4. Конструкция турбины низкого давления (тнд)

Турбина низкого давления предназначена для привода вентилятора и агрегатов. Турбина состоит из ротора и статора.

4.4.1. Ротор тнд

Ротор турбины низкого давления состоит из:

• рабочих лопаток (13);

• диска (15);

• напорного диска (18);

• цапфы (30);

• вала (32).

Рабочая лопатка – литая, охлаждаемая с радиальным течением охлаждающего воздуха. Во внутренней полости размещено 11-ть рядов по 5 штук в каждом цилиндрических штырей – турбулизаторов, соединяющих спинку и корыто лопатки. Периферийная бандажная полка с гребешком лабиринтного уплотнения обеспечивает уменьшение радиального зазора, что ведет к повышению КПД турбины и снижению уровня вибрационных напряжений в рабочих лопатках. Толщина стенок на периферии 0,8 мм. В корневом сечении толщина входной кромки 1 мм, спинки и корыта 3 мм, выходной кромки 1,5 мм. Профильная часть лопатки отделена от замковой части полкой, формирующей границу газового потока и защищающую диск от нагрева. Лопатка имеет замок типа «Елочка». Для осевой фиксации лопатки от перемещения против потока на ней выполнен зуб, упирающийся в обод диска.

Для осевой фиксации лопатки от перемещения по потоку в замковой части лопатки в районе полки выполнен паз, в который входит разрезное кольцо с вставкой, удерживаемое от осевого перемещения буртиком диска. Кольцо обжимается и водится в пазы лопаток, а бурт диска входит в паз кольца. Закрепление разрезного кольца в рабочем состоянии выполнено фиксаторами, отгибаемыми на кольцо и проходящими через отверстия в кольце и прорези в буртике диска. Вставка удерживается от радиального перемещения фиксаторами, вставляемыми в отверстия диска и загибаемыми на вставку.

Для оценки расходной характеристики лопатки, выполняется роливка её водой под давлением 2+0,1 кгс/см² на входе. Расход воды должен составлять 265+30 г/с.

Диск турбины - штампованный, с последующей механической обработкой. В периферийной зоне для размещения лопаток выполнены пазы типа «Елочка» и наклонные отверстия подвода охлаждающего воздуха. На полотне диска выполнены кольцевые буртики, на которых размещены втулки лабиринтного уплотнения 16 и напорный диск – лабиринт 18. Фиксация этих деталей осуществлена штифтами. Для предотвращения выпадения штифтов отверстия развальцовываются. Напорный диск, имеющий лопатки, нужен для поджатия воздуха, поступающего на охлаждение лопаток турбины. Для балансировки ротора на напорном диске закреплены пластинчатыми фиксаторами балансировочные грузы.

На ступице диска выполнены кольцевые буртики. На левом буртике размещены втулки сотовых уплотнений. Правый бурт совместно с радиальными штифтами обеспечивает центрирование диска и передачу с него нагрузок на цапфу 30.

Цапфа предназначена для опирания ротора низкого давления на роликовый подшипник и передачи крутящего момента от диска на вал 32. Для соединения диска с цапфой на ней в периферийной части выполнен вильчатый фланец, по которому осуществляется центрирование. Втулка относительно цапфы зафиксирована штифтами; края отверстий под штифты развальцованы.

На периферийной цилиндрической части цапфы справа размещено торцевое контактное уплотнение, а слева – втулка межтурбинного радиально-торцевого контактного уплотнения. Втулка отцентрирована по цилиндрической части цапфы в осевом направлении, зафиксирована гребешком, завальцованным на цапфу, в окружном направлении втулка зафиксирована осевыми штифтами.

На периферии цапфы, слева по буртику, отцентрирован и радиальными штифтами зафиксирован цилиндр 34, ограничивающий канал подвода воздуха, охлаждающего опору турбины.

В левой части цапфы, на цилиндрической поверхности, размещены втулки подвода масла к подшипнику, внутреннее кольцо подшипника и детали уплотнений. Пакет этих деталей стянут корончатой гайкой, законтренной пластинчатым замком. На внутренней поверхности цапфы выполнены шлицы, обеспечивающие передачу крутящего момента от цапфы на вал. В теле цапфы выполнены отверстия подвода масла к подшипнику.

В правой части цапфы, на внешней проточке, гайкой закреплено внутреннее кольцо роликового подшипника. Корончатая гайка законтрена пластинчатым замком.

Вал турбины низкого давления состоит из 3-х частей, соединенных друг с другом радиальными штифтами. Правая часть вала своими шлицами входит в ответные шлицы, цапфы, получая от нее крутящий момент. Осевые силы с цапфы на вал передаются гайкой, навернутой на резьбовой хвостовик вала. Гайка законтрена от отворачивания шлицевой втулкой. Торцевые шлицы втулки входят в торцевые прорези вала, а шлицы на цилиндрической части втулки входят в продольные прорези гайки. В осевом направлении шлицевая втулка зафиксирована регулировочным и разрезным кольцами. На наружной поверхности правой части вала радиальными штифтами закреплена втулка 35 лабиринтного уплотнения. На внутренней поверхности вала на проточке радиальными штифтами закреплена шлицевая втулка 28 привода насоса откачки масла от опоры турбины.

В левой части вала выполнены шлицы, передающие крутящий момент на рессору и далее на ротор вентилятора. На внутренней поверхности левой части вала нарезана резьба, в которую ввернута гайка, законтренная осевым штифтом. В гайку вворачивается стяжной болт. На наружной поверхности левой части вала размещено радиально-торцевое контактное уплотнение, дистанционная втулка и роликовый подшипник конической шестерни. Все эти детали стянуты корончатой гайкой. Составная конструкция вала позволяет повысить жесткость конструкции при снижении веса за счет того, что средняя часть вала выполнена из титанового сплава.