|
Типы роторов осевых компрессоров ГТД и их сравнительная характеристика.
Основными элементами конструкции ротора являются: рабочие лопатки; диски (или барабан), несущие на себе рабочие лопатки; валы и цапфы, которыми ротор опирается через подшипники на статор. Элементы конструкции ротора, к которым крепятся рабочие лопатки, образуют несущую силовую часть ротора, которая имеет форму тела вращения. Конструктивная форма несущей части должна обеспечивать высокую жесткость и прочность конструкции при минимальной массе, так как при работе двигателя она нагружается большими по величине центробежными силами масс рабочих лопаток и собственной массы, массовыми инерционными силами, возникающими при эволюциях летательного аппарата, температурными и вибрационными нагрузками. По конструкции ротора различают: - ротор барабанный; - ротор дисковый; - ротор барабанно-дисковый (смешанный, комбинированный). 1. Роторы барабанного типа имеют форму цилиндра или усеченного конуса, на внешней поверхности которого выполнены продольные (а) или кольцевые (б) пазы для крепления рабочих лопаток. К торцам крепятся фланцы с опорными цапфами. Крутящий момент передается по барабану. Крепление лопаток в кольцевых пазах предпочтительнее, так как имеется возможность разместить по ступеням заданное различное количество лопаток, что улучшает характеристики компрессора и, кроме того, кольцевые пазы в меньшей мере, чем продольные, ослабляют барабан. Барабаны могут быть цельными и составными. Сокращение осевых габаритов конструкции (расстояния между опорами) может быть достигнуто за счет размещения цапф внутри барабана. В этом случае первые и последние ступени будут размещаться на консольных участках барабана. Преимущества роторов барабанного типа: высокая изгибная жесткость; простота конструкции и технологии изготовления, невысокая стоимость. Недостатки: ограничение из условий прочности барабана окружной скорости (на наружном диаметре барабана – не более 180…220 м/с), так как барабан работает в основном на разрыв от центробежных сил вращающихся масс рабочих лопаток и самого барабана. Роторы барабанного типа применялись на ранних типах ТРД (ТР-1 и др.) Такие роторы находят применение в малоразмерных ГТД. Роторы дискового типа представляют собой набор отдельных дисков, закрепленных на общем валу. Вал обычно выполняется полым. Он служит для передачи крутящего момента и центрирования дисков. Соединение дисков с валом может выполняться напрессовкой (натягом), при помощи шлиц (а, б), болтов (в), соединяющих диски с фланцами вала. При напрессовке величина натяга выбирается из возможности обеспечения передачи крутящего момента в рабочем состоянии, когда диск нагрет и растянут центробежными силами. Очевидно, что величина натяга в холодном состоянии (при монтаже конструкции) получается большей (даже для передачи сравнительно небольшого крутящего момента 350…400 Нм монтажный натяг достигает 12…14 тонн). Для обеспечения сборки и предотвращения повреждений дисков при напрессовке устанавливают переходные втулки (г).
При соединении вала с диском с помощью шлиц необходим небольшой натяг для центрирования пары «диск-вал». Шлицы применяют прямоугольные, треугольные и эвольвентные. При соединении дисков из алюминиевых сплавов, имеющих большие радиальные расширения ступицы, со стальным валом с помощью обычных шлиц предварительного натяга для центрирования обычно бывает недостаточно. В этом случае применяют так называемые «термостойкие» шлицы, боковые грани которых располагаются по радиусу. Они позволяют сохранить плотность соединения при работе. Возможно также использование дисков с упругой ступицей (ТРДД «Спей»). При фланцевом соединении применяют призонные болты. Роторы дискового типа допускают большие окружные скорости на наружном диаметре (до 350…450 м/с). Недостатки дисковых роторов: малая изгибная жесткость из-за малого диаметра вала; возможность возникновения вибрации дисков; сложность монтажа и демонтажа; высокая стоимость производства и ремонта. Несколько увеличить изгибную жесткость можно за счет увеличения диаметра вала и за счет установки трактовых колец в районе обода диска. За счет установки трактовых (распорных) колец можно также устранить вибрации дисков. Роторы дискового типа применялись достаточно широко (РД-20, Д25В, «Эвон», КВД Д20П, Д30, Д-30Ф6, Д-30КУ/КУ, ПС-90А, «Олимп» В.О1, «Спей», «Конуэй» RCo.42, и др.), но сейчас не используются, как устаревшие. Роторы барабанно-дисковой конструкции представляют собой набор дисков с развитыми в осевом направлении буртами, образующими при соединении барабанную часть ротора. Конструкция может выполняться разборной или неразборной. Соединение секций в роторах барабанно-дискового типа: · напрессовка секций друг на друга с натягом, диски скреплены штифтами, передающими крутящий момент (глухие или сквозные отверстия в пазах для лопаток); · соединение секций последовательно с помощью призонных болтов (возможно включение проставок); · фланцевое соединение дисков и барабанов ротора с помощью болтов и шпилек; · диски и проставки между ними скреплены длинными стяжными болтами; · секции соединяются с помощью торцевых треугольных шлицев (на хиртах) и стяжного болта; · соединение секций сваркой (электронно-лучевая, аргонно-дуговая); · сварные секции ротора (по несколько дисков) соединены призонными болтами. Вопрос № 31. ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала... ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Конфликты в семейной жизни. Как это изменить? Редкий брак и взаимоотношения существуют без конфликтов и напряженности. Через это проходят все... Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|