2. Виды роторов и компрессоров. Зависимость свойств металла от температурных нагрузок. Составные части ротора. Виды крепления лопаток к ротору.

В газотурбинных установках используют:

1. Цельнокованые роторы – в мощных ГТУ не применяются. Недостаток в том, что роторная и компрессорная части изготавливаются из одного металла, температура в турбине и компрессоре отличается, ротор турбины работает при высокой температуре и для него тре­буется металл высокого качества, а ротор компрессора может быть изготовлен из более дешевого металла. Они могут быть из одной поковки, барабанного и дискового типа. Ротор можно, разделить на две части: компрессорную и турбинную. На концах ротора выполняются шейки, которыми он опирается на подшипники. За шейками располагаются места установки концевых уплотнений. В компрессорной части ро­тора протачиваются специальные пазы,в которых крепятся ра­бочие лопатки компрессора, а в турбинной — диски, на цилинд­рической части которых также выполняются пазы, необходимые для крепления рабочих лопаток турбины.Вдоль оси ротора для контроля качества металла протачива­ется центральное отверстие.Цельнокованые роторы барабанного типаприме­няют в компрессорах, т.к. внутри ротора выполнена большая полость (расточка), он получается относительно легким и жест­ким. Цельнокованые роторы дискового типа чаще всего используются в компрессорах и в газовых турбинах, если число ступеней невелико.

2. Сварные роторы - состоят из нескольких сваренных, друг с другом дис­ков. К первому (левому) диску приварен концевикс концевы­ми уплотнениямии шейкой, последний (правый) диск имеет выступ, который заканчивается фланцем. Сварные роторы обла­дают большой прочностью и жесткостью.

3. Сборные роторы – они могут быть с насадными дисками, а также из сплошных дисков и из дисков с центральными отверстиями, скреп­ляемых стяжками. Роторы с насадными дисками в основном применяют в компрессорах. Дискинасаживают на валс натягом, для чего их предварительно нагревают, чтобы диаметр внутренней расточки увеличился. После остывания диски плотно охватывают вал. Роторы такой конструкции можно использовать при относи­тельно небольших температурах. Роторы турбины и компрессора, состоящие из отдельных дис­ков и концевиков без центрального отверстия. Диски имеют отверстия, расположенные вдали от оси вращения ротора. Через эти отверстия пропущены стяжки. С по­мощью гаек, которые навинчиваются на стяжки, диски и концевики плотно прижимаются друг к другу. Центровка дисков и концевиков обеспечивается окружными поясками или специальным зубчиковым (хиртовым) соединением. Ротор турбины собирают из сплошных дисков, соеди­ненных штифтами, пропущенными через специальные уголки, выточенные заодно с дисками. Применяются также роторы с одной центральной стяжкой, которая должна быть большого диаметра, чтобы обес­печивать необходимое усилие натяга гайками. При этом в дисках приходится выполнять центральное отверстие, что снижает их механическую прочность. Чтобы избежать уменьшения прочности дисков, в центральной части их утолщают — создают ступицу.

Роторы газовых турбин и компрессоров работают в сложных условиях: температура воздуха перед компрессором в зимнее время может снижаться до —50° С, а температура газа перед тур­биной быть более 1000° С. При слишком низких температурах ме­таллы становятся хрупкими и проявляется такое их свойство, как хладноломкость, а при высоких температурах в результате боль­шой пластичности — ползучесть.

Рабочие лопатки крепятся к периферии дисков или цилиндрической поверхности ротора и состоят из пера и хвостовика. Между соседними лопатками образуются каналы для прохождения газа. Хвостовик необходим для крепления лопаток в диске. Полки образуют дно каналов, ограниченных перьями соседних лопаток. Рабочие лопатки располагаются по всей окружности периферии диска в пазах на точно заданных друг от друга расстояниях (шагах). Если пазы параллельны оси вращения ротора, такое расположение хвостовика называется осевая заводка. Такие хвостовики применяются в газовых турбинах. В роторах компрессора чаще применяют косую заводку, при которой пазы расположены под углом к оси вращения ротора. При шарнирном соединении лопатки компрессора с диском, её хвостовик имеет отверстие, через которое проходит палец, укрепленный в диске. Лопатка занимает рабочее положение при вращении ротора. Такой тип крепления используется редко. Тангенциальная заводка - для крепления лопаток с помощью зубчиковых хвостовиков или шарнирного соединения на наружной цилиндрической поверх­ности дисков вытачиваются пазы в плоскости, перпендикулярной оси вращения ротора. Рабочие лопатки устанавливают на роторе («облопачивают ротор») до установки его в турбину. Перед и после облопачивания проводят статическую и динамическую балансировку с помощью специальных приспособлений и станков.