КП КНД ПС-90А. 2. Призначення та основні параметри компресорів. Висувні вимоги

Сьогодні у світі лише близько двох десятків великих наукових центрів різних країн та ряд провідних двигунобудівних фірм створюють такі науково - технічні заділи за новими ключовими технологіями, вузлами та демонстраційними двигунами. Саме це забезпечує скорочення термінів та вартості етапів розробки, сертифікації та запуску в серійне виробництво – у 3-4 рази, кількість досвідчених двигунів скорочується до 8-12.

Також перспективою розвитку авіадвигуна є спроба створення сімейства двигунів нового покоління тягою 9-18 тонн, яке покликане стати «стрижнем» консолідації вкрай обмежених галузевих науково-конструкторських ресурсів. Вихідними результатами проекту мають стати реалізовані на єдиній технологічній основі авіадвигуни для перспективних літаків цивільної авіації сімейства МС-21, ближнього широкофюзеляжного - середньомагістрального літака, а також для російсько-індійського літака МТА. При цьому синхронізоване здійснення проектів створення літака МС-21 та сімейства авіадвигунів тягою 9-18 тонн є головним фактором входження російської авіаційної промисловості у повномасштабну конкурентну боротьбу за світовий ринок авіатехніки нового покоління.

Розвиток авіадвигуна має велике значення для розвитку аерокосмічної галузі в цілому. Авіаційна та космічна галузі були і багато в чому залишаться важливим національним надбанням, що постачає високі технології.

Для забезпечення розвитку галузі авіадвигунебудування необхідно мати професійно підготовлений, надійний, лояльний та позитивно мотивований персонал. Для подальшого розвитку галузі необхідна пильна увага та допомога з боку держави. При розумному керівництві та вірної маркетингової політики дана галузь має всі можливості для подальшого розвитку.

Компресор є одним із основних елементів авіадвигуна. Він призначений насамперед для підвищення тиску повітря (робочого тіла) в потоці та подачі його в камеру згоряння. Тому основними параметрами компресора є:

* ступінь підвищення тиску;

* секундний витрата повітря;

* Коефіцієнт корисної дії (ККД).

До компресорів авіадвигунів пред'являються такі вимоги:

* Можливо менші розміри та маса;

* високі значення ККД та оптимальне перебіг характеристик у

* надійність та живучість конструкції;

* низька вартість створення, виробництва конструкції компресора та

можливість її модернізації;

* Висока експлуатаційна технологічність і контролепридатність.

У двигунах сучасної авіації найбільше застосування отримали осьові компресори, до основних переваг яких можна віднести:

* Можливість створення багатоступеневої конструкції, т.к. ступінь підвищення тиску в одному ступені не перевищує 1,4 - 1,5 (у вентиляторів 1,6 - 1,8).

* Високу продуктивність порівняно з відцентровими компресорами.

Ці переваги є результатом досягнення більш високих вхідних швидкостей потоку та вибору нижчих значень втулкового відношення на вході.

Осьовий компресор сучасного авіадвигуна - багатоступінчаста лопаткова машина.Щаплю компресора називається сукупність лопаток робочого колеса (РК) і розташованих за ним нерухомих лопаток напрямного апарату (НА). На деяких типах компресорів перед першим щаблем встановлюється вхідний напрямний апарат (ВНА) для створення попереднього закрутки потоку. Міжлопаткові канали робочого колеса і направляючого апарату є такими, що розширюються (дифузорними). При русі дозвукового потоку каналах такого типу статичний тиск у яких зростає.

Вітчизняний та зарубіжний досвід створення авіадвигунів свідчить про те, що за умови забезпечення стійкої роботи компресора у всьому діапазоні експлуатаційних режимів стає неможливим без використання спеціальних методів його регулювання, до яких слід віднести:

- Використання поворотних напрямних апаратів;

- Використання перепуску повітря через середні ступені;

- Використання багатовальної схеми компресора.

У двигуні ПС-90А усі ці методи знайшли своє застосування. Кінцевим результатом їх використання є забезпечення оптимальних кутів атаки потоку при обтіці перших та останніх ступенів компресора.

Компресор двигуна ПС-90А - осьовий, двовальний, лівого обертання, складається з вузла компресора низького тиску (КНД), розділового корпусу та компресора високого тиску (КВД).

Конструкція роторів КНД та КВД дискобарабанного типу. Даний тип ротора поєднує в собі високу згинальну жорсткість з можливістю отримання великих окружних швидкостей, а з'єднання дисків на великому діаметрі суттєво спрощує центрування і забезпечує необхідну віброміцність.

Вузол КНД включає наступні модулі: перехідник, обтічник, корпус вентилятора, робоче колесо, спрямовуючий апарат вентилятора, вхідний напрямний апарат (ВНА) підпірних ступенів, ротор підпірних ступенів. Модулі можуть бути замінені без повного розбирання двигуна.

Ротор однопорних сходів складається з робочого колеса вентилятора і ротора двох підпірних сходів. Конструкція КНД двоопорна.

Задня опора розташована в розділовому корпусі, включає в себе роликопідшипник.

Зниження рівня шуму вентилятора забезпечується як збільшеними осьовими зазорами між лопатками робочого колеса і апарату, що спрямовує, так і акустичною обробкою каналу зовнішнього контуру.

Так, за робочим колесом вентилятора в зовнішній оболонці встановлені звукопоглинаючі конструкції (ЗПК) у вигляді дев'яти секторних панелей зі склопластику, а за апаратом вентилятора, що спрямовує, у внутрішній оболонці встановлений титановий кожух ЗПК стільникової конструкції.

Експлуатаційна технологічність забезпечується як модульністю конструкції вузла КНД, і рядом заходів для забезпечення оперативного контролю стану елементів проточної частини (за допомогою оптичного ендоскопа, наприклад).

Огляд робочих лопаток першого підпірного ступеня з боку вхідних кромок здійснюється через люк на корпусі вентилятора СА, другого підпірного ступеня з боку вихідних кромок - через люк в розділовому корпусі.
3.1.
У
Рис.Вузол компресора низького тиску

2 – корпус вентилятора;

3 – робоче колесо вентилятора;

4, 8 – акустичні панелі;

5 - апарат вентилятора, що спрямовує;

7 – розділовий корпус;

9 – корпус внутрішній;

11 - обігрівач, що обігрівається;
хідний пристрій дозвукового типу (рис.1) призначений для підведення повітря до компресора і перетворення з мінімальними втратами кінетичної енергії потоку потенційну енергію тиску. Основним елементом вхідного пристрою є літаковий повітрозабірник, що кріпиться через перехідник до двигуна. Обтічник, що обертається, утворює внутрішню поверхню вхідного пристрою. Обтічник має спеціальне профільування, що забезпечує беззривний вхід потоку в міжлопаткові канали вентилятора і запобігає потраплянню сторонніх предметів у внутрішній контур двигуна, відбиваючи їх у зовнішній контур. Конструкція обтічника зварена, виготовляється із титанового сплаву ОТ4. Оскільки обтічник, що обертається, він піддається ретельному балансуванню і центрується щодо робочого колеса вентилятора по циліндричному пояску на передньому кільці.

Кріплення обтічника дозволяє здійснювати його швидкий демонтаж. Обтічник кріпиться до диска робочого колеса гвинтом через фланець. Для зручності монтажу гвинти мають подовжену головку. При гвинті гвинта спеціальним ключем головка гвинта входить в отвір кільця. Для запобігання випаданню гайки, що самоконтрятся, приклепані до фланця обтічника з внутрішньої сторони.

З метою захисту шкарпетки обтічника від зледеніння проводиться його обігрів гарячим повітрям від системи протиобмерзання (ПОС) повітрозабірника.Відбір повітря для ПІС здійснюється через XIII ступені КВД при частоті обертання ротора ВД менше 10000 об/хв або через шостий щаблі КВД при частоті обертання більше 10000об/хв.

Гаряче повітря по системі трубопроводів підводиться до передньої опори вентилятора і далі каналами в нерухомій опорі і фланці лабіринту підводиться в лабіринтну порожнину, обмежену нерухомою опорою і валом вентилятора, що обертається. З лабіринтної порожнини через отвори валу і порожнини повітря надходить у центральну трубку (обертається разом з валом і обтічником), звідки надходить у порожнину між подвійними стінками обтічника, запобігаючи утворенню льоду на його зовнішній поверхні.

Через отвори зовнішньої стінки обтічника повітря виводиться в потік, що набігає.

Вентилятор двигуна трансзвуковий, тобто. відносна швидкість повітря по висоті лопаток змінюється від дозвукового до надзвукового.

Привід вентилятора здійснюється турбіною низького тиску (ТНД).

Корпус вентиляторозварної конструкції виготовлений з титанового сплаву ВТ6. Він є кільцем з привареними переднім і заднім фланцями. Обидва фланці мають отвори під болти кріплення (по 150 болтів М6 на кожен фланець). До переднього фланця корпусу вентилятора кріпиться перехідник двигуна. До заднього фланця корпусу вентилятора кріпиться корпус спрямовуючого апарату вентилятора. Центрування фланців корпусу вентилятора забезпечується циліндричними поясками.

З метою забезпечення непробивності при обриві робочої лопатки корпус вентилятора, що виконує функції утримуючого кільця, посилений по зовнішній поверхні намотуванням з органопластику 6НТ — дуже в'язкого, ударопоглинаючого матеріалу, який є шаруватим пластиком, що отримується методом «сухої» намотування стрічок препрега на основі тканини СВ сполучного компонента ЕДТ-10П з наступним гарячим затвердінням пакета.

Для зменшення перетікання повітря, зниження гідравлічних втрат та підвищення ККД ступеня вентилятора його конструкція передбачає мінімально можливу величину радіального зазору між торцями робочих лопаток та внутрішньою поверхнею корпусу вентилятора. З цією метою на внутрішній поверхні над робочими лопатками вентилятора нанесено м'яке покриття, що легко стирається, УПК-153 на основі епоксидної смоли з тальком товщиною 1,5 мм.

Для зниження рівня шуму у зовнішній оболонці за робочим колесом вентилятора встановлені дев'ять секцій акустичних панелей звукопоглинаючої конструкції (ЗПК) зі склопластику. На двигунах випуску до 1993р. встановлені ЗПК із титану.

У внутрішній оболонці за спрямовуючим апаратом вентилятора встановлений кожух ЗПК стільникової конструкції з титану.

Робоче колесо вентилятора має зовнішній діаметр Dдо = 1,9 м, відносний діаметр втулки d = Dвт /Dдо = 0,38. Подовження лопатки на вході h1 = h1 / bср = 2,25. Модуль робочого колеса складається з 33 робочих лопаток, встановлених в диску, лабіринту, фланця, кільця, що кріпляться до диска за допомогою болтового з'єднання.

Диск та робочі лопатки колеса, як одні з найбільш навантажених деталей двигуна, виготовлені з міцного титанового сплаву ВТ8М.Диск має потовщений обід, у якому методом протяжки виконані двозубі пази ялинкового типу для кріплення лопаток. У передній частині диска у маточини виконаний фланець з отворами для кріплення робочого колеса спільно з фланцем ротора приводу підпірних сходів до валу вентилятора. Робоча лопатка вентилятора має масу 5,91 кг.

Для забезпечення міцності з'єднання вибрано кріплення її в пазу диска за допомогою двозубого хвостовика ялинкового типу.

П
Мал. 2. З'єднання робочих лопаток із дисками КНД

1 – робочі лопатки вентилятора;

3 – робочі лопатки підпірних щаблів;

4 – диск підпірного ступеня
у порівнянні з іншими типами кріплень таке кріплення має підвищену несучу здатність і дозволяє розмістити на диску більше лопаток, а також забезпечує оптимальні розміри хвостовика лопатки та міжпазових виступів диска при порівняно невисоких контактних напругах. Посадка лопатки в паз диска здійснюється із зазором 0,214 мм за неробочими поверхнями. Туга посадка лопаток при складанні колеса вентилятора пояснюється натягом 0,11 - 0,17 мм між торцями антивібраційних полиць. Для захисту від наклепу, зносу при роботі та задирок при складанні хвостовики робочих лопаток вентилятора покриваються сріблом товщиною 3 - 5 мкм.

Для підвищення жорсткості лопаток робочого колеса вентилятора та демпфування їх коливань на профільній частині лопаток виконані антивібраційні полиці, розташовані на 66% висоти пера. Вони мають кут контакту 35 0 і зміщені до вихідної кромки лопатки. Товщина полиць біля торця дорівнює 9,5 мм, при переході до перу лопатки полиці з верхньої сторони виконані з деяким потовщенням.Для підвищення зносостійкості антивібраційних полиць у зоні контакту на торці наноситься твердосплавне покриття на основі вольфраму карбіду.

Комлеві полиці лопаток утворюють плавну поверхню проточної частини. Лабіринт вентиляторас переднім кільцем вхідного направляючого апарату утворює повітряне ущільнення, яке перешкоджає перетіканню повітря через ВНА. Також лабіринт утримує робочі лопатки від переміщення назад. Кільце фіксує робочі лопатки вентилятора від руху вперед.

Поєднання конфігурації антивібраційної полиці, профілю пера в перерізі полиці та кута протягування паза в диску (16 0 щодо поздовжньої осі двигуна) не дозволяють проводити заміну окремих лопаток у колесі без його розбирання.

При заміні лопатки необхідно відвернути 11 гвинтовкріплення обтічника, зняти обтічник, фланець та кільце, після чого відкривається доступ до робочих лопаток для проведення демонтажних робіт. Для того щоб замінити одну робочу лопатку, необхідно зняти робоче колесо вентилятора з двигуна і випресувати (за допомогою молотка і вибивання) з пазів диска всі 33 лопатки, підібрати по статичному моменту і напрацювання лопатку для заміни і знову запресувати всі лопатки в пази диска.

За робочим колесом вентилятора потік повітря ділиться на два: потік зовнішнього контуру та потік внутрішнього контуру. Потік зовнішнього контуру надходить у канали спрямовуючого апарату (СА) вентилятора, у яких відновлює свій напрямок до осьового. При цьому статичний тиск потоку підвищується за рахунок перетворення його кінетичної енергії на потенційну (канал між лопатками СА дифузорний).

Похило положення лопаток СА дозволяє зменшити нормальну складову швидкості до передньої кромки лопатки. Завдяки цьому зменшуються хвильові втрати та підвищується ККД вентилятора. Збільшений осьовий зазор між лопатками СА та робочими лопатками вентилятора дозволяє знизити рівень шуму та підвищити експлуатаційну технологічність двигуна за рахунок розміщення оглядового вікна.

Лопатки апарату, що спрямовує, виконані методом холодного вальцювання з титанового сплаву ОТ4. Внутрішня та зовнішня полиці лопаток приклепані до її перу. Вони утворюють проточну частину зовнішнього контуру. Зовнішні полиці лопаток СА кріпляться гвинтами до корпусу СА, а внутрішні до кожуху за допомогою болтів. Кожухс ЗПК утворює проточну частину зовнішнього контуру.
3.3. Підпірні щаблі
Як уже зазначалося, напірність вентилятора в кореневій частині лопаток значно нижча за середню за висотою лопаток. Підпірні щаблі (ПС) призначені збільшення ступеня підвищення тиску повітря в КНД. Ступінь підвищення тиску повітря в КНД становить близько 2,5, температура за підпірними сходами близько 100 0 С. Стійка робота підпірних ступенів на нерозрахункових режимах забезпечується шляхом перепуску повітря через спрямовуючий апарат за допомогою заслінок перепуску, розташованих у розділовому корпусі.

У
Мал. 3. Підпірні щаблі КНД

1 – ВНА підпірних щаблів;

3 – РК I підпірної щаблі;

4 – корпус I підпірної щаблі;

5 - НА I підпірної щаблі;

6 – РК II підпірної щаблі;

7 – корпус II підпірної щаблі;

8 - корпус СА підпірних щаблів;

9 – штуцер; 10 – гайка; 11, 22 - заглушка;

12, 23 – пружина; 13 - кільце СА внутрішнє;

14 - лопатка СА підпірних щаблів;

15 - диск II підпірної щаблі;

16, 17, 20 - фланець лабіринту;

18 – болт; 19 - диск I підпірної щаблі;

21 - корпус оглядового лючка;

24 - кільце внутрішнє ВНА
зел підпірних щаблів складається з ротора, вхідного направляючого апарату (ВНА) підпірних щаблів, корпусів першого та другого підпірних щаблів з напрямними апаратами. Ротор підпірних сходів та робоче колесо вентилятора утворюють єдиний ротор КНД.

Диски робочих коліс обох ступенів кріпляться до фланця диска приводу ПС за допомогою сорока призонних болтів. Центрування цих деталей провадиться по циліндричних поверхнях. Передній фланець диска приводу ПС разом із робочим колесом вентилятора кріпиться до валу двадцятьма чотирма призонними болтами. З'єднання робочих лопаток обох щаблів з дисками виконано замком типу «ластівчин хвіст». Від поздовжніх переміщень лопатки першого ступеня утримуються пластинчастим замком. Хрестоподібний пластинчастий замок вкладається в хрестоподібну виїмку, вифрезеровану в підошві хвостовика лопатки, а його виступи загинаються вниз на торцях диска з двох боків. Лопатки другого ступеня фіксуються штифтами.

Обід робочого колеса першого ступеня має у передній і задній частині кільцеві виступи з гребінцями лабіринтного ущільнення. Диски підпірних щаблів та вал приводу ПС виконані з титанового сплаву ВТ8, робочі лопатки – зі сплаву ВТ8М, а вал вентилятора – зі сталі ЕП517.

Вхідний напрямний апарат (ВНА) складається з 77 лопаток, внутрішнього кільця і ​​роздільного носка. Лопатки ВНА виготовлені із титанового сплаву ВТ8М.

Вони вставлені в шкарпетку і закріплені в ньому болтами. Внутрішнє кільце ВНА за допомогою заклепок з'єднується з переднім кільцем, що утворює проточну частину.Циліндрична поверхня кільця разом із передніми гребінцями диска утворює лабіринтне ущільнення. У цьому ущільненні циліндрична поверхня має покриття, що спрацьовується з метою зменшення радіального зазору. У зібраному вигляді ВНА кріпиться гвинтами до корпусу першого підпірного ступеня.

Корпус першої підпірної сходинки напрямним апаратом складається із зовнішнього корпусу, кільця з напрямними лопатками і двох фланців лабіринтів.

Корпус виготовлений з титанового сплаву ВТ6, на його внутрішній поверхні є покриття, що спрацьовується.

Лопатки виготовлені із титанового сплаву ВТ8М. З'єднання із зовнішнім кільцем виконано за допомогою замку типу «ластівчин хвіст». Внутрішні полиці лопаток утворюють проточну частину. До буртиків внутрішніх полиць приклепані фланції лабіринтів із покриттям, що спрацьовується на циліндричній поверхні.

До заднього фланця корпус з допомогою болтів кріпиться фланець корпусу другого підпірної щаблі. Корпус другий ПС і спрямовуючий апарат утворюють проточну частину за ротором підпірних щаблів.

Корпус другого ступеня виконаний із титанового сплаву ВТ6. У спрямовуючому апараті напрямок потоку повітря відновлюється до осьового. Спрямовуючий апарат складається з лопаток зовнішнього і внутрішнього кілець. Лопатки СА мають зовнішні та внутрішні полиці та виготовлені з титанового сплаву ВТ8М. Похило положення поздовжньої осі лопаток СА відповідає профілю каналу проточної частини. Внутрішні полиці лопаток СА приклепані до кільця. Зовнішні полиці лопаток з'єднуються з фланцями корпусів за допомогою болтів, а задні кромки полиць входять у проточку зовнішнього корпусу.
3.4. Опори ротора вентилятора та підпірних ступенів
Передня опора вентилятора є консольною.Вона виконана з титанового сплаву ВТ6 та своїм заднім фланцем кріпиться до розділового корпусу.

Усередині порожнини опори розташовані: вал вентилятора, шарикопідшипник, деталі лабіринтного ущільнення, трубка підведення повітря на обігрів обтічника, трубка та колектор підведення повітря на наддув лабіринтних ущільнень, трубопровід підведення олії до шарикопідшипника з двома жиклерами. На цапфу вентилятора посаджено втулку, яка своїми внутрішніми шліцами з'єднується зі шліцами на буртику валу. На втулці розташовані внутрішня обойма шарикопідшипника, регулювальне кільце, два лабіринти. Всі ці деталі стягнуті гайкою-індуктором і зафіксовані чашковим замком. Гайка є одночасно індуктором для трьох датчиків ДЧВ-2500 частоти обертання вентилятора ротора. За рахунок зміни товщини регулювальне кільце дозволяє регулювати осьовий і радіальний зазори між робочими лопатками і корпусом вентилятора.

Н
Мал. 4. Опора вентилятора з валом

1 – вал вентилятора; 1 – трубопровід із жиклерами;

2 – болт; 2 – труба підведення повітря на обігрів;

3 – опора шарикопідшипника; 3 – опора шарикопідшипника;

4 – склянка з датчиком ДЧВ-2500; 4 – вал вентилятора;

5 – фланець лабіринту; 5 – трубопровід підведення олії;

6 – колектор повітряний;

7 – датчик частоти обертання ДЧВ-2500;

8 – труба підведення повітря на наддув

Збройне кільце підшипника поміщене в обоймеї притиснуте фланцем, який кріпиться до опори разом з фланцем обойми та кільцем за допомогою гвинтів. Змінюючи товщину кільця, можна регулювати зусилля притискання зовнішнього кільця підшипника до обоймеї таким чином забезпечувати можливість прокручування в корпусі при роботі двигуна. Це зменшує зношування бігових доріжок підшипника.

У передній опорі ротор вентилятора зафіксовано поздовжніх переміщень. Шарикопідшипник сприймає осьові зусилля, які являють собою різницю осьових зусиль, що діють на ротор вентилятора з підпірними сходами і на ротор турбіни низького тиску, а також радіальні зусилля, що є реакцією дії інерційних сил і гіроскопічного моменту ротора при польоті по криволіній.

Подача олії до внутрішнього кільця підшипника здійснюється форсункою через внутрішню порожнину гайки-індуктора. Злив олії та суфлювання порожнини передньої опори відбувається через отвори в розділовому корпусі.

Задня опора вентилятора розташована у корпусі центрального приводу.

До
Мал. 5. Задня опора КНД

1 – вал вентилятора; 2 - ресора зовнішня УДВ; 3 – обойма УДВ; 4, 8 - кільця маслоущільнювальні; 5 – корпус центрального приводу; 6 – жиклер масляний;

7 – провідна шестерня центрального приводу; 9 – вал КВС; 10 – втулка; 11 – гайка;

12 - кільце регулювальне; 13, 14 - сферична шайба; 15 - болт сполучний; 16 - контровочна втулка; 17 – втулка; 18 – штифт; 19 – кришка; 20 - кільце регулювальне; 21 - кільце стопорне; 22 – замок контровочний; 23 – гайка;

24 - роликопідшипник; 25 - внутрішня обойма роликопідшипника; 26 – втулка;

27 - внутрішня ресора УДВ; А, Б - канали підведення олії
орпус задньої опори має два циліндричні пояски, якими він центрується в передній та задній стінках розділового корпусу, а своїм переднім фланцем він кріпиться до корпусу гвинтами. На задній цапфі валу вентилятора розташовані втулка, роликовий підшипник, гайка кріплення внутрішнього кільця підшипника та лабіринтна втулка.Осьове положення ротора ТНД щодо статора регулюється зміною товщини заднього регулювального кільця, яке є упором для валу ротора ТНД. Гайка фіксується пластинчастим замком.

Задня опора пружно-демпферного типу. Застосування пружно-демпферних опор (УДВ) викликане прагненням знизити критичну частоту обертання ротора нижче оборотів малого газу. Крім цього УДВ працюють як демпфери коливань ротора вентилятора, внаслідок чого коефіцієнт віброперевантаження двигуна знижується.

Конструкція УДВ складається з обойми, зовнішнього та внутрішнього пружних елементів (ресор), ущільнювальних кілець, роликопідшипника, гайки кріплення підшипника.

Зовнішнє кільце підшипника затискається у внутрішній ресорі гайкою, яка контриться пластинчастим замком. Зовнішня і внутрішня ресори з'єднані між собою гвинтами, а зовнішня рессоравместі з обоймою кріпиться фланцем до корпусу опори.

Зовнішня та внутрішня ресори виконані з легованої сталі 13Х14НВФРА. Поверхня цементується.

Передні циліндричні ділянки з вифрезерованими у них вікнами (так звані біличі колеса) є пружними елементами ресор. Між внутрішньою ресорою і склянкою за допомогою маслоущільнювальних кілець утворена порожнина, заповнена олією. Маслоущільнювальні кільця розрізні, це дозволяє встановити їх у канавки внутрішньої ресори. Утворений таким чином масляний прошарок є демпфуючим, а сама порожнина називається демпферною.

При появі вібрацій у демпферній порожнині виникає так званий насосний ефект: масло виштовхується з порожнини, то засмоктується в неї. Робота демпфування зменшує амплітуду коливань. Товщина масляного прошарку становить 0,1 - 0,165 мм.

Тому УДВ є також обмежувачем прогинів валу при коливаннях. Масло на мастило підшипника надходить каналами в розділовому корпусі, корпусі опори і через жиклер форсунки впорскується на бігову доріжку. З цього ж каналу через отвори в обоймемасло надходить у демпферну порожнину УДВ.
3.5. Вал вентилятора. З'єднання валів вентилятора та ТНД
Крутний момент від турбіни низького тиску передається на вал вентилятора через шліцеве з'єднання евольвентного типу.

У
Мал. 6. Вал вентилятора

1 – вал вентилятора; 2 – лабіринт;

4 – роликопідшипник; 5 – втулка; 6 – гайка;

7 – кільце завзяте; 8 – гайка; 9 – замок;

10 - кільце регулювальне;

11 – великий лабіринт
алТНД внутрішніми шліцами на передній частині з'єднаний з валом вентилятора і в осьовому напрямку фіксується сполучним болтом, гайкою і сферичним кільцем. З'єднувальний болт повертається до гайки. Гайкаот відвертання фіксується шліцевою втулкою, яка контриться пружинним кільцем. Гайка через сферичне кільце упирається у виступ валу.

Необхідне осьове положення ротора ТНД щодо статора забезпечується підбором регулювального кільця. Для усунення теплового розпору між торцем валу ТНД та пакетом деталей на валу вентилятора передбачений гарантований зазор, який забезпечується відвертанням сполучного болта на певний кут.

Головка сполучного болта через два сферичні кільця спирається на виступ валу вентилятора. Завдяки можливості самовстановлення сферичні кільця виключають можливість вигину сполучного болта та забезпечують його роботу лише на розтяг.Сполучний болт утримується від відвертання шліцевою втулкою, яка своїми задніми зовнішніми головками сполучного болта, а передніми зовнішніми шліцами - з внутрішніми шліцями втулки. Втулка фіксована щодо валу вентилятора циліндричними штифтами. У втулці встановлена ​​кришка, яка утримується в ній за допомогою регулювального кільця і ​​пружинного розрізного кільця.

Для роз'єднання валів вентилятора і ТНД необхідно зняти пружинне кільце, кільце регулювальне, кришку, втулку, а потім вивернути з'єднувальний болт. Складання здійснюється у зворотному порядку.

Значний відсоток відмов двигуна пов'язаний із руйнуваннями лопаток компресора, основними причинами яких є:

* Високий рівень динамічних напруг;

* Ерозійне знос поверхні лопаток;

* пошкодження матеріалу лопаток від попадання сторонніх предметів у

повітряний тракт двигуна під час його роботи;

* корозійні пошкодження поверхні лопаток;

* неякісне виготовлення лопаток (наявність кувальних) тріщин,

дефектів матеріалу, відхилення розмірів від креслення, високі

залишкові напруги та ін.

Руйнування лопаток компресора призводить, як правило, до помпажу та підвищення рівня вібрації двигуна. У ряді випадків руйнування залишаються непоміченими в експлуатації і двигун благополучно відпрацьовує залишок ресурсу до ремонту.

Розвиток втомних тріщин, як правило, починається з вихідних кромок і рідше з вхідних, у ряді випадків зародження тріщин відбувається зі спинки або корита, але тільки в комлевій частині лопатки безпосередньо біля замку.

Значні ушкодження лопаток спостерігаються при ерозійному зносі.

Іншим фактором, що сприяє руйнуванню лопаток, є корозія.Корозії піддаються сталеві лопатки внаслідок руйнувань антикорозійних покриттів через абразивну дію твердих частинок, що потрапляють із повітрям у газоповітряний тракт двигуна.

* основними причинами руйнування є низька якість поковки та механічної обробки, вміст у матеріалі диска неприпустимих включень, корозія поверхні матеріалу диска, відхилення від вимог ТУ при складанні, недосконалість контролю стану диска після його виготовлення та ряд інших конструктивних та експлуатаційних факторів, що знижують втомну міцність матеріалу диска.

* Складний профіль диска, отвори в полотні, металургійні дефекти, що створюють зони підвищення напруженості, є можливими осередками виникнення втомних тріщин.

Сприяючими факторами виникнення та розвитку втомних тріщин на дисках компресора в зоні отворів біля маточини, і полотна є розтягуючі залишкові напруги, ризики від токарної обробки, забруднення металу неметалевими включеннями.

Перегрів центральної найбільш напруженої частини диска призводить до підвищеної витяжки. Витяжка - диска може бути обумовлена ​​дією: високого рівня статичних напруг від відцентрових сил і зниженими механічними властивостями матеріалу. Статичні руйнування дисків при малому доробку можливі за наявності в матеріалі диска шлакових добавок.

При руйнуванні дисків чи деформації завжди має місце пластична деформація матеріалів, розподілена за обсягом залежно від відцентрових і термічних навантажень, що діють на диск.

5.Техніка безпеки під час виконання робіт з технічного обслуговування

Заходи безпеки під час технічного обслуговування.До роботи на літаку допускаються особи, які вивчили правила з техніки безпеки та перевірили їх засвоєння з оформленням відповідної документації.

При виконанні всіх видів робіт на літаку необхідно суворо дотримуватись правил техніки безпеки, викладених у Посібниках з технічної експлуатації літака, двигунів, авіаційного та радіоелектронного обладнання, системи стандартів безпеки праці в цивільній авіації та в цьому Регламенті.

Перед початком робіт на літаку необхідно вжити всіх запобіжних заходів, що виключають розряд статичної електрики через людей, мимовільне включення електричних агрегатів, пожежу на літаку та травмування людей.

Наземні джерела електроенергії можна підключати до мережі літака лише з дозволу спеціаліста, який очолює бригаду технічного обслуговування цього літака.

Під час виконання робіт на літаку забороняється:

* застосовувати несправні підйомні засоби, драбини та інше обладнання підняття несправним обладнанням може призвести до того, що в процесі використання троси підйомного обладнання можуть не витримати навантаження і обірватися і важко поранити або призвести до смерті потерпілого, який знаходився поряд з обладнанням.

* без застосування страхувальних поясів працювати на високорозташованих частинах літака та слизькій або покритій льодом поверхні літака. Це може призвести до того, що працівник у процесі роботи не зможе утримати рівноваги під впливом погодних умов вітер, дощ, сонячний удар, тощо, що призведе до падіння з великої висоти, що може призвести до смерті працівника.

* Піднімати літак на гідропідйомниках, виконувати такелажні роботи при вітрі (поривах вітру) понад 10 м/с.

При вивішуванні ВС на гідропідйомниках при великій швидкості вітру створюється на крилі підйомна сила яка може зрушити ВС з гідропідйомниками і впасти на поверхню стоянки при цьому зачепивши працівників, що виконують цю роботу, якщо двигуни розташовуються під крилом, це може сприяти пошкодженню силової установки.

* при підйомі (опусканні) літака на гідропідйомниках перебувати під літаком (крім фахівців, які виробляють підйом або опускання), у кабіні екіпажу, пасажирському салоні та на поверхні літака. У разі порушення даних вимог знаходиться в момент підйому в ВС це може призвести до порушення балансу та змішування центру тяжіння на задню частину фюзеляжу та спричинить зовнішні пошкодження ВС.

* працювати на драбинах при вітрі більше 1,5 м/с, працівник може втратити рівновагу і впасти на поверхню стоянки, що може призвести до тяжких травм.

* перебувати під вантажами, піднятими підйомними механізмами, застосовувати інструмент не за призначенням, Це може призвести до того, що вантаж може бути недостатньо закріплений і в процесі підйому випасти за межі витягу на працівника, що спричинить важкі травми або смерть.

* використовувати при промивних роботах з гасом, бензином, нефрасом, вовняні та синтетичні текстильні матеріали, що сприяють накопиченню статичної електрики та створюють загрозу виникнення пожежі в процесі роботи з легкозаймистими рідинами.Видалення матеріалами, що накопичують статичну електрику внаслідок пробіг іскри від матеріалу до корпусу, може спричинити займання рідини і в подальшому пожежу на ПС і пошкодження працівника важкими опіками і навіть летальний кінець.

* при працюючих двигунах знаходитися попереду повітрозабірника ближче 6м і в зонах поширення газів, що виходять. Це може призвести до того, що повітря, що всмоктується повітрозабірником може засмоктати працівника в двигун, що спричинить тяжкі наслідки смерть працівника і займання сонця.

* під час роботи на випромінювання МНРЛС перебувати попереду літака ближче, ніж 4 м.

* для видалення снігу, льоду, інею з поверхні літака застосовувати теплові машини, скребки та тверді предмети (гумові, дерев'яні та ін.). Це може призвести до пошкодження ЛКП з ділянки видалення льоду, інею тощо.

* застосовувати для підсвічування відкритий вогонь, негерметичні освітлювальні лампи, лампи без запобіжних сіток (обтічників) і дають іскру під час їх включення. Це може спричинити займання залишкових пар горючих рідин або речовин.

* залишати неізольованими вільні кінці проводів, пошкоджений провід може призвести до короткого замикання, якщо це сталося в зоні паливних баків і якщо на цьому ПС несправна система нейтрального газу, то це може призвести до займання парів палива, що призведе до детонації баків.

* залишати відкритими електрощитки розподільних пристроїв та клемні панелі апаратури, що перебуває під напругою. Залишати інструменти під напругою без спеціальної таблички заборонено, оскільки інший працівник не буде сповіщений про те, що на даному інструменті є напруга, що може спричинити поразку струмом працівників у плоть до смертельного результату.

* змащувати кисневі вентилі будь-яким мастилом і проводити роботи з кисневим обладнанням руками та інструментом, забрудненими олією та жировими речовинами. При контакті стиснутого кисню з олією може спричинити вибух кисневого балона.

* демонтувати агрегати та блоки, ремонтувати системи, що знаходяться під тиском або під струмом. Так як в системах використовується високий тиск це може спричинити різкий виліт із трубопроводу рідин, які здатні пробити наскрізь частини людини, якщо він опинився в зоні ураження, при знаходженні агрегату під струмом це може призвести до мимовільного спрацьовування та пошкодження працівника струмом.

* Виконувати регулювання агрегатів і усувати несправності на працюючому двигуні. Якщо ця операція не виконана на ПС, це може вплинути на безпеку польоту (БП) при невиконанні регулювання ротора це спричинить високу вібрацію і надалі руйнування лопаток компресора і надалі руйнування двигуна.

* намагатися зупинити руками ротор вентилятора або турбіни, що обертаються за інерцією після вимкнення двигуна (на вибігу) або при обертанні впливу вітру. Оскільки чистота обертання є високою, це може призвести до втрати пальців у працівника.

* проводити запуск із несправними приладами контролю роботи двигуна до виявлення та усунення несправностей. Твори запуску двигуна в несправному може спричинити витік горючих рідин з місця знятого агрегату і що може призвести до займання пари, внаслідок необережності працівника, також може призвести до поломки раніше справних агрегатів на ПС.

* всі отвори та порожнини агрегатів, трубопроводів та штепсельні роз'єми, що відкриваються при демонтажі, повинні закриватися спеціальними заглушками або поліхлорвінілової плівкою. Застосовувати замість них дерев'яні пробки, папір, клоччя, ганчір'я категорично забороняється.

6.Розрахункова частина

Визначити напругу розтягування лопатки 1 ступеня КНД.

Для перших ступенів компресора та останніх ступенів турбіни внаслідок великої довжини лопаток зазвичай найбільші значення мають напруження розтягування від відцентрових сил.
6.1 Формули та дані для розрахунку
Формули необхідні для розрахунку:
Нормальна напруга розтягування σ_р визначаються за формулою:

де: ΔP_Ц - Відцентрова сила, Н;

F₁ - Площа профільної частини лопатки на першій ділянці.
2) Відцентрова сила визначається за формулою:

де: Δm - Маса профільної частини лопатки, Н;

R_ЦТ - Відстань від ЦТ першої ділянки до осі обертання, м;

ω - Кутова швидкість, з -1 .

3) Площа поперечного перерізу профільної частини лопатки може бути визначена за формулою:

F = 0,7cb, м 2

c - Найбільша товщина профілю перерізу, м;

b - хорда профілю лопатки, м.

6.3 Висновок щодо розрахунку

7.Інформаційні ресурси
- "Авіаційний Двоконтурний Турбореактивний Двигун ПС-90А" технічний опис.

– Іноземців А.А., Сандратський В.Л. "Газотурбінні двигуни" Перм: ВАТ Авіадвигун, 2006

- Іноземців А.А., Сандратський В.Л., Ніхамкін Н.А. "Газотурбінні двигуни" Москва: Машиностоювання, 2007

– Лозицький Л.П. (ред.) - Конструкція та міцність авіаційних газотурбінних двигунів – 1992

– «Основи конструкції авіаційних двигунів», Данилейко Г. І., Капустін Л. Н., Фельдман Е. Л., 1988 р.,

– «Основи конструкції авіаційних двигунів», Кабаков А. М., Полторак А. П., Свистунов П. І., Третьяченко І.А., 1967 р.,

- «Основи конструкції та експлуатації авіаційного турбореактивного двигуна», Васильєв Д. Н., Дьомін Н. Л., Карімов А. Г., Новіков В. І., Розанов К. А., 1972,

- Методична вказівка ​​для курсантів «Технічне обслуговування двигуна ПС-90А», Купчик Б. С., 2007,

- Методичні вказівки до курсового проектування з конструкції та технічного обслуговування літаків та двигунів», Чернявський В. І., Колос А. Ф., 1984 р.

Які основні частини поршневого компресора?

Поршневий компресор, також відомий як поршневий компресор, складається з декількох ключових компонентів, які працюють разом для стиснення повітря або газу.

1. Циліндр

Функція: Циліндр – це камера, де поршень рухається вперед і назад, стискаючи газ.

Матеріал: Зазвичай виготовляється із чавуну, сталі або алюмінію для довговічності та термостійкості.

2. Поршень

Функція: Поршень рухається усередині циліндра, створюючи зміни тиску, які стискають газ.

Матеріал: Часто виготовляються з алюмінію або чавуну, вибраних через їхню міцність і зносостійкість.

3. Поршневі кільця

Функція: Ці кільця забезпечують ущільнення між поршнем і стінкою циліндра, запобігаючи витоку газу та підтримуючи стиск.

Матеріал: Зазвичай виготовляється із чавуну чи сталі, іноді покривається такими матеріалами, як хром чи молібден, підвищення довговічності.

4. Колінчастий вал

Функція: Перетворює обертальний рух двигуна на зворотно-поступальний рух поршня.

Матеріал: Зазвичай виготовляється з кутої сталі для забезпечення міцності та довговічності.

5. Шатун

Функція: Поєднує поршень з колінчастим валом, передаючи рух від колінчастого валу на поршень.

Матеріал: Зазвичай виготовляється із сталі або алюмінію.

6. Клапани

Функція: Контролюйте подачу газу в циліндр та з нього. Зазвичай використовуються два типи клапанів:

Впускний клапан, що всмоктує: Дозволяє газу потрапляти в циліндр під час такту впуску.

Випускний (випускний) клапан: Дозволяє стиснутому газу виходити з циліндра під час такту стиснення.

Матеріал: Часто виготовляються із високоміцної сталі або нержавіючої сталі для довговічності та стійкості до зносу.

7. Тарілка клапана

Функція: У ньому розташовані впускні та випускні клапани, що контролюють їхню роботу.

Матеріал: Зазвичай виготовляється із сталі або алюмінію.

8. Картер

Функція: Закриває колінчастий вал та інші рухомі частини, забезпечуючи опору та місце для мастила.

Матеріал: Виготовлений із чавуну, алюмінію або сталі.

9. Головка циліндра

Функція: Ущільнює кінець циліндра та містить клапани та пластину клапана.

Матеріал: Зазвичай виготовляється із чавуну чи алюмінію.

10. Система охолодження

Функція: Видаляє надлишкове тепло, що утворюється при стисканні, щоб запобігти перегріву. Це може бути система повітряного охолодження (з використанням ребер та вентиляторів) або система водяного охолодження (з використанням водяних сорочок та радіаторів).

Компоненти:

Ребра та вентилятори (для повітряного охолодження)

Водяні сорочки та радіатори (для водяного охолодження)

11. Система змащення

Функція: Зменшує тертя між частинами, що рухаються, і відводить тепло. Це може бути мастило розбризкуванням або примусове мастило.

Масляний насос (для примусового мастила)

Олійний резервуар або відстійник

12. Маховик

Функція: Допомагає підтримувати постійну швидкість обертання колінчастого валу та забезпечує імпульс, що сприяє плавній роботі компресора.

Матеріал: Зазвичай виготовляється із чавуну чи сталі.

13. Прокладки та ущільнення

Функція: Запобігайте витоку газу або олії між різними компонентами та забезпечте належну герметизацію.

Матеріал: Виготовлені з різних матеріалів, таких як гума, силікон або композитні матеріали залежно від застосування.

14. Двигун/Мотор

Функція: Забезпечує механічну потужність, необхідну для приводу колінчастого валу. Це може бути електродвигун або двигун внутрішнього згоряння.

Електродвигун: поширений у стаціонарних компресорах.

Двигун внутрішнього згоряння: часто використовується у портативних або віддалених компресорах.

Короткий зміст

Кожна частина поршневого компресора грає життєво важливу роль його роботі: від циліндра, у якому відбувається стиск, до двигуна, який керує всім процесом. Розуміння цих компонентів та їх функцій допомагає в обслуговуванні та усуненні несправностей компресора, забезпечуючи його ефективну та надійну роботу.

Продукти

• Клапан поршневого компресора у зборі
• Пластина клапана компресора
• Вузол сальникового ущільнення компресора
• Олійне кільце компресора в зборі
• Поршень компресора у зборі
• Шатун компресора у зборі
• Компресор у зборі з крейцкопфом
• Циліндр компресора у зборі
• Колінчастий вал компресора

Контактна інформація

• Веньчжоу Dongyi Machinery Manufacturing Co., Ltd.
• Тел: +86-0577-86627111
• Факс: +86-0577-86627799
• WhatsApp/Skype: +86-13770705366
• Електронна пошта: Трейсі@wzdongyi.com.cn
• Додати: № 12 Gangsheng Rode, новий район Конган, район Лунвань, місто Веньчжоу, Китай.