5.6. Особенности эксплуатации турбины

Передача нагрузок. Инерционные силы с рабочих лопаток через замки типа «Елочка» передаются на диск и нагружают его. Неуравновешенные инерционные силы облопаченных дисков через призонные болты на роторе турбины высокого давления и через центрирующие буртики и радиальные штифты на роторе турбины низкого давления передаются на вал и цапфы, опирающиеся на подшипники. С подшипников эти радиальные нагрузки передаются на детали статора.

Осевые составляющие газовых сил, возникающих на рабочих лопатках турбины высокого давления, за счет трения по поверхностям контактов в замке и упором «зубом» лопатки в диск передаются на диск. На диске эти силы суммируются с осевыми же силами, возникающими из-за перепада давления на нем и через призонные болты передаются на вал. Призонные болты от этой силы работают на растяжение. Осевая сила ротора турбины суммируется с осевой силой ротора компрессора, а разница воспринимается опорно-упорными шариковым подшипником ротора компрессора, через который передается на статор.

Окружная составляющая газовых сил, возникающих на рабочих лопатках, создавая крутящий момент. С диска на вал роторам компрессора крутящий момент передается через призонные болты, работающие на смятие и срез. Крутящий момент турбины уравновешивается моментом сопротивления компрессора.

Осевая оставляющая газовых сил, возникающих на рабочих лопатках турбины низкого давления, через фиксирующее кольцо и за счет сил трения по замку передается на диск, где суммируется с осевой силой, возникающей на диске, и через радиальные штифты передается на цапфу. С цапфы осевая сила передается через гайку на правую часть вала, аналогично – на левую часть вала и далее на компрессор. Осевые силы роторов компрессора и турбины суммируются, а разность через шариковый опорно–упорный подшипник передается на статор.

Крутящийся момент с диска турбины низкого давления передается на цапфу через радиальные штифты, работающие на срез и смятие. С цапфы эвольвентными шлицами крутящий момент передается через вал на вентилятор, где уравновешивается моментом сопротивления.

Осевые составляющие газовых сил, соплового аппарата турбины высокого давления, через полки и цапфу передаются на наружный и внутренний бандажные кольца, которые болтами соединены с деталями статора. Окружные составляющие газовых сил воспринимаются этими же деталями.

Осевые составляющие газовых сил, возникающие на лопатках соплового аппарата турбины низкого давления через наружную полку, передаются на статор турбины. Окружная составляющая газовых сил передается через выступы статора, входящие в соответствующие вырезы, выполненные на наружных полках сопловых лопаток.

Разборка турбины. После отсоединения форсажной камеры и демонтажа наружного корпуса второго контура отворачиваются гайки болтов, соединяющих фланцы опоры турбины и корпуса турбины низкого давления. После чего опора турбины может быть демонтирована вместе с деталями управлений, роликами подшипников и насосом откачки масла. Это открывает доступ к гайке, соединяющий цапфу турбины низкого давления с ее валом. Вынув разрезное регулировочное и контровочное кольца (рис. 5.26.), можно отвернуть гайку и демонтировать ротор турбины низкого давления. При этом на цапфе турбины останутся детали уплотнений и внутреннее кольцо подшипника с роликами. После разъединения фланцев статоров турбины высокого и низкого давления можно демонтировать сопловой аппарат турбины низкого давления. После этого расконтриваются и отворачиваются гайки, навернутые на призонные болты, и демонстрируется диск турбины высокого давления. Это открывает подход к болтам, соединяющим фланцы внутреннего корпуса камеры сгорания и внутреннего корпуса соплового аппарата. Разъединив это соединение, можно демонтировать сопловой аппарат турбины высокого давления.

Для обеспечения монтажа деталей, имеющих посадку с нулевым зазором или натягом, допускается нагрев внутренних колец ролико-подшипников до 200˚C, а остальных охватывающих деталей – до 300˚С и охлаждение охватываемых деталей до -130˚C. Охлаждение наружных колец роликоподшипников допускается до -70˚C.

Осмотр рабочих лопаток турбины. Перед осмотром необходимо открыть люки самолета, подготовить к работе авиаскоп и снять заглушку узла привода ручной прокрутки РВД. Узел ручной прокрутки расположен на приводе реноратора постоянного тока, расположенного на выносной коробке агрегатов. Гнездо ручной прокрутки ротора низкого давления размещено в редукторе датчиков частоты вращения, закрепленных на корпусе компрессора. Авиаскоп, используемый для осмотра лопаток турбины, имеет диаметр смотровой трубки 8,5 мм.

Перед осмотром необходимо демонтировать заглушки на корпусе наружного контура (рис. 5.30.). Заглушки демонтируются специальным ключом (рис. 5.31.). При демонтаже стержень ключа вворачивают в резьбовое отверстие заглушки, а головку ключа вставляют в шестигранник, вращая который против часовой стрелки, выворачивая заглушку и извлекая ее из окна.

Далее необходимо демонтировать заглушки на корпусах турбин, для чего используется ключ (см. рис. 5.32.). Стержень ключа наворачивается на резьбовую часть заглушки, а трубкой охватывается огранённая гайка заглушки. Вращая трубку воротком, отворачивают гайку заглушки до ее упора в стержень ключа. Если гайка не отворачивается (срабатывает предельное устройство), то ключ необходимо вращать за шестигранник (см. сеч. А - А рис. 5.32). Далее, установив фиксатор в отверстие стержня, необходимо повернуть заглушку ключом на 90° против часовой стрелки и вынуть ее вместе с ключом из отверстия.

Рис. 5.30. Окна осмотра лопаток турбины

Рис. 5.31. Ключ заглушек наружного контура

Рис. 5.32. Ключ заглушек окон просмотра

Для осмотра лопаток турбины авиаскоп вводится через окна наружного контура и корпуса турбины. Поочередно просматривая лопатки, поворачивают роторы.

Осмотрев все лопатки, извлекают авиаскоп из окон, устанавливают в обратной последовательности заглушки. Важно обеспечить заворачивание гайки заглушки корпуса турбины вращения ключа воротком до срабатывания предельного устройства, сопровождаемого щелчком; проконтролировать совпадение направления осей риски «В» и выступа «Г» (см. вид А рис. 5.30); проконтролировать размер «ℓ» специальным мерителем (см. рис. 5.33).

Для контроля размера «ℓ» направляющая мерителя наворачивается на резьбовой хвостовик заглушки до упора. При правильном монтаже заглушки торец «А» трубы должен находиться между рисками наконечника мерителя (см. рис. 5.33).

Рис. 5.33. Меритель

Кроме авиаскопа для контроля лопаток турбины высокого давления может быть использован прибор вихретокового контроля. Лопатки турбины можно контролировать через 4-7 часов после включения двигателя из-за необходимости охлаждения двигателя. Место работы должно быть защищено от атмосферных осадков, и температура не должна быть ниже 0°С. Для осмотра лопаток используется комплект приспособлений «Поиск-1» и прибор вихретокового контроля ВДП-20 или ВДУ-20.

Рис. 5.34. Узел турбины