8.3 Ротор свободной турбины

Ротор свободной турбины (рис. 8.3, 8.4) состоит из рабочего колеса первой ступени и рабочего колеса вто­рой ступени, изготовленных из жаропрочной стали. Рабочее колесо второй ступени выполнено заодно с валом турбины.

Диск 13, 10 рабочего колеса первой ступени жёстко соединяется с диском 15, 13 второй ступени посредством треугольных торцевых шлицев, выполненных на ободках дисков. Диски стянуты стяжными болтами 11,9.

Рабочее колесо первой ступени имеет 47 лопаток, колесо второй ступени - 43 лопатки, изготовленных из жаропроч­ной стали.

Крепление лопаток I и. 9, I и 6, в дисках осуществля­ется посредством замков елочного типа. Замочное соеди­нение четырехзубое профиль зуба треугольный, равносто­ронний; профиль замкового соединения на обеих ступенях одинаковый.

От осевого смещения лопатки стопорятся разрезными коль­цами 12, 14, 8, 12. Кольца вставляются в проточки, выполненные в дисках и в лопатках.

На наружных концах лопаток имеются бандажные полки. Полки стыкуются между собой уступами (замками). При работе двигателя под действием центробежных сил лопа­тки несколько разворачиваются и бандажные полки усту­пами замыкаются между собой. Это повышает сооственную частоту колебаний лопаток и резко снижает в них вибра­ционные напряжения, так как лопатки колеблются не одиночно, а целым пакетом лопаток. Для увеличения жёсткости полок они снабжены четырьмя ребрами в окружном направлении. Эти ребра образуют четырёхгребешковый лабиринт, работающий по керамичес­ким вставкам, расположенным в наружном корпусе турбины.

На конце вала турбины помещена ведущая шестерня редук­тора 20,18.

Ротор турбины балансируется с высокой степенью точности. Для устранения дисбаланса дисков .турбины применяются специальные балансировочные вкладыши 10 и 16, 8 и 14 и эксцентриковые грузики 21, 19.

Подобранные по весу грузики устанавливаются в специа­льных кольцевых виточках, выполненных в дисках, и укрепляются от выпадания штифтами, а эксцентриковые грузики контрятся стопорным кольцом 22, 20.

На двигателях III я 1У серий применены рабочие лопатки с измененным профилем.

8.4 Подшипники свободной турбины

Ротор турбины вращается на двух опорах - подшипниках качения. Роликовый (5-я опора) и шариковый (4-я опора) подшипники свободной турбины установлены в корпусе газосборника (рис. 8.5).

Внутреннее кольцо роликоподшипника установлено на хвостовике ведущей шестерни редуктора и поджато к торцу распорной втулкой 5 и гайкой I, которая законтрена шайбой.

Наружное кольцо роликоподшипника устанавливается во втулку 3, запрессованную в корпусе газосборника. С одной стороны втулко имеет буртик, а с другой сторо­ны во втулке имеется канавка, в которую вставляется разрезное стопорное кольцо 2.

Внутреннее разъёмное кольцо шарикоподшипника монтиру­ется на вал свободной турбины. С одной стороны шарико­подшипника размещен кольцедеркатель 16, а с другой -маслоотражатель 9 и кольцедеркатель с воздушным лабиринтом 10. Эти детали поджимаются к упорному бур­тику вала гайкой, которая контрится шайбой.

Наружное кольцо шарикоподшипника устанавливается в гнезде, которое своим фланцем закреплено между крышкой масляного лабиринта 12 и корпусом газосборника. Гнездо шарикоподшипника центрируется узким пояском по корпусу газосборника, образуя в остальной части с кор­пусом газосборника зазор. Зазор обеспечивает возмож­ность демпфирования колебаний ротора свободной турбины.

Крышка масляного лабиринта представляет. собой узел, состоящий из двух деталей: крышки масляного лабиринта 12 и крышки воздушного лабиринта 13. Обе детали спаяны между собой. Цилиндрический поясок кольцедержателя 10 и внутренний контур паяной крынки масляного лабиринта 12 образуют предмасляную полость, в которую подается по каналам воздух из компрессора для создания положитель­ного перепада давления на улотиительных стальных кольцах II. Воздух подается по наружной втулке от 6-ой ступени компрессора к корпусу редуктора и далее по сверлениям в стенке корпуса редуктора, к внутренней полости корпуса газосборника, откуда воздух по сверле­ниям во фланце крышки масляного лабиринта 12 поступает в предмасляную полость опоры.

Крышка масляного лабиринта 17 шарикоподшипника крепится к специальному внутреннему фланцу в корпусе газосбор­иика. Внутренняя поверхность крышки совместно со сталь­ными уплотнительными кольцами кольцедеркателя 16 обра­зуют кольцевое маслоуплотнение.

Масло к подшипникам подаётся по каналам, выполненным в задней стенке редуктора, к трубке газосборника, по которой оно поступает к форсунке 4 роликоподшипника и к коллектору форсунок 7 шарикоподшипника. Слив масла из полости роликового подшипника в полость редуктора производится самотёком. Откачка отработан­ного масла из масляных полостей шарикоподшипника - принудительная и производится отдельным откачивающим насосом.

Рис. 8.1. Сопловой аппарат I ступени свободной турбины двигателя IV серии.

1,6- внутренние обоймы; 2,4 -наружные обоймы; 3- лопатка 5- стойка; 7- фланец; 8- дефлектор; 9,15 -болты, 10-воздушное отверстие; II- задний обод; 12,13- воздушные полости; 14- передний обод; 16,19,22- штуцера; 17- стопорное кольцо; 18- шайба отгибная; 20,21- трубки

Рис. 8.2. Сопловой аппарат I ступени свободной турбины двигателей III,II и I серий.

1,7- внутренние обоймы; 3,5- наружные обоймы; 4- лопатка 6- стойка; 8- фланец; 9- дефлектор; 10,16- болты; II- воздушное отверстие; 12- задний обод; 13,14- воздуш­ные полости; 15- передний обод; 17,18,21,24- штуцера; 19- стопорное кольцо; 20- шайба отгибная; 22,23- трубки.

Рис. 8.3. Свободная турбина двигателей 1У и III серий

I- рабочая лопатка II ступени турбины; 3- корпус С.А.; 2,5,11- металлокерамические вставки; 4- сопловая лопатка: 6- рабочая лопатка I ступени турбины; 8,14- вкладыши балансировочные; 9- болт стяжной; 12,7-кольца разрезные; Ю- диск I ступени; 13- диск II ступени; 15- штифт; 16- стакан подшипника; 17- наружное кольцо роликоподшипника; 18- шестерня ведущая редуктора; 19- груз эксцентриковый; 20- кольцо стопорное.

А - крепление крышка и гнезда ЗУ опоры двигателей III серии.

Рис. 8.4. Свободная турбина двигателей II и I серий

I- рабочая лопатка II ступени турбины; 2,5- металлокерамические вставки; 3- корпус соплового аппарата; 4- сопловая лопатка; 6- рабочая лопатка I сту­пени турбины; 7,12- кольца разрезные; 8,14- вкладыши балансировочные; 9- стяжной болт; Ю- диск I ступени; II- внутреннее кольцо С.А.; 13- диск II ступени; 15- штифт; 16- стакан роликоподшипника; 17- наружное кольцо роли­коподшипника; 18- шестерня ведущая редуктора; 19- груз эксцентриковый;

Рис. 8.5. Опоры свободной турбины двигателя 1V,II,II и I серий.

I- гайка: 2- стопорное кольцо; 3- втулка; 4,7- масляные форсунки; 5- распорная втулка; 6,14- воздушные полости; 8- тепловой экран; 9- маслоотражатель; 10,16- кольцедержатели; II- уплотнительное кольцо; 12,17- крышки масляных ла­биринтов; 13- крышка воздушного лабиринта; 15- шариковый подшипник; 18- масляный канал.