2.2.2 Конструкция компрессора низкого давления
Компрессор низкого давления предназначен для сжатия воздуха, посту-
пающего в наружный и внутренний контуры двигателя. КНД состоит из ротора (2) и статора (3) (рисунок 2.2). В состав статора (3)входят:
входной направляющий аппарат (1);
кок (21);
передняя опора (19);
корпуса первой, второй, третьей и четвертой ступеней;
направляющие аппараты первой, второй и третьей ступеней.
Ротор (рисунок 2.3) - барабанно-дисковой конструкции, трехсекционный. Первая секция (сварная) состоит из цапфы (1), дисков первой (3) и второй (5) ступеней и цилиндра с фланцем; вторая секция (сварная) включает диск (7) третьей ступени и заднюю цапфу (13) и третья - диск (9) четвертой ступени.
Ротор опирается: передней цапфой 1 на роликовый подшипник; задней
цапфой (13) - на шариковый подшипник. Привод откачивающего маслонасоса осуществлен от ротора КНД.
Первая и вторая секции неразборные, все элементы их соединены электронно-лучевой сваркой. Между собой секции соединяются с помощью призонных болтов. Диск четвертой ступени закреплен консольно, что уменьшает расстояние между опорами и увеличивает изгибную жесткость ротора. Диски всех ступеней выполнены с центральным отверстием, с тонким полотном и развитой ступицей.
Рисунок 2.3 – Ротор КНД
Диски (3), (5), (7) и (9) ротора - титановые. На ободекаждого диска имеются продольные пазы типа «ласточкин хвост», в которые устанавливаются рабочие лопатки. В диск первой ступени установлены 37 рабочих лопаток, адиск второй - 45, в диск третьей - 57 и в диск четвертой - 43. Рабочие лопатки -титановые. Для уменьшения вибронапряжений лопатки первой, второй, третьей ступеней имеют бандажные полки, расположенные на боковых поверхностях пера на расстоянии четверти высоты от края лопатки. Поконтактным поверхностям бандажных полок обеспечивается натяг; для уменьшения износа на контактные поверхности наносится специальное покрытие.
Статор КНД состоит из:
– входного направляющего аппарата (ВНА);
– корпусов первой, второй, третьей и четвёртой ступеней;
– направляющих аппаратов первой, второй и третьей ступеней;
– выходного спрямляющего аппарата.
Входной направляющий аппарат является силовым элементом двигателя. В нём смонтированы: передняя опора ротора, откачивающий маслонасос, кок.
ВНА состоит из наружного кольца, внутреннего кольца, 23-х лопаток, с регулируемой поворотной частью. Наружное кольцо передним фланцем стыкуется с каналом воздухозаборника, задним – с корпусом первой ступени. Для крепления лопаток с регулируемой поворотной частью в наружном кольце выполнены пазы и отверстия. Снаружи к кольцу приварена обечайка, образующая полость, в которую подводится горячий воздух из-за 7 ступени КВД на обогрев лопаток и кока.
Лопатки, соединяющие наружное и внутреннее кольцо, являются основным силовым элементом ВНА. Через них передаются все нагрузки. Вместе с регулируемой поворотной частью, лопатка образует единый аэродинамический профиль. Толщина лопаток различная. На верхней и нижней части лопаток имеются полки и цапфы, с помощью которых они крепятся к наружному и внутреннему кольцу. К наружному кольцу лопатки крепятся с помощью гайки, наворачиваемой на верхнюю цапфу, к внутреннему – за счёт защемления нижней цапфы в составном внутреннем кольце.
Регулируемая поворотная часть лопатки (закрылок) также имеет цапфы, которые вращаются в подшипниках скольжения, смонтированных в наружном и внутреннем кольце. Для уменьшения перетекания воздуха через зазор между лопаткой и её поворотной частью установлена пластина, прижимаемая к носку закрылка волнообразной пружиной.
Кок состоит из двух обечаек, образующих полость для прохода горячего воздуха, который, обогревая кок, выходит в проточную часть двигателя. Кок крепится с помощью гайки, вворачиваемой в бобышку на крышке.
Корпуса первой, второй, третьей и четвёртой ступеней выполнены в виде кольцевых оболочек с фланцами. Взаимная центровка обеспечивается призонными болтами. На внутренней поверхности корпусов, в районе расположения рабочих колёс вентилятора, нанесено легкоприрабатываемое покрытие АНБ (алюминий, нитрид бора). На заднем фланце корпусов первой, второй и третьей ступеней для установки лопаток прорезана кольцевая проточка. Вторая такая же проточка прорезана в наплыве корпуса.
Направляющие аппараты первой, второй и третьей ступеней состоят из лопаток и внутренних полуколец. Лопатки направляющего аппарата выполнена с наружными и внутренними полками. Наружной полкой лопатка вставлена в кольцевые проточки, прорезанные в наплыве и заднем фланце. От окружных перемещений лопатки фиксируются сухариками, вставляемыми в прорези корпуса. Внутренние полки используются для установки внутренних полуколец, являющихся неподвижными частями лабиринтных уплотнений. Для уменьшения радиальных зазоров на внутренней поверхности полуколец нанесено легкоприрабатываемое покрытие АНБ. От окружных перемещений каждое полукольцо фиксируется зубом на внутренней полке лопатки.
Над рабочими лопатками четвёртой ступени установлено устройство щелевого перепуска, выполненное в виде кольца с окнами для перепуска воздуха.
Выходной направляющий аппарат КНД состоит из корпуса, наружного кольца, двух рядов лопаток и внутреннего кольца. Каждая лопатка имеет наружную и внутреннюю полки, с натягом установленные в окнах, профрезерованных в наружном и внутреннем кольцах. Фланцами на наружном и внутреннем кольцах НА соединён с переходным корпусом.