
Лопатки V и VI ступеней.
Допускаются с зачисткой до шероховатости Rа 0,32 забоины на входной кромке пера глубиной до 1,5 мм и длиной до 2 мм с расстояниями между ними не менее 30 мм.
Забоины на лопатках IV ступени без зачистки не допускаются.
На лопатках V ступени допускаются без зачистки забоины глубиной 0,1 и длиной 0,1 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Не допускаются и не выводятся забоины на участке 15% длины пера от замка лопатки.
Лопатки VII ступени.
Допускаются без зачистки на входной кромке и профильной части пера забоины глубиной до 0,2 и длиной до 0,4 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Допускаются с зачисткой до шероховатости Rа 0,32 две забоины на входной кромке глубиной до 1,5 и длиной до 2 мм с расстоянием между ними не менее 30 мм.
Не допускаются забоины на участке 15% длины пера от хвостовика лопатки.
Лопатки VIII ступени.
Допускаются без зачистки на входной кромке глубиной до 0,1 и длиной до 0,1 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Не допускаются забоины на участке 15% длины пера от хвостовика лопатки.
Лопатки IX мткпени.
Допускаются с зачисткой до шероховатости Rа 0,32 две забоины на входной кромке пера глубиной до 1,5 и длиной до 2 мм с расстоянием между ними не менее 30 мм.
Допускаются без зачистки на входной кромке и профильной части пера забоины глубиной до 0,1 и длиной до 0,1 мм с расстоянием между ними не менее 15 мм.
Не допускаются забоины на участке 15% длины пера от хвостовика лопатки.
Передняя опора компрессора.
Передняя опора компрессора НД является силовым узлом двигателя, воспринимающим радиальные усилия от веса ротора компрессора НД, от дисбаланса ротора и эксплуатационных перегрузок.
Передняя опора компрессора НД крепится к переднему и заднему фланцам внутреннего кольца входного направляющего аппарата как показано на рис. 2.16.
Передняя опора состоит из корпуса, крышки, узла роликового подшипника, узла радиально-торцового контактного уплотнения и откачивающего маслонасоса передней опоры.
Р
ис.
2.16. Конструкция передней опоры.
1 - Заглушка
2 - Ведущая шестерня привода маслонасоса
3 - Шпонка
4 - Демпферный пакет
5 - Корпус передней опоры
6 - Крышка радиально-торцового контактного уплотнения
7 - Уплотнительное кольцо
8 - Форсуночное кольцо
9 - Графитовое кольцо
10 - Обойма
11 - Втулка
12 - Роликовый подшипник
13 - Лабиринтное кольцо
14 - Откачивающий маслонасос
15 - Втулка подшипника
16 - Шестерня маслонасоса
17 - Крышка передней опоры
18 - Шпилька
Корпус.
Корпус 5 передней опоры отлит из магниевого сплава. На корпусе выполнены ступица с передним фланцем, стенка с центральным отверстием, внутренний и наружный задние фланцы.
В центральное отверстие корпуса запрессована стальная втулка 15 подшипника, в которую монтируется узел роликового подшипника.
Передним и задним наружными фланцами корпус крепится к внутреннему кольцу входного направляющего аппарата.
На торце переднего фланца корпуса монтируется крышка 17 передней опоры.
К внутреннему заднему фланцу корпуса крепится крышка 6 радиально торцового уплотнения (РТКУ).
Узел роликового подшипника.
Узел роликового подшипника является передней опорой ротора компрессора НД и состоит из роликового подшипника, демпферного пакета и форсуночного кольца.
Роликовый подшипник 12 монтируется во втулку демпферного пакета.
Демпферный пакет 4 состоит из набора стальных лент и втулки. Пакет от проворчивания фиксируется шпонкой 3.
Форсуночное кольцо 8 служит для подвода смазки к узлу подшипника, а также является упорным фланцем роликового подшипника и демпферного пакета.
Крышка 17 передней опоры отлита из магниевого сплава. На крышке имеется фланец под установку шпильки 18 крепления кока.
Радиально-торцовое контактное уплотнение.
Уплотнение передней опоры служит для отделения масляной полости от воздушной и состоит из крышки 6, разрезного графитового кольца 9, обоймы 10, лабиринтного кольца 13, стальной хромированной втулки 11.
Радиально-торцовое контактное уплотнение обеспечивает уплотнение между ротором и статором. Уплотнение осуществляется торцовой и наружной поверхностями графитового кольца 9, прижатого давлением воздуха к вращающейся хромированной втулке 11 и к крышке 6.
Воздух подводится к обойме 10 из-за IIIа ступени компрессора НД через отверстия в переднем валу ротора компрессора НД. Для обеспечения необходимого перепада давлений воздуха установлено лабиринтное уплотнение.
Уплотнение между деталями статора обеспечивается резиновым уплотнительным кольцом 7.
Средняя опора двигателя.
Средняя опора является основным силовым узлом двигателя и служит опорой роторов компрессоров ВД и НД.
Средняя опора двигателя включает в себя (рис. 2.17.):
- заднюю опору компрессора НД;
- корпус средней опоры с узлом подшипника;
- центральный привод;
- привод агрегата РО-16.
Рис. 2.17. Конструкция средней опоры двигателя.
1 - Нижнее ребро
2 - Коробка привода агрегата РО-16
3 - Маслоподводящая труба
4 - Рессора центрального привода
5 - Корпус лабиринта
6 - Центральный привод
7 - Сетчатый фильтр
8,9 - Конические шестерни привода регулятора частоты вращения
10,11,29 - Торцевые контактные уплотнения; 12,30 - Шариковые радиально-упорные подшипники
13,28 - Форсуночные кольца
14,27 - Пластинчатые демпферные пакеты; 15,26 - Втулки подшипников; 16 - Корпус задней опоры; 17 - Фланец крепления задней опоры; 18 - Верхнее ребро
19 - Передний фланец среднего кольца; 20 - Передний наружный фланец
21 - Штуцера замера давления в полости средней опоры; 22 - Корпус
23 - Кронштейн крепления трубы подвода воздуха на обогрев ВНА; 24,25 - Фланцы
31 - Центральная цилиндрическая шестерня; 32 – Переходник; 33 - Форсунка
34 - Задний фланец среднего кольца; 35 - Задний наружный фланец;
36 - Втулка передней подвески;
37 - Шарнирный подшипник передней подвески;
38 - Корпус средней опоры; 39 - Нижний наружный фланец
Задняя опора компрессора НД.
Задняя опора компрессора НД является силовым элементом, воспринимающим осевую и радиальную нагрузки от ротора компрессора НД.
Опора состоит из корпуса и узла шарикового подшипника.
Корпус задней опоры компрессора НД отлит из магниевого сплава.
По наружному диаметру корпуса центрируется направляющий аппарат IIIа ступени компрессора НД. В центральное отверстие корпуса запрессована стальная втулка 15, в которую монтируется узел шарикового подшипника.
Узел шарикового подшипника является задней опорой ротора компрессора НД. Узел состоит из шарикового радиально-упорного подшипника, демпферного пакета и форсуночного кольца.
Шариковый радиально-упорный подшипник 12 наружным кольцом монтируется во втулку демпферного пакета, а внутренние полукольца напрессовываются на вал ротора компрессора НД.
Пластинчатый демпферный пакет 14 состоит из набора стальных лент и втулки. Пакет фиксируется шпонкой от проворачивания.
Форсуночное кольцо 13 обеспечивает подвод смазки к узлу подшипника, одновременно является упорным фланцем шарикоподшипника и демпферного пакета.
Корпус средней опоры.
Корпус 38 средней опоры является силовым элементом, воспринимающим вес двигателя, осевую и радиальную нагрузки от роторов компрессоров и турбин ВД и НД и другие нагрузки, возникающие при эксплуатации двигателя.
Корпус средней опоры отлит из магниевого сплава.
Корпус состоит из:
- наружного кольца;
- среднего кольца;
- внутреннего конического кольца.
Все кольца связаны между собой ребрами.
Внутренняя поверхность среднего кольца и наружная поверхность внутреннего конического кольца образуют воздушный тракт первого контура.
Центральный привод.
Центральный привод 6 служит для передачи мощности и вращения от ротора компрессора ВД на коробку приводов моторных агрегатов (КПМА) и коробку приводов агрегатов (КПА). Привод представляет собой собой пакет шестерен с подшипниками. Пакет размещается в корпусе, который крепится к внутреннему фланцу корпуса средней опоры.
Крутящий момент на КПМА передается от ротора компрессора ВД через центральную цилиндрическую шестерню 31, напрессованную на цапфу диска IV ступени, через блок шестерни и рессору 4. На КПА вращение передается через привод от КПМА.
Наружное кольцо.
Наружное кольцо имеет передний, задний и нижний фланцы, а на наружной поверхности имеются приливы с гнездами.
К переднему наружному фланцу 20 крепится наружное кольцо статора компрессора НД.
К заднему наружному фланцу 35 монтируется передняя оболочка.
К нижнему наружному фланцу 39 крепится коробка приводов моторных агрегатов (КПМА).
На наружной поверхности кольца смонтированы:
- узлы 40 и 42 передней подвески, устанавливаемые в два гнезда, расположенные на горизонтальной оси двигателя;
- кронштейн 23 крепления трубы подвода воздуха на обогрев ВНА;
- коробка привода агрегата РО-16, внизу, слева от вертикальной оси двигателя.
Среднее кольцо.
Среднее кольцо имеет передний и задний фланцы.
К переднему фланцу 19 среднего кольца монтируются внутреннее кольцо и направляющий аппарат IIIа ступени компрессора НД.
К заднему фланцу 34 среднего кольца крепится статор компрессора ВД. По наружной поверхности фланца монтируется внутренняя передняя оболочка наружного контура двигателя.
К фланцам 24 и 25 крепится РНА.
Внутреннее коническое кольцо.
Внутреннее коническое кольцо спереди переходит во фланец 17 крепления задней опоры компрессора НД.
Сзади внутреннее кольцо имеет развитую конусную часть с центральным отверстием, в которое вмонтирован узел шарикового подшипника.
Узел шарикового подшипника является передней опорой ротора компрессора ВД.
Узел состоит из шарикового радиально-упорного подшипника, демпферного пакета и форсуночного кольца.
Узел шарикового подшипника имеет одинаковую конструкцию с узлом шарикового подшипника задней опоры компрессора НД.
Ребра.
Ребра служат для соединения наружного, среднего и внутреннего колец корпуса и передачи усилий с опор роторов на подвеску двигателя.
Нижнее ребро 1 имеет увеличенное поперечное сечение и выполнено пустотелым. В нем размещены рессора 4 центрального привода и маслоподводящая трубка 3. Внутренняя полость ребра одновременно служит для слива масла из полости средней опоры.
Компрессор низкого давления.
Компрессор низкого давления (КНД) - четырехступенчатый. Все рабочие и направляющие лопатки работают только на внутренний контур, поджимают и подают воздух в компрессор высокого давления (КВД) через окна в средней опоре.
КНД состоит из ротора и статора (Рис. 2.18.). Ротор опирается на роликовый подшипник в передней опоре и на шариковый подшипник в средней опоре. Осевые усилия, действующие на ротор компрессора НД, воспринимаются шариковым подшипником.
Вал компрессора НД соединен с валом турбины низкого давления с помощью специального болтового устройства.
Крутящий момент от турбины передается на ротор компрессора через шлицы, выполненные на валах.
Направляющий аппарат 10 IIа ступени не участвует в газодинамической работе и служит для обеспечения силовой схемы двигателя.
Рис 2.18. Конструкция компрессора НД.
1 – Кок; 2 – Проставка; 3 - Входной направляющий аппарат; 4 - Статор компрессора НД
5 - Корпус средней опоры; 6 - Задняя опора компрессора НД; 7 - Стяжной болт
8 - Ротор компрессора НД; 9 - Передняя опора компрессора НД
Ротор.
В конструкцию ротора (рис. 2.19.) компрессора НД входят:
- передний вал 1;
- четыре диска 3 и 8;
- лопатки 4, 6 и 7;
- три промежуточных кольца 5;
- задний вал 9;
- лабиринт 15.
Задний вал показан на рис. 2.12.
Соединение узлов ротора компрессора НД и передача крутящего момента осуществляется центрирующими болтами 12.
Рис. 2.19. Задний вал.
Диски 3 и 8.
Диски 3, изготовленные из титанового сплава, имеют ступицу, диафрагму и обод.
В ободе выполнены пазы типа "ласточкин хвост".
Диски 8 представляют собой ободы, переходящие во фланцы, которые служат для соединения с задним промежуточным кольцом. В ободах выполнены пазы типа ласточкин хвост".
В пазы дисков монтируются рабочие лопатки.
Рис. 2.20. Конструкция ротора компрессора НД.
1 - Передний вал; 2,10 – Втулки; 3 - Диски I и II ступеней; 4 - Рабочая лопатка I ступени
5 - Промежуточное кольцо; 6 - Рабочая лопатка II ступени; 7 - Рабочие лопатки III и IIIа ступеней; 8 - Диски III и IIIа ступеней; 9 - Задний вал; 11 - Стяжной болт;
12 - Центрирующие болты; 13 - Контровочное кольцо; 14 - Упорные кольца;
15 – Лабиринт
Рабочие лопатки.
Рабочие лопатки имеют перо, замок. Лопатки изготовлены из титанового сплава.
Крепление лопаток в дисках осуществляется замком типа "ласточкин хвост". Спереди от перемещения лопатки I и II ступеней удерживаются контровочными кольцами 13, закрепленными на дисках радиальными штифтами, сзади - разрезными упорными кольцами 14.
Упорные кольца установлены в кольцевые канавки дисков. Осевая фиксация лопаток 7 в дисках 8 осуществляется штифтами, запрессованными в отверстия.
Промежуточные кольца.
Промежуточные кольца 5 служат для соединения рабочих колес между собой. Кольца изготовлены из титанового сплава. Переднее и среднее промежуточные кольца выполнены в виде цилиндров, а заднее промежуточное кольцо - в виде усеченного конуса с фланцами. На переднем промежуточном кольце имеются гребешки лабиринтного уплотнения.
Задний вал.
Задний вал 9 выполнен из титанового сплава. Внутри вала размещен стяжной болт 11, соединяющий ротор компрессора НД с ротором турбины НД.
К заднему валу 9 крепятся болтами среднее и заднее промежуточные кольца 5. На вал напрессована втулка 10 для установки узла заднего шарикового подшипника. Для посадки шестерни привода агрегатов на валу имеются шлицы.
Статор.
Статор компрессора НД крепится к средней опоре и показан на рис. 2.21.
Статор компрессора НД состоит из из рабочих колец I и II ступеней внутреннего контура и рабочих колец I и II ступеней наружного контура, рабочих колец III и IIIа ступеней, направляющих аппаратов I, II, IIа, III и IIIа ступеней, наружного кольца.
Р
ис.
2.21. Конструкция статора компрессора
НД.
1 – Кок; 2 – Проставка; 3 - Входной направляющий аппарат; 4 - Выходное кольцо
5 - Рабочее кольцо I ступени; 6 - Наружное кольцо I ступени; 7 - Трактовое кольцо
8 - Наружное кольцо II ступени; 9 - Рабочее кольцо II ступени; 10 - Направляющий аппарат IIа ступени; 11 - Рабочее кольцо III ступени; 12 - Наружное кольцо
13 – Заглушка; 14 - Рабочее кольцо IIIа ступени; 15 - Направляющий аппарат IIIа ступени
16 - Направляющий аппарат III ступени; 17 - Направляющий аппарат II ступени
18 - Направляющий аппарат I ступени
Направляющий аппарат I ступени.
Направляющий аппарат 18 I ступени - сварной. Лопатки направляющего аппарата верхними полками вварены в просечки наружного кольца. К проушинам нижних полок лопаток приклепано лабиринтное кольцо, имеющее легкосрабатываемое покрытие А, а на болтах крепятся кольца перекрытия, устанавливаемые для уменьшения перетекания воздуха.
По лопаткам направляющего аппарата установлено трактовое кольцо 7. Оно, как и трактовое кольцо входного направляющего аппарата, разрезано по количеству лопаток на сегменты просечками, которые выполнены по профилю лопаток в данном сечении. Трактовое кольцо крепится болтами с передней стороны к рабочему кольцу 5 I ступени и с задней стороны - к соединительному кольцу направляющего аппарата I ступени.
Направляющий аппарат II ступени.
Направляющий аппарат 17 II ступени состоит из лопаток, кольца перекрытия и лабиринтного кольца. Кольца крепятся к хвостовикам лопаток. На верхних полках лопаток имеются буртики, при помощи которых направляющий аппарат центрируется и крепится между внутренним кольцом направляющего аппарата IIа ступени и рабочим кольцом 11 II ступени.
Направляющий аппарат IIа ступени.
Направляющий аппарат 10 IIа ступени состоит из наружного кольца, лопаток и внутреннего кольца.
Лопатки зафиксированы на наружном кольце замком типа "ласточкин хвост", а нижними полками установлены в проточку внутреннего кольца.
На наружных кольцах направляющих аппаратов I и II ступеней имеются смотровые лючки с маркировками "ЛКНД1-2" и "ЛКНД2-3".
Направляющий IIIа ступени.
Направляющий аппарат 15 IIIа ступени состоит из наружного кольца, лопаток и соединительного кольца.
Лопатки аппарата зафиксированы в наружном кольце замком типа "ласточкин хвост", а хвостовиками приклепаны к соединительному кольцу. Аппарат имеет технологический разъем в диаметральной плоскости для обеспечения монтажа компрессора НД к средней опоре.
На наружном кольце аппарата между лопатками имеются отверстия Б для отбора воздуха из-за IIIа ступени.
Рабочие кольца I и II ступеней.
Рабочие кольца 5, 9 I и II ступеней (внутреннего контура), а также 11, 14 III и IIIа ступеней имеют на трактовой поверхности легкосрабатываемое покрытие для обеспечения минимальных радиальных зазоров по торцам рабочих лопаток ротора.
Рабочее кольцо 5 I ступени задним фланцем соединено болтами с фланцем наружного кольца 6 I ступени наружного контура.
Рабочее кольцо 9 II ступени задним фланцем соединено болтами с направляющим аппаратом 10 IIа ступени.
Рабочие кольца III и IIIа ступеней.
Рабочее кольцо 11 III ступени имеет фланец и две кольцевые проточки на наружных торцах для центровки направляющих аппаратов II и III ступеней.
Рабочее кольцо 14 IIIа ступени имеет два фланца и кольцевую проточку для центровки направляющего аппарата III ступени. На кольце имеется смотровой лючок ЛКНД3-3а.
Лючок выполнен в виде штуцера, приклепанного к кольцу, с установленными в нем пружиной и заглушкой.
На торце штуцера имеются два диаметрально противоположных заплечика для фиксации пружины и заглушки от выпадания.
Заглушка имеет глухое квадратное отверстие с кольцевой проточкой для фиксации ее на ключе.
Наружное кольцо.
Наружное кольцо 12 имеет два кольцевых фланца, а также технологический разъем в диаметральной плоскости. Разъем обеспечивает монтаж компрессора НД к средней опоре.
На кольце имеется лючок ЛКНД3-3а, выполненный соосно с лючком на рабочем кольце IIIа ступени в виде приклепанного штуцера. На штуцере имеется наружная резьба, на которую наворачивается заглушка.
На наружном кольце приклепан фланец отбора воздуха из-за IIIа ступени для обогрева входного очистительного устройства газоперекачивающего агрегата.
Компрессор высокого давления.
Компрессор высокого давления - шестиступенчатый, оборудован механизацией для обеспечения устойчивой работы и имеет систему отбора воздуха (рис. 2.22.).
Механизация компрессора ВД состоит из регулируемого направляющего аппарата (РНА), установленного на входе в компрессор ВД, и механизма перепуска воздуха из-за VII ступени.
Система отбора воздуха включает в себя патрубки отбора воздуха на кольце IV ступени и ресивер отбора воздуха на направляющем аппарате IX ступени.
Компрессор ВД состоит из ротора и статора. Ротор компрессора ВД вместе с турбиной I ступени вращается на двух подшипниках: переднем шариковом, смонтированном в средней опоре двигателя, и заднем роликовом, смонтированном в задней опоре двигателя.
Сжатый в компрессоре ВД воздух выводится на осевое направление в направляющем аппарате IX ступени и поступает в камеру сгорания.
Рис. 2.22. Общий вид компрессора высокого давления.
Ротор компрессора ВД.
Ротор компрессора ВД выполняет работу по сжатию воздуха, поступившего из компрессора НД. Конструкция ротора компрессора ВД включает в себя:
- шесть рабочих колес (IV, V, VI, VII, VIII и IX ступеней) с лопатками;
- шесть промежуточных колец 4;
- лабиринт 8;
- воздухоподводящую трубу 9.
Конструкция ротора КВД показана на рис. 2.23.
Соединение узлов ротора компрессора ВД и передача крутящего момента осуществляются центрирующими болтами 3.
Рис. 2.23. Конструкция ротора компрессора ВД.
1 - Диск IV ступени; 2 – Втулка; 3 - Центрирующий болт; 4 - Промежуточные кольца IV, V, VI, VII и VIII ступеней; 5 - Рабочая лопатка; 6 - Диск IX ступени; 7 - Проставка IX ступени; 8 – Лабиринт; 9 - Воздухоподводящая труба; 10 - Диски V, VI, VII и VIII ступеней
Рабочие колеса.
Рабочие колеса состоят из дисков и лопаток.
Диски рабочих колес выполнены из титанового сплава. Диски 10 имеют диафрагму, ступицу и обод, в котором выполнены пазы типа "ласточкин хвост" для монтажа лопаток.
Ступица диска 1 является передним валом ротора компрессора ВД. На вал напрессована втулка 2 для посадки узла переднего подшипника. На валу имеются шлицы, на которые устанавливается шестерня привода агрегатов.
Диск 6 IX ступени имеет выступы со ступенчатыми лабиринтными гребешками.
Рабочие лопатки 5 изготовлены из титанового сплава. Они закреплены в дисках соединением типа "ласточкин хвост". Осевая фиксация лопаток в дисках осуществляется штифтами (штифты развальцованы).
Промежуточные кольца.
Конструкция промежуточных колец показана на рис. 2.24.
Промежуточные кольца 3 V, VI, VII и VIII ступеней - тонкостенные цилиндрические, а промежуточное кольцо IV ступени и проставка IX ступени - конические с двумя фланцами для крепления. На наружной поверхности промежуточных колец, кроме кольца IX ступени, имеются гребешки воздушного лабиринтного уплотнения. Гребешки промежуточных колец работают по легкосрабатываемому слою на-
правляющих аппаратов и обеспечивают уплотнения между ступенями.
Все промежуточные кольца выполнены из титанового сплава.
Рис. 2.24. Конструкция промежуточных колец.
1 - Диск IV ступени
2 - Втулка
3 - Промежуточные кольца IV, V, VI, VII и VIII ступеней
4 - Рабочая лопатка
5 - Диск IX ступени
6 - Проставка IX ступени
7 - Лабиринт
8 - Воздухоподводящая труба
9 - Диски V, VI, VII и VIII ступеней
Статор компрессора ВД.
Статор компрессора ВД является неподвижной частью компрессора показан на рис. 2.25.
В конструкцию входят:
-
регулируемый направляющий аппарат
(РНА);
- шесть направляющих аппаратов (IV...IX ступеней) ;
- шесть рабочих колец (IV...IX ступеней) 3, 5, 6, 9;
- механизм перепуска воздуха из-за VII ступени;
- система отбора воздуха из компрессора с ресивером.
Передним фланцем статор компрессора ВД крепится к корпусу средней опоры. К заднему фланцу статора компрессора ВД крепится камера сгорания.
Рис. 2.25. Конструкция статора компрессора ВД.
1 - Наружное кольцо
2 - Рычаг
3 - Ведущее кольцо РНА
4 - Рабочее кольцо IV ступени
5 - Рабочие кольца V, VI, VII ступеней
6 - Рабочее кольцо VIII ступени
7 - Кольцо перепуска
8 - Ресивер
9 - Рабочее кольцо IX ступени
10 - Ресивер отбора воздуха
11 - Направляющий аппарат IX ступени
12 - Наружное кольцо направляющего аппарата IX ступени
13 - Лопатка IX ступени
14 - Лабиринтные кольца направляющего аппарата IX ступени
15 - Направляющие аппараты IV...VIII ступеней
16 - Внутреннее кольцо
17 - Опора лопатки
18 - Поворотная лопатка
1
9
- Кулачок
20 - Отжимной ролик
21 - Клапан регулятора перепуска (КПВ)
22 - Направляющий ролик
23 - Ведущее кольцо КПВ
24 - Привод КПВ
25 - Кронштейн
26 - Ведущая вилка
Рис. 2.26. Конструкция РНА.
1 – Патрубок отбора воздуха из-за IX ступени; 2 – Смотровой лючок; 3,4 – Патрубки отбора воздуха из-за IV ступени; 5 – Ведущая вилка привода РНА; 6 – Рессора привода РНА; 7 – Привод клапанов перепуска воздуха
Регулируемый направляющий аппарат.
Регулируемый направляющий аппарат устанавливается на входе в компрессор ВД и крепится к корпусу средней опоры.
РНА служит для обеспечения устойчивой работы двигателя на нерасчетных режимах. РНА состоит из внутреннего 16 и наружного 1 колец, поворотных лопаток 18, рычагов 2 и ведущего кольца 3 РНА.
На наружном кольце РНА имеются опоры для верхних цапф лопаток, выполненные в виде бобышек с отверстиями.
Внутреннее кольцо - разъемное, состоит из переднего и заднего колец, стянутых болтами. На стыке колец имеются отверстия для нижних цапф лопаток. Между фланцами переднего и заднего колец установлены опоры нижних цапф лопаток.
В опоры верхних и нижних цапф лопаток вставлены втулки из фторопласта.
На верхние цапфы лопаток установлены рычаги, соединенные шарнирно с ведущим кольцом РНА. Ведущее кольцо 3 РНА вращается на роликах вокруг наружного кольца РНА, обеспечивая одновременный поворот всех лопаток на один и тот же угол.
Направляющие аппараты.
Направляющие аппараты 15, 11 служат для обеспечения необходимого угла входа воздуха на рабочие лопатки компрессора.
Направляющие аппараты 15 IV...VIII ступеней аналогичны по конструкции.
Каждый аппарат состоит из лопаток и лабиринтного кольца. Верхние и нижние полки лопаток образуют тракт. Выступы на верхних полках лопаток образуют кольцевые буртики, которыми направляющие аппараты центрируются в рабочих кольцах.
На буртиках имеются пазы под штифты рабочих колец от проворачивания аппаратов.
На нижних полках лопаток имеются хвостовики, к которым приклепывается лабиринтное кольцо.
Верхние полки направляющего аппарата VII ступени имеют окна для перепуска воздуха.
Направляющий аппарат 11 IX ступени является силовым узлом, связывающим компрессор с камерой сгорания.
Аппарат состоит из наружного кольца 12, лопаток 13 и трех лабиринтных колец 14, закрепленных болтами на хвостовиках лопаток. Наружное кольцо имеет пазы типа "ласточкин хвост", в которые устанавливаются верхние полки лопаток.
Между лопатками в наружном кольце имеются окна для отбора воздуха.
На внутренние поверхности всех лабиринтных колец нанесено уплотняющее легкосрабатываемое покрытие, которое в сочетании с гребешками ротора компрессора ВД образует лабиринтное уплотнение.
Рабочие кольца.
Соединенные друг с другом болтами рабочие кольца 5, 9 совместно с направляющими аппаратами 11, 15 образуют корпус статора компрессора.
Все рабочие кольца аналогичны по конструкции, за исключением колец IV и VIII ступеней.
Рабочее кольцо 4 IV ступени имеет сечение коробчатой формы. На наружной стенке кольца IV ступени смонтирована разъемная рессора с рычагом привода РНА и приклепаны восемь патрубков 3, 4 отбора воздуха, через которые отбирается воздух на охлаждение свободной турбины и на наддув разгрузочной полости и полостей лабиринтных уплотнений турбины газогенератора.
Рабочее кольцо 6 VIII ступени имеет увеличенные фланцы для крепления кольца перепуска воздуха 7 и восемнадцать овальных окон для перепуска воздуха. Все рабочие кольца имеют кольцевые проточки, в которые устанавливаются направляющиеаппараты верхними полками лопаток и запрессовываются штифты для окружной фиксации аппаратов.
На рабочих кольцах V, VI, VII и IX ступеней и на кольце перепуска воздуха имеются смотровые лючки 2 для осмотра лопаток ротора и зачистки забоин на них. Лючки выполнены в виде штуцера с установленными в нем пружиной и заглушкой.
На внутренних (трактовых) поверхностях всех рабочих колец, кроме кольца IV ступени, нанесено легкосрабатываемое покрытие для обеспечения минимальных радиальных зазоров по торцам рабочих лопаток.
Механизм перепуска воздуха.
Механизм перепуска воздуха установлен на фланцы рабочего кольца 6 VIII cтупени и состоит из кольца перепуска 7, ведущего кольца 23 и привода 24 клапанов перепуска.
На кольце перепуска имеются восемнадцать окон B, закрываемых клапанами 21. Клапан представляет собой упругую пластинку, приклепанную изнутри одним концом к кольцу перепуска. На другом конце клапана приклепан кулачок 19, выходящий наружу через окно перепуска воздуха.
В ведущем кольце установлены ведущая вилка 26 и тридцать пять роликов, из которых семнадцать роликов 22 имеют буртики и являются направляющими. Остальные восемнадцать роликов 20 служат для открытия клапанов (отжимают их от окон перепуска при набегании на кулачки).
Для фиксации ведущего кольца в исходном положении (при закрытых клапанах перепуска) предусмотрена установка технологического фиксатора в специальное отверстие, выполненное совместно в ведущем кольце (сквозное) и в кольце перепуска (несквозное). Фиксация кольца необходима для правильной установки агрегата управления клапанами перепуска воздуха.
Привод клапанов перепуска состоит из корпуса и рессоры с рычагом, входящим в зацепление с ведущей вилкой ведущего кольца. Привод крепится с помощью кронштейна 25 на фланцах рабочих колец.
На кольце перепуска воздуха закреплен ресивер 8 для сбора и отвода воздуха от клапанов перепуска. Ресивер состоит из переднего, наружного и заднего колец и патрубка, скрепленных болтами.
Система отбора воздуха.
Ресивер отбора воздуха 10 из-за компрессора представляет собой сварной узел. Он установлен на фланцах наружного кольца направляющего аппарата IX ступени. На ресивере имеются три патрубка 1, из которых два нижних не используются (заглушены), а к верхнему крепится трубопровод отбора воздуха на обогрев входного направляющего аппарата, кока и для нужд газоперекачивающего агрегата.