1. Конструкторская часть.

1. Обоснование выбора проточной части узла.

Параметры проточной части берем из выполненной ранее курсовой работы по дисциплине “Турбомашины авиационных двигателей”, где были рассчитаны геометрические параметры проточной части, число лопаток СА и РК для каждой ступени, параметры газового потока (температура, давление, плотность, скорость потока), а также геометрические параметры лопатки РК первой ступени. Проточная часть с постоянным средним диаметром ведет к постоянному полю скоростей, температур, давлений. Увеличение среднего радиуса и длины лопаток обеспечивает увеличение окружной скорости на последующих ступенях, что в многоступенчатой турбине может привести к сокращению числа ступеней.

Свободная турбина предназначена для создания крутящего момента, обеспечивающего привод нагнетателя газоперекачивающего агрегата или генератора электростанции.

1.2 Обоснование выбора конструктивной схемы узла.

Принимаем консольное расположение турбины, так как при межопорной схеме турбины повышается сложность ее изготовления, появляются дополнительные детали, система смазки подшипника, его охлаждение, дополнительные стойки в проточной части, через которые бы передавались усилия. При консольном расположении мы имеем пониженную жесткость, большую возможную амплитуду колебаний по сравнению с межопорным расположением, но для упрощения конструкции принимаем ее.

1.3 Основные силовые факторы и усилия, действующие на элементы узла.

На элементы узла действуют:

- на лопатки РК: газодинамические силы (осевые и окружные), центробежные силы, тепловые воздействия.

- на диски: центробежные силы диска и лопатки, изгибающий момент от действующих на лопатку сил, осевые и окружные силы лопатки, крутящий момент от вала, силы от контактирующих с диском поверхностей.

- на вал: усилия передающиеся от диска (крутящий момент, осевая сила).

- подшипники воспринимают радиальные усилия, а шариковый подшипник еще и осевые.

- на лопатки СА: газодинамические силы (осевые и окружные), тепловые воздействия.

- на корпус: давление газового потока, усилия от лопаток СА.

1.4 Силовая схема узла.

Рис №1

Усилия с лопаток передаются на диск и промежуточные диски, а также на дефлекторы. С дисков первой и второй ступеней усилия передаются на вал. Осевые усилия с диска второй ступени передаются через соединение гайкой основному валу. Далее радиальные усилия воспринимаются подшипниками и передаются на элементы опор, затем на спрямляющий аппарат перед КС и на сопловой аппарат за КС, далее на элементы корпуса. Осевые усилия воспринимает только задняя опора ротора турбины. Крутящий момент с вала турбины передается через шлицевое соединение валу компрессора.

Равнодействующая усилий, действующих на ротор, направлена в сторону выходного устройства. Для ее компенсации за рабочим колесом второй ступени имеется разгрузочная полость, надуваемая по трубопроводу из-за ступени компрессора.

Осевые, радиальные и окружные усилия в статоре воспринимаются сопловыми аппаратами, откуда передаются элементам корпуса.