
книги из ГПНТБ / Конструкция и эксплуатация турбореактивных двигателей типа М-701 учеб. пособие
.pdf
|
|
|
|
Рис. 79. Передняя опора: |
|
|
/ |
— сферическая |
втулка; |
2 — корпус; 3 — кольцо уплотнения; 4 — лабиринтное |
уплотнение; |
||
5 |
— |
н а р у ж н о е кольцо; 6 |
заборник колеса компрессора; 7 |
— передний вал; S |
— заглушка; |
|
9 |
— |
внутреннее |
кольцо; |
10 — дистанционная ш а й б а ; / / — |
гайка крепления |
заборника; |
12 — |
центрирующий конус; |
и |
— кольцо |
резиновое; 14 — |
гайка; |
ю |
— гайка креп |
||
ления |
внутренней обоймы подшипника; |
16 — |
шлицы |
переднего |
вала; |
17 — |
шарикоподшип |
||
|
ник; |
18 |
— |
контровочная |
шайба |
|
|
|
ния наружной обоймы подшипника. Контровка гайки производит ся при помощи контровочной шайбы /5.
В задней части втулки выполнен буртик для упора наружной обоймы подшипника.
При сборке втулка вставляется в пазы корпуса и разворачива ется таким образом, чтобы оси втулки и корпуса совпали. При этом сферические поверхности также совместятся. Такое соединение да ет возможность перемещаться вт}ллке, а вместе с ней и подшипнику по сферической поверхности, что обеспечивает компенсацию незна чительной несоосности опор ротора, и одновременно выполняет роль демпфера, то есть уменьшает вибрацию.
Для предотвращения выработки сферических поверхностей в процессе эксплуатации они при сборке смазываются силиконовой пастой «лукосан».
Между упором на переднем валу и внутренним кольцом уплот нения устанавливается дистанционная шайба 10, при помощи ко
торой |
регулируется зазор (0,9-^-1,1 мм) между .крыльчаткой и пе |
редней |
стенкой компрессора. |
В передней опоре установлен высокооборотный радиально-упор- |
ный шариковый подшипник Ѵ214Д1, воспринимающий как радиаль ные, так и осевые нагрузки.
Смазка подшипника производится маслом МК-8П, которое по дается под давлением через форсунку, установленную на корпусе коробки приводов.
Для образования масляной полости шарикового подшипника и предотвращения попадания масла в компрессор выполнено ком бинированное лабиринтное уплотнение, состоящее из двух ступе ней — контактной и бесконтактной.
В канавках уплотнительной втулки вставлены два чугунных кольца 3. Наружным диаметром кольца контактируют с внутрен
ним диаметром кольца уплотнения 5, а |
боковой поверхностью — |
со стенкой уплотнительной втулки. Для |
предотвращения износа |
контактирующих поверхностей кольца хромируются, а боковые стенки канавок азотируются.
Бесконтактное лабиринтное уплотнение образуется внутренней поверхностью наружного кольца 5 и наружной поверхностью уплот нительной втулки, на которой произведена нарезка гребешков. Масло после смазки и охлаждения подшипника стекает в нижнюю часть масляной полости и далее через окно в корпусе передней опоры по полой вертикальной стойке — в коробку масляных филь тров.
ЗАДНЯЯ ОПОРА РОТОРА
Задняя опора ротора (рис. 80) состоит из корпуса подшипника, переднего и заднего корпусов уплотнений, роликового подшипника AVNU1014 и втулки переднего уплотнения.
S Зак. 381 |
ИЗ |
Корпус 19 подшипника ияготовлен из стали в виде цилиндра с развитым фланцем в передней части. На фланце выполнено два ряда отверстий: четырнадцать по большому диаметру для болтов крепления к фланцу силового конуса и восемь для крепления к
корпусу подшипника |
переднего и заднего корпусов уплотнений. |
К верхней части |
фланца крепится трубка подвода масла для. |
|
|
|
|
|
|
Рис. |
80. |
Задняя |
опора: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
/ — |
кольцо |
уплотнения; 2 — трубка суфлирования; |
3 — внутренняя |
обойма |
роликоподшип |
||||||||||||||||
ника; 4 |
— |
кольцо |
с |
форсунками: |
5 — |
кольцо |
уплотнения; |
6 |
— лабиринт; |
7 — болт; 8 — |
|||||||||||
диск |
турбины; 9 — |
гайка; |
10 — втулка |
диска турбины; |
п |
— |
отверстия |
для |
суфлирования; |
||||||||||||
12 — |
стакан |
з а д н е г о уплотнения; |
13—наружный |
к о ж у х |
з а д н е г о корпуса |
|
уплотнения; |
/ 4 — |
|||||||||||||
внутренний |
к о ж у х з а д н е г о |
корпуса |
уплотнения; 15—трубка |
откачки |
масла; |
|
16—наружная |
||||||||||||||
обойма |
роликоподшипника; |
17—наружный |
к о ж у х переднего корпуса уплотнения; |
і8—внутрен |
|||||||||||||||||
ний |
к о ж у х |
переднего |
корпуса |
уплотнения; 19—корпус |
подшипника; |
20 — стакан |
переднего |
||||||||||||||
уплотнения; |
21 |
— |
теплоизоляционный |
вкладыш; |
22 |
— |
задний |
вал; |
23 — |
лабиринт; |
|||||||||||
24 — втулка |
уплотнения: 25 — |
гайка з а ж и м н а я ; |
26 — шплинт; |
а — пазы |
для |
прохода |
о х л а ж |
||||||||||||||
д а ю щ е г о |
воздуха; |
б — буртик |
для |
упора |
втулки |
переднего |
уплотнения; |
а |
— |
кольдо |
центро |
||||||||||
|
|
|
|
|
вочное; |
г — |
отверстие для |
прохода |
масла |
|
|
|
|
|
|
114
смазки подшипника. По внутренним каналам масло поступает к кольцу форсунок 4.
В нижней части фланца просверлены отверстия г для сообще ния передней и задней масляных полостей. Из задней полости мас ло откачивается по трубопроводу 15 в коробку масляных фильт ров. На фланце спереди и сзади проточены буртики для центровки корпусов уплотнений.
По внутреннему диаметру цилиндрической части корпуса про изводитсяпосадка наружной обоймы роликового подшипника. Впе реди цилиндрической части выточен буртик для упора наружной обоймы, сзади нарезана резьба для зажимной гайки. Контровка гайки производится шплинтом. Между наружной обоймой подшип ника и гайкой установлено кольцо форсунок.
Корпус уплотнения — стальной, сварной конструкции. Он со
стоит из фланца, двух кожухов и цилиндра. |
Кожух изготовлен |
|
штамповкой. |
|
|
После сварки корпуса между внутренним |
и наружным |
кожу |
хами образуется воздушная полость. Полости |
переднего и |
задне |
го корпусов сообщены между собой и при помощи трубки суфли рования 2, установленной на переднем корпусе, сообщены с атмо сферой.
Уплотнение масляной полости происходит по двум ступеням— контактной и бесконтактной.
Контактное уплотнение состоит из двух чугунных колец 1 и 5, установленных в канавках втулки уплотнения 24 и втулки диска турбины 10. Уплотнительные кольца плотно прижимаются к бо ковой поверхности канавок усилием от разности давлений в мас ляной и суфлирующей полостях в направлении к подшипнику.
Бесконтактное уплотнение образовано между внутренней по верхностью цилиндрической части корпуса уплотнения и гребеш ками, нарезанными на уплотнительной втулке и фланце турбины.
Неисправности ротора двигателя, встречающиеся в эксплуата ции, указаны при рассмотрении узлов компрессора и турбины.
Следует обратить внимание на то, что на двигателях первых выпусков довольно часто отказывал подшипник турбины. Пер вым признаком отказа подшипника являлось появление металли ческой стружки в масле с последующим уменьшением времени вы бега ротора при остановке двигателя.
Промышленность,, начиная с двигателей 53-й серии, внедрила новый подшипник турбины — ВНУ 1014 АО МАП АГМ/П 559 СОВЕ с дополнительной смазкой через шесть отверстий 0 0,6 мм в наружной обойме. Одновременно был увеличен диаметр отвер стий масляных форсунок с 0,6 мм на 1,1 мм.
Для ремонтных органов отработан и внедрен бюллетень по со ответствующим доработкам. Однако в эксплуатации могут еще находиться двигатели, отремонтированные до внедрения бюлле теня, поэтому необходимо строго следить за состоянием масла и выбегом ротора двигателя.
115
|
§ 8. Реактивная |
система |
|
|
|
|
|||
Реактивная система двигателя |
(рис. 81) |
предназначена |
для "пре |
||||||
образования оставшейся после турбины потенциальной |
энергии |
||||||||
газа в кинетическую. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После турбины газ с небольшой закруткой попадает в выход |
|||||||||
ной диффузор, где он стабилизируется |
и |
притормаживается. Ско |
|||||||
рость |
уменьшается до |
С=220 м/сек, |
температура |
повышается |
до |
||||
?о =650°С, а давление |
увеличивается |
с |
Рі = 1 кг/см2 |
до |
Рг= |
||||
= 1,4 |
кг/см2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
На |
всем протяжении удлинительной трубы параметры газа оста |
||||||||
ются практически неизменными за исключением |
незначительных |
||||||||
потерь. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В реактивном насадке теплоперепад частично преобразуется в |
|||||||||
кинетическую энергию |
струи газа, |
что |
и |
составляет |
основную |
часть реактивной тяги. Скорость газа на выходе из насадка на мак симальном режиме доходит до С5 = 1050 м/сек. .
Реактивная система состоит из выходного диффузора /, удли нительной трубы 6 и реактивного насадка 7.
Для уменьшения излишней теплоотдачи в окружающую среду и предохранения самолетной конструкции в мотогондоле от дей ствия высоких температур реактивная система по наружной по верхности закрыта теплоизолирующими кожухами. Эти кожухи одинаковы по своей конструкции, и каждый состоит из двух поло вин, соединяющихся между собой контровочной проволокой. Все го в реактивной системе установлено 4 кожуха: выходного диффу зора, удлинительной трубы, переднего фланца, заднего фланца.
Каждый кожух состоит из наружного и внутреннего листов, между которыми проложен теплоизоляционный слой из базальто
вых волокон и стеклянных |
микроволокон. |
|||
Выходной диффузор У состоит из наружной трубы в форме усе |
||||
ченного конуса, ограниченного |
с двух сторон фланцами, и внутрен |
|||
него |
конуса, |
прикрепленного |
к наружной трубе при помощи |
|
трех |
ребер |
обтекаемой |
формы. |
Детали выходного диффузора изготовлены из листовой жаро стойкой стали 1Х18Н9Т.
Передний и задний фланцы диффузора отлиты центробежным способом и приварены к наружному конусу роликовой сваркой. Передний фланец имеет 32 отверстия для крепления при помощи болтов диффузора к корпусу турбины. Задний фланец имеет не большой выступ, к которому при помощи телескопического соеди нения крепится удлинительная труба.
На наружной поверхности выходного диффузора закреплены при помощи пластинок, приваренных к обечайке, два плавающих кольцевых бандажа (на двигателях первых выпусков таких бан дажей было три). Эти бандажи предназначены для опоры тепло изоляционных кожухов.
С наружной стороны обечайки в верхней ее части приварен
116
штуцер / / для замера статического давления за диском турбины. Замер этот производится при испытании двигателя на стенде. Ре зультаты замера необходимы для определения осевой силы, дей ствующей на ротор двигателя.
К внутренней поверхности обечайки через 120° приклепаны уголковые профили, образующие пазы, в которые входят ребра
крепления |
внутреннего конуса. Эти ребра приварены к конусу то |
|||
же через |
120° при помощи фланцев уголкового |
профиля. |
Такое |
|
крепление |
дает |
возможность относительного |
перемещения |
при |
температурных |
расширениях. |
|
|
По внутренней поверхности конуса приварены два кольцевых профиля, являющиеся ребрами жесткости. К основанию внутренне го конуса приварено днище. В нем выполнено 16 отверстий диа метром 14 мм. Указанные отверстия расположены против замков лопаток турбины. На работающем двигателе через эти отверстия проходит воздух, охлаждающий ножки рабочих лопаток турбины. В дальнейшем этот воздух направляется во внутреннюю полость конуса и через отверстие диаметром 48 мм, расположенное в вер шине конуса, под действием эжекционного эффекта газового по тока выходит наружу.
Удлинительная труба 6 изготовлена из жароупорной листовой стали 1Х18Н9Т в форме цилиндра.
По наружному диаметру обечайки равномерно расположены 7 кольцевых бандажей, предназначенных для повышения жесткости трубы.
Одновременно бандажи служат опорами теплоизоляционным кожухам. Бандажи приварены точечной сваркой к обечайке в двух местах около продольных швов трубы.
В средней части трубы через 90° просверлено 4 отверстия и приварено 4 штуцера для установки термопар замера температуры Е Ы Х О Д Я Щ И Х газов. На внешней поверхности кожухов удлинительной трубы и переднего фланца приклепано по 4 хомута для крепления проводки от термопар.
К передней части обечайки приварен фланец профилированного сечения. Этот фланец, к которому 24 болтами прикреплены разъ емные кольца 10, вместе с задним фланцем диффузора образуют полутелескопическое соединение выходного диффузора и удлини тельной трубы (рис. 82). Такое соединение обеспечивает осевое пе ремещение трубы при расширении от нагрева и допускает перекосы осей при соединении выходного диффузора, а также удлинитель ной трубы.
К задней части обечайки приварен фланец с отверстиями для крепления к нему рактивного насадка.
Реактивный насадок 7 изготовлен из листовой жаростойкой стали IX18H9T в форме усеченного конуса. К передней части (большего диаметра) приварен фланец для крепления при помощи 24 болтов к фланцу удлинительной трубы.
118
|
Рис. |
82. Р а з р е з |
т е л е с к о п и ч е с к о г о |
к р е п л е н и я у д л и |
||||
|
|
|
н и т е л ь н о й |
тоѵбы: |
|
|
|
|
|
1 |
— |
ф л а н е ц выходного |
д и ф ф у з о р а ; |
2 — |
полукольцо; |
||
|
|
|
3 — болт; 4 |
— ф л а н е ц удлинительной |
трубы |
|
||
С |
целью |
повышения |
жесткости реактивного насадка в торец |
|||||
его |
выходной |
части закатана |
проволока. |
|
|
|||
Для двигателей типа |
М-701 изготавливаются |
реактивные на |
||||||
садки с диаметрами выходного сечения |
от 303 до 316 мм. Выход |
|||||||
ной диаметр |
реактивного |
насадка подбирается при стендовых ис |
||||||
пытаниях двигателя на заводе. Размер |
выходного |
диаметра нано |
сится на наружной поверхности обечайки и записывается в фор
муляр |
двигателя. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При изменении диаметра проходного сечения реактивного на |
|||||||||||||||
садка |
изменяются |
|
основные |
параметры |
двигателя. |
Особенно' же |
|||||||||
резко такая замена влияет на тем |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
пературный |
режим. Изменение па |
|
|
|
|
|
|
||||||||
раметров двигателя на максималь- gso\ |
|
|
|
|
|
||||||||||
ном режиме в зависимости от диа |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
метра |
проходного |
сечения |
реактив |
|
|
|
|
|
|
||||||
ного насадка приведено на рис.83. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Фланец |
соединения |
реактивного |
|
|
|
|
|
|
|||||||
насадка с удлинительной |
трубой за |
|
|
|
|
|
|
||||||||
крыт теплоизоляционным |
кожухом. |
|
|
|
|
|
|
||||||||
На |
двигателях |
последних |
выпу |
|
|
|
|
|
|
||||||
сков |
неисправностей |
в |
реактивной |
|
|
|
|
|
|
||||||
системе почти не встречается. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
Основная |
неисправность |
выход |
|
|
|
|
|
|
|||||||
ного диффузора на двигателях пер |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
вых выпусков — трещины в местах |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
сварки. Внедрение |
диффузора |
|
кле |
|
|
|
|
|
|
||||||
паной |
конструкции |
|
явилось |
эффек |
|
|
|
|
|
315 Рреокт. |
|||||
тивной |
мерой избавления от |
|
этих |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
трещин. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В процессе эксплуатации, особен- Рис- |
°*<*- Изменение |
тяги, |
темпера- |
||||||||||||
но при расстыковке |
фюзеляжа, |
не- т у |
р ы |
1 1 |
удельного |
расхода |
|||||||||
А |
|
|
^ |
|
|
|
• |
|
топлива |
в зависимости |
от |
диа- |
|||
обходимо применять |
все меры |
|
пре- м е |
т р а |
р е а к т и в н о г |
о |
н а с а д |
к а І ф И |
|||||||
досторожности по недопущению |
де- |
|
= |
15 400 |
об/мин |
119
формации и повреждения реактивного насадка. Сильная деформа ция насадка может привести к изменению его проходного сечения.
§ 9. Система передач к агрегатам
На двигателе М-701 установлены агрегаты, обеспечивающие его работу (стартер, топливный насос и масляный насос), а также са молетные агрегаты (генератор, гидронасос и датчик тахометра).
Привод во вращение всех этих агрегатов осуществляется кине матически (рис. 84), путем передачи мощности от ротора двига теля.
В переднем валу 13 ротора имеются шлицы, от которых через шлицевую втулку вращение передается на главную ведущую ко ническую шестерню 12 и далее на верхнюю и нижнюю конические шестерни 6.
От верхней конической шестерни через промежуточный валик вращение передается на шестерни коробки вспомогательных при водов, на которой установлены топливный насос, генератор, гидро насос и датчик тахометра. На коробке вспомогательных приводов установлен также и запасный привод, который может быть ис
пользован при необходимости. |
Нижняя |
коническая |
шестерня |
||
через нижний |
вертикальный валик приводит во вращение |
привод |
|||
10 масляного |
насоса. |
|
|
|
|
Стартер и |
ротор двигателя |
соединены |
через шлицевую |
муфту, |
|
рессору, роликовую муфту свободного хода и планетарный |
редук |
||||
тор. |
|
|
|
|
|
Детали и узлы передач к агрегатам расположены во входном |
|||||
корпусе двигателя. В передней |
части входного корпуса |
находится |
коробка приводов, а верхняя часть корпуса совместно с крышкой образует коробку вспомогательных приводов.
Коробка приводов представляет собой отливку из магниевого сплава сложной формы, которая крепится к ступице входного кор пуса двенадцатью болтами. Внутренняя полость коробки разделе на на две части. В передней, имеющей фланец крепления стартера, находится планетарная передача с муфтой свободного хода для раскрутки ротора двигателя при запуске. В задней части располо жены приводы верхнего и нижнего вертикального валиков. Обе ведомые конические шестерни 6, в которых установлены верти кальные валики, имеют передачу 1 : 1,264 в сторону уменьшения скорости по отношению к ротору двигателя. Каждая из этих двух конических шестерен установлена в двух шариковых подшипни ках.
Передаточный механизм стартера состоит из планетарной пере дачи, снижающей обороты стартера в четыре раза. При запуске двигателя крутящий момент стартера передается через шестерню и три сателлита планетарной передачи, которые обкатываются по зацеплению неподвижной шестерни с внутренним" зацеплением на
120
Рис. 84. Схема приводов к агрегатам:
1 — |
запасной |
привод; |
2 — привод топливного насоса; 3 — привод гидравлического насоса? |
|||||||
4 — |
привод датчика тахометра; 5 — привод генератора; 6 — конические шестерни верти-- |
|||||||||
кальных |
приводов; 7 |
— поводок сателлитов; 8 — сателлитная |
передача |
к стартеру; |
9 — |
|||||
стартер; |
10 |
— |
привод |
масляного |
насоса; 11 — в е д о м а я |
часть |
механизма |
свободного |
х о д а ^ |
|
|
|
12 |
— |
главная |
в е д у щ а я |
коническая шестерня; |
13 — передний вал |
ротора |
|