5.6. Корпуса турбин

Корпус турбины (рис.5.22) представляет собой цилиндрическую или коническую оболочку, обеспечивающую размещение и крепле­ние сопловых аппаратов, силовую связь с камерой сгорания и вы­ходным устройством. Внутренние стенки корпусных деталей обра­зуют проточную часть двигателя.

Основные требования к корпусам турбин:

высокая изгибная жесткость в продольном и окружном направ­лениях;

надежность центрирования соединяемых элементов в холодном и горячем состоянии;

Рис. 5.22. Трехступенчатая одновальная турбина: 1 – стяжной болт; 2 - вал турбины; 3 - подшипник роликовый; 4 - СА первой ступени; 5 - рабочее колесо первой ступени; 6 - СА второй ступени; 7 - рабочее колесо второй ступени; 8 - СА третьей ступени; 9 - рабочее колесо третьей ступени

обеспечение минимальных радиальных зазоров между корпусом и наружной поверхностью рабочих лопаток и в лабиринтных уплотнениях при всех режимах работы двигателя;

обеспечение прочности при обрыве лопаток или разрушении диска, его непробиваемость;

конструкторская, технологическая и эксплуатационная простота;

низкая масса и стоимость.

Конструкция корпуса (рис.5.22) зависит от места расположения опор турбины, способов крепления СА, числа ступеней, конструк­ции ротора, технологии изготовления и сборки, способа и конструк­тивной организации охлаждения деталей СА и самого корпуса. Кор­пусы турбин чаше всего выполняют с поперечными монтажными разъемами за каждой ступенью. Поперечные разъемы, в отличие от продольных разъемов, обеспечивают более равномерную окружную жест­кость и деформацию.

Соединение частей корпуса турбины осуществляется по флан­цам с обеспечением центрирования по цилиндрическим буртам. Фланцы одновременно выполняют роль ребер жесткости корпусов.

Корпус турбины воспринимает окружные и осевые усилия от га­зового потока, действующего на лопатки СА и элементы выходного устройства, усилия от избыточного давления, вибрационные нагруз­ки. При работе двигателя наблюдается неравномерность нагрева корпусных деталей, как по толщине, так и по окружности, что при­водит к большим термическим деформациям и напряжениям. Деформации приводят к уменьшению радиальных зазоров, к опасности задевания роторных деталей и корпусных. Большая неравномер­ность температуры по толщине стенки корпуса, особенно во флан­цах, вызывают значительные напряжения растяжения на внешней, более холодной поверхности корпуса и напряжения сжатия на внут­ренней, более горячей его поверхности. Температурные напряжения на внутренней стенке могут превысить предел текучести, вызывая остаточную деформацию и уменьшения зазоров в холодном состоя­нии. Усадка фланцев приводит к короблению корпуса, к постоянному уменьшению радиальных зазоров и увеличению натягов по контактирующим пояскам.

Дня уменьшения коробления фланцев и предупреждения усадки и снижения массы, между отверстиями под крепежные болты, делают выфрезеровки. (рис.7.5,ч.1).