ТНД. Рабочая лопатка без бандажной полки и с цилиндрической проточной частью.

Конструкции роторов стационарных турбин

На Рис. 8.4.1.2_6 приведена конструкция ротора двухступенчатой ТВД стационарного двигателя GT10С (Siemens). Этот ротор отличается от роторов авиационных ТВД по всем рассмотренным выше конструктивным особенностям.

Диск 1 первой ступени и диск 2 второй ступени соединены между собой и с промежуточной вставкой 3 вала 4 компрессора длинными стяжными болтами 5 и закреплены в один пакет гайками 6. Ротор не имеет дефлекторов и промежуточного диска. Осевой зазор перед диском 1 уплотняется лабиринтами 7, отлитыми спереди на замке и ножке 1РЛ (8). Зазор между дисками уплотнен лабиринтами 9, отлитыми заодно с 1РЛ (8) и 2РЛ (10). Охлаждающий воздух на 1РЛ подается через аппарат закрутки 11 непосредственно в полость 12 под замком 1РЛ. Часть воздуха пропускается далее в полость 13 под замком 2РЛ. Охлаждение ступиц дисков осуществляется воздухом, поступающим внутрь ротора через отверстия 14 в проставке 3. Лопатки 15 2СА охлаждаются воздухом из-за компрессора, отбираемым из вторичной зоны 16

камеры сгорания. Как следует из схемы, ТВД охлаждается только воздухом из-за последней ступени компрессора. 1РЛ бесполочная с цилиндрической проточной частью, 2РЛ – с бандажной полкой.

Конструкция ТВД GT10С не рассчитана на работу с высокими температурами газа. Это следует из умеренного давления воздуха за аппаратом закрутки на 1РЛ, которое способно удержать лабиринтное уплотнение 7 (ограниченная эффективность которого следует из трудности минимизации радиального зазора, обеспечения его концентричности и неоптимальной конфигурации зубцов). Лабиринты 9, выполненные заодно с лопатками, могут надежно работать только при умеренной температуре газа. Полость под дисками не имеет надежной изоляции от проникновения газа из проточной части.

8.4.1.3 - Роторы ТНД и СТ

Роторы ТНД и СТ работают при более низких частотах вращения и температурах (см. раздел 8.4.1). В то же время реализуемые на ТНД и СТ степени расширения часто выше, чем на ТВД и увеличиваются с увеличением степени двухконтурно-

Все рабочие лопатки ТНД вследствие приемлемого уровня центробежных нагрузок и температуры газа имеют бандажные полки, что благоприятно как для аэродинамической эффективности, так и для демпфирования вибронапряжений.

Для минимизации утечек газа в радиальные зазоры проточной части над гребешками полок рабочих лопаток, а также под сопловыми лопатками установлены сотовые уплотнения 15. Для уменьшения утечек и вихреобразования в присоединенных полостях 16 нижние полки рабочих лопаток имеют удлинения 17 (так называемые «крылышки»).

Ротор ТНД PW6000 (см. Рис. 8.4.1.3_2)

Разработан фирмой MTU, которая имеет огромный опыт разработки авиационных ТНД. Конструкция этого ротора (см. Рис. 8.4.1.3_2) должна обеспечить надежную эксплуатацию в условиях жесткого короткого полетного цикла и частых взлетов/посадок. Максимальная частота вращения ротора ТНД 6400 об/мин.

Как и для ранее рассмотренной конструкции, диски 1 крепятся друг к другу посредством удлиненных фланцев 2 и болтовых соединений 3. Диск последней ступени выполнен с удлиненным фланцем 4 и с помощью шлицев 5 крепится к валу 6. Все болтовые соединения между дисками защищены от проточной части дефлекторами 7, которые одновременно обеспечивают подвод воздуха на охлаждение замковых соединений 8 через пазы во фланцевых соединениях 3.

Охлаждающий воздух в полость 9 ротора подается из-за промежуточной (4-ой) ступени КВД по полости между валом 10 ТВД и валом 6 ТНД. Полость за ротором ТВД и полость ротора ТНД не разделены уплотнением (в отличие от CF6-80C2). Поэтому давление в роторе (для закрытия зазора за ТВД) повышено и осевой зазор 11 уплотнен двумя ярусами лабиринтов.

На роторе предусмотрены места для установки балансировочных грузов 12.

За последним диском расположена так называемая «разгрузочная полость» 13 (в которую подается воздух относительно высокого давления из промежуточной ступени КВД), предназначенная для разгрузки ротора турбины от чрезмерной величины осевой силы.

Ротор силовой турбины промышленного двигателя ПС-90ГП-2

Этот двигатель предназначен для использования в агрегатах перекачки газа) имеет частоту вращения до 5300 об/мин (см. Рис. 8.4.1.3_3).

Стяжной болт 1 стягивает между собой диски 2, ступицы которых закреплены гайкой

Рисунок 8.4.1.3_2 – Ротор ТНД двигателя PW6000 (разработка компании MTU) 1 – диски; 2 – фланец диска;

3 – болтовое соединение; 4 – удлиненный фланец диска; 5 – шлицы; 6 – вал ТНД;

7 – дефлектор; 8 – замковое соединение; 9 – полость ротора ТНД; 10 – вал ТВД; 11 – осевой зазор; 12 – балансировочные грузы; 13 – разгрузочная полость

3. Крутящий момент передается между дисками с помощью шпилек 4 и с последнего диска на фланец 5 вала СТ – болтовым соединением 6. Обод каждого диска имеет фланцы 7 для крепления к ним лабиринтов 8 с помощью болтовых соединений 9. Лабиринты защищают полость 10 ротора от проточной части, уплотняют радиальный зазор под сопловыми аппаратами и фиксируют рабочие лопатки 11 от осевого перемещения.

Ротор охлаждается воздухом промежуточной ступени компрессора, который подается через заднюю опору 12 СТ в полость 13, которая является разгрузочной полостью. Часть воздуха через двойной лабиринт 14 утекает в проточную часть за тур-