2.4.3. Конструкция турбины низкого давления

ТНД предназначена для привода вентилятора и агрегатов. Турбина состоит из ротора и статора.

Ротор состоит из рабочих лопаток, закреплённых на диске, напорного диска, цапфы и вала.

Рабочая лопатка – литая, охлаждаемая с радиальным течением охлаждающего воздуха. Во внутренней полости размещено 11 рядов по 5 штук в каждом цилиндрических штырей – турбулизаторов, соединяющих спинку и корыто лопатки. Периферийная бандажная полка с гребешком лабиринтного уплотнения обеспечивает уменьшение радиального зазора, что ведёт к повышению КПД турбины и снижению уровня вибрационных напряжений в рабочих лопатках. Лопатка имеет замок типа “ёлочка”.

Диск турбины – штампованный, с последующей механической обработкой. В периферийной зоне для размещения лопаток выполнены пазы типа “ёлочка” и наклонные отверстия подвода охлаждающего воздуха. На полотне диска выполнены кольцевые буртики, на которых размещены втулки лабиринтного уплотнения и напорный диск – лабиринт. Фиксация этих деталей осуществляется штифтами. Напорный диск, имеющий лопатки, нужен для поджатия воздуха, поступающего на охлаждение лопаток турбины.

Цапфа – предназначена для опирания ротора низкого давления на роликовый подшипник и передачи крутящего момента от диска на вал. Для соединения диска с цапфой на ней в периферийной части выполнен вильчатый фланец, по которому осуществляется центрирование. Кроме того, центрирование и передача нагрузок идут по радиальным штифтам, удерживаемым от выпадения втулкой лабиринтного уплотнения. На периферийной цилиндрической части цапфы справа размещено торцевое контактное уплотнение, а слева – втулка межтурбинного радиально-торцевого контактного уплотнения.

Вал турбины низкого давления состоит из 3-х частей, соединённых друг с другом радиальными штифтами. Правая часть вала своими шлицами входит в ответные шлицы цапфы, получая от неё крутящий момент. Осевые силы с цапфы на вал передаются гайкой, навернутой на резьбовой хвостовик вала. В левой части вала выполнены шлицы, передающие крутящий момент на рессору и далее на ротор вентилятора. На внутренней поверхности левой части вала нарезана резьба, в которую ввёрнута гайка, законтрённая осевым штифтом.

Опора турбины состоит из корпуса опоры и корпуса подшипника. Корпус опоры представляет собой сварную конструкцию, состоящую из оболочек, соединённых стойками. Стойки и оболочки защищены от газового потока клёпаными экранами. На фланцах внутренней оболочки опоры закреплены конические диафрагмы, поддерживающие корпус подшипника. На этих фланцах слева закреплена втулка лабиринтного уплотнения, а справа – экран, защищающий опору от газового потока.

Статор состоит из наружного корпуса, блоков лопаток соплового аппарата, внутреннего корпуса.

Наружный корпус – сварная конструкция, состоящая из конической оболочки и фланцев, по которым корпус стыкуется с корпусом ТВД и корпусом опоры. Снаружи к корпусу приварен экран, образующий канал подвода охлаждающего воздуха. Внутри выполнены буртики, по которым центрируется сопловой аппарат.

Лопатки соплового аппарата с целью повышения жёсткости спаяны в 11 трёхлопаточных блоков. Каждая лопатка – литая, пустотелая, охлаждаемая. Перо, наружная и внутренняя полки образуют проточную часть. Наружные полки лопаток имеют буртики, которыми они центрируются по проточкам наружного корпуса. Осевая фиксация блоков сопловых лопаток осуществляется разрезным кольцом. Окружная фиксация лопаток осуществляется выступами корпуса, входящими в прорези, выполненные в наружных полках.

В рёбрах внутреннего корпуса выполнены проточки, в которые с радиальным зазором входят гребешки внутренних полок сопловых лопаток. Этот радиальный зазор обеспечивает свободу теплового расширения лопаток. Слева на внутреннем корпусе, на заклёпках, закреплено кольцо сотового лабиринтного уплотнения. Для увеличения жёсткости левой стенки внутреннего корпуса и направления потока охлаждающего воздуха к ней приварена оболочка.