4.6. Краткие сведения технологии изготовления

КАМЕР СГОРАНИЯ

Камера сгорания состоит из элементов, изготавливаемых из листового материала и соединенных между собой при помощи сварки.

При разделении камеры сгорания на элементы исходят из возможно­стей и удобства технологии штамповки Штамповка проводится в несколько переходов, число которых зависит от формы деталей. После каждого перехо­да заготовки проходят отжиг для снятия внутренних напряжений.

Элементы камер сгорания свариваются роликовой электросваркой, электродуговой или аргонодуговой сваркой. При любом способе сварки сварной шов должен быть прочным, стойким к вибрационным нагрузкам и обеспечивать герметичность.

Так как конструктивные элементы камеры сгорания представляют со­бой тонкостенные оболочки, то к ним предъявляются требования по обеспе­чению устойчивости, предупреждению опасных колебаний и вибраций.

Одним из основных способов повышения устойчивости является при­менение ребер жесткости, отбортовок, зиговок и т.д.

Примеры применения ребер жесткости на деталях цилиндрической и конической формы приведены на рис.12.6.

Элементы жесткости изготавливают из листовых материалов штам­повкой или вальцовкой (рис.12.6, а, в, г, д, ж), а также механической обра­боткой из специальных заготовок (рис.12.6, б, е). Механическая обработка посадочных мест на ребрах жесткости после сварки обеспечивает возмож­ность хорошего центрирования деталей узла при сборке.

Детали, работающие на сжатие, подкрепляются высокими поясами же­сткости (рис.12.7.). При этом они не теряют устойчивости при значительных нагрузках.

На деталях с криволинейным профилем в местах перехода к цилинд­рическим поверхностям применяются пояса жесткости коробчатого профиля (рис.12.8.), которые обеспечивают необходимую жесткость в осевом и ради­альном направлениях.

В случае, когда пояса жесткости образуют замкнутую полость, ее не­обходимо дренировать с помощью небольших отверстий для исключения выпучивания вследствие повышения давления воздуха внутри полости от нагрева или условий эксплуатации (рис12.9).

Увеличения жесткости стенок можно добиться, выполнив на них ради­альные (рис.12.10,а), или продольные (рис12.10,б) выштамповки или зиги.

Края тонкостенных цилиндрических и конических оболочек усилива­ют фланцами, точеными или отбортованными кольцами рис.12.11.

При применении сварки плавлением желательно шов несколько уда­лить от фланца или кольца, что обеспечивает меньшее коробление и преду­преждает образование трещин в месте перехода от меньшей толщины к большей.

Отверстия, выполненные в деталях, отбортовывают или окантовывают (см. рис. 4.12.). Для уменьшения термических напряжений в сварных соедине­ниях деталей жаровых труб широко применяют прорези (см. рис. 4.14).

4.7. Материалы деталей камер сгорания

Материалы, применяемые для изготовления камер сгорания, должны удовлетворять специфическим условиям работы узлов и обеспечивать рабо­тоспособность конструкции в течение ресурса работы двигателя.

Узлы камер сгорания подвержены воздействию высоких температур и перепадов давления, динамическим и вибрационным нагрузкам, а также пульсациям газового потока, возникающим при сгорании топлива.

Максимальный перепад давления на корпус камеры может достигать 3 МПа, а температура стенок — 650...700 "С. Жаровые трубы работают в условиях агрессивной среды продуктов сгорания топлива, при этом местная температура их элементов достигает 950 °С и более.

Основные требования, предъявляемые к материалам камер сгорания:

— высокая жаропрочность и жаростойкость;

— высокое сопротивление усталости и трещинообразование при низ­кой скорости распространения трещин;

— устойчивость к газовой коррозии;

— удовлетворительные характеристики теплопроводности и пластич­ности;

— удовлетворительные технологические свойства (способность к пла­стической деформации, хорошая обрабатываемость резанием, хорошая сва­риваемость и др.).

Для изготовления корпусных деталей камер сгорания, работающих при низких температурах, используют жаропрочные титановые сплавы, имеющие плотность около 4,5 г/см³. Эти сплавы могут применяться до тем­ператур 450...500 °С (сплавы ВТЗ-1, ВТ-8, ВТ-9). В диапазоне температур 600...750 °С для корпусных деталей используют жаропрочные стали и спла­вы на никелевой основе (1Х12Н2ВМФ; Х15НЗОВМТ; Х12Н20Т2Р; ХН78Т). Плотность этих материалов около 8 г/см³.

Для изготовления жаровых труб применяют жаропрочные сплавы на никелевой и хромистой основе. Плотность этих сплавов 8,3...8,9 г/см³, диа­пазон применения по температурам 900... 1100 °С (ХН75НБТЮ; Х20Н80Т; ХН60В; ХН50ВМТЮБ).

Для повышения стойкости материала к газовой коррозии и окислению поверхности жаровых труб (в основном внутренние поверхности, непосред­ственно контактирующие с газовым потоком) покрывают специальными эма­лями. Коррозионная стойкость эмалированных жаровых труб возрастает в несколько раз.