Авиационный винтовентиляторный двигатель

Турбина двигателя − осевая, реактивная, пятиступенчатая, преобразует энергию газового потока в механическую энергию вращения компрессоров двигателя, приводов агрегатов и нагнетателя.

Авиационный винтовентиляторный двигатель

Дипломная работа

Разное

Другие дипломы по предмету

Разное

Сдать работу со 100% гаранией
у собой только газодинамической связью. Для настройки режима работы каскада низкого давления двигателя имеется входной направляющий аппарат (ВНА КНД) с поворотными лопатками, поворотными так же являются направляющие аппараты (НА) первых двух ступеней КНД .

Для согласования работы каскадов двигателя лопатки ВНА КВД также выполнены поворотными, и НА осевой части КВД тоже сделаны поворотными, что благоприятно сказывается на направлении потока при входе в центробежную ступень КВД.

Для обеспечения газодинамической устойчивости двигателя на запуске и малой частоте вращения роторов КНД и КВД предусмотрены клапаны перепуска воздуха (КПВ).

Корпус промежуточный, установленный между КНД и КВД предназначен для установки некоторых агрегатов двигателя и приводов к ним, образует воздушный тракт двигателя на своём участке.

Корпус промежуточный имеет форму усечённого конуса с восемью силовыми стойками-рёбрами которые полые внутри.

К корпусу промежуточному крепятся :

  • спрямляющий аппарат 5 ступени КНД;
  • корпус КНД;
  • корпус КВД;
  • входной направляющий аппарат КВД;
  • корпус передней опоры ротора ВД;
  • корпус промежуточной опоры ротора НД;

Стойки - рёбра выполнены полыми и сообщаются с внутренней полостью промежуточного корпуса. Через стойку - рёбро проходит рессора, передающая вращение к приводам, установленном в нижнем коробочном приливе.

Компрессор высокого давления (КВД) − осецентобежный, трехступенчастый, состоит из входного направляющего аппарата (ВНА), ротора, статора, клапанов перепуска воздуха с кожухами, лопаточного и щелевого диффузора и подшипникового узла передней опоры ротора ВД.

Конструкция ВНА позволяет производить регулировку углов установки лопаток на собранном работающем двигателе в условиях полета.

Ротор осевой части КВД двухступенчастый барабанно-дисковой конструкции.

Диски первой и второй осевой ступени представляют собой одну деталь, которая соединена с передним валом КВД с помощью болтов, роторная часть центробежной ступени состоит из вращающегося НА и центробежного колеса, которые соединены между собой и передним валом КВД с помощью шпилек. Передний вал хвостовиком опирается на шарикоподшипник передней опоры ротора КВД. На переднем валу установлены детали передней опоры ротора и ведущая шестерня для привода агрегатов двигателя. Задний вал крепится передним фланцем к центробежному колесу.

Каждое рабочее колесо ротора состоит из диска и рабочих лопаток, установленных в ободе диска с помощью замков типа "ласточкин хвост" в кольцевом пазу.

Передняя опора ротора КВД - шариковый, радиально-упорный подшипник с разрезной внутренней обоймой. Наружная обойма подшипника установлена в маслянный демпфер для демпфирования колебаний ротора. Смазка шарикоподшипника осуществляется тремя форсунками которые подают масло между валами и оттуда оно через отверстие в нижней обойме подшипника спомощью центробежных сил подается к телам кочения. Проникновению масла в полость ротора препятствуют два контактных радиально-торцовых уплотнения и одно лабиринтное.

Камера сгорания − кольцевого типа, предназначена для подогрева воздуха после сжатия его в компрессоре за счёт сгорания в ней топлива и для получения заданной температуры газов на входе в турбину.

КС расположена между КВД и сопловым аппаратом турбины высокого давления(ТВД) , состоит из корпуса, диффузора со спрямляющим аппаратом (СА) ступени КВД и жаровой трубы.

КС соединена передним фланцем корпуса с корпусом КВД болтовым соединением.

К сопловому аппарату ТВД и статору турбины низкого давления КС закреплена задним фланцем корпуса с помощью болтового соединения, в котором часть болтов выполнена призонными.

Подогрев воздуха в КС осуществляется за счёт тепла, выделяющегося при сгорании в её жаровой трубе тонкораспыленного топлива, непрерывно впрыскиваемого 24 рабочими форсунками, установленными в завихрители и закреплёнными на корпусе.

Воспламенение топлива в КС при запуске осуществляется двумя пусковыми воспламенителями, установленными в её корпусе.

Корпус КС состоит из кожуха, переднего и заднего фланцев.

На корпусе КС имеются: 24 фланца для крепления рабочих топливных форсунок; два фланца для крепления пусковых воспламенителей; два фланца с окнами для осмотра жаровой трубы; фланец отбора воздуха из-за КВД на нужды ГТУ; бобышка отбора воздуха для сигнализатора помпажа; бобышка отбора воздуха для топливного регулятора и датчика Πк∑; три бобышки отбора воздуха для двух автоматов управления клапанами перепуска воздуха из компрессора и четыре бобышки для их крепления; две резервные бобышки; две бобышки для крепления дренажного бачка; две бобышки для крепления датчика перегрева; две бобышки для крепления электропроводки от колодки термопар; фланец для крепления клапана перепуска воздуха из-за КВД.

Жаровая трубакольцевого типа, подвешена в кольцевом канале корпуса КС на 24 полых втулках, окружающих рабочие топливные форсунки и фиксирующихся по отверстиям в обтекателе. Своим наружным кожухами жаровая труба опирается на СА ТВД.

Наружный и внутренний кожухи жаровой трубы выполнены из отдельных, соединённых между собой, колец и снабжены соплами. Спереди кожухи соединены между собой лобовым кольцом и обтекателем. В лобовом кольце установлены 24 завихрителя с центральными отверстиями для установки рабочих топливных форсунок.

Турбина двигателя − осевая, реактивная, пятиступенчатая, преобразует энергию газового потока в механическую энергию вращения компрессоров двигателя, приводов агрегатов и нагнетателя. Турбина расположена непосредственно за камерой сгорания. К турбине присоединяется сужающееся сопло, которое служит для того чтобы создать реактивную тягу, но эта тяга по сравнению с тягой создаваемой винтом мала, так же с помощью сопла осуществляется отвод газов от крыла ЛА. В нашей силовой установке турбина состоит из одноступенчатой турбины высокого давления(ТВД), одноступенчатой турбины низкого давления (ТНД), каждая из которых включает статор и ротор, и четырехступенчатой турбины винтовентилятора. Ротор ТВД и ротор КВД образуют ротор высокого давления(ВД). Ротор ТНД и ротор КНД образуют ротор низкого давления (НД). Ротор турбины винтовентилятора соединён с валами винтовентилятора через редуктор.

Опорами роторов ТВД, ТНД и турбины ВВ, являющимися задними опорами роторов ВД, НД и ВВ, служат роликоподшипники, причем роликоподшипник ротора ВД являеться межвальным.

Все подшипники охлаждаются и смазываются маслом под давлением. Для предотвращения нагрева подшипников горячими газами их масляные полости изолированы радиально-торцовыми контактными уплотнениями.

Все опоры роторов турбин имеют устройства для гашения колебаний роторов, возникающих при работе двигателя, − масляные демпферы опор роторов.

Роторы турбин не имеют механической связи между собой, их взаимодействие обусловлено газодинамической связью.

Турбина высокого давления (ТВД) − осевая, реактивная, одноступенчатая, предназначена для преобразования части энергии газового потока, поступающего из КС, в механическую энергию, используемую для вращения ротора КВД и всех приводных агрегатов двигателя.

ТВД расположена за КС, её статор крепится к корпусу и конической балке корпуса КС, опора ротора смонтирована между валами ТВД и ТНД и является межвальной, а ротор крепится к заднему валу КВД.

Статор − сопловой аппарат (СА) ТВД, включает наружный корпус, внутренний корпус и сектора сопловых лопаток между ними. Наружный корпус имеет проставки с сотовыми элементами лабиринтного уплотнения.

Сектор сопловых лопаток состоит из лопаток, охлаждаемых воздухом, отбираемым из полости вторичного потока КС, наружной и внутренней полок и имеет выступ для фиксации сектора в окружном направлении; в осевом направлении сектор фиксируется буртиком, а в радиальном − пояском. Бурт и поясок входят в соответствующие пазы во внутреннем и наружном корпусах.

Наружный корпус центрируется относительно корпуса КС призонными болтами и крепится к нему болтовыми соединениями, состоящими из болтов и самоконтрящихся гаек; внутренний корпус крепится к конической балке КС болтами.

Ротор ТВД включает рабочее колесо (РК) и задний вал. РК состоит из диска имеющего на ободе ёлочные пазы, в каждом из которых крепятся лопатки, образующие лопаточный венец и зафиксированные контровками, а также гребешков лабиринтных уплотнений. Лопатки охлаждаются воздухом, подводимым из-за КВД. Каждая охлаждаемая рабочая лопатка имеет полку хвостовика и хвостовик ″ёлочного типа″.

На заднем валу ТВД, имеющем гребешки лабиринтных уплотнений, смонтированы детали радиально-торцового контактного уплотнения и внутреннее кольцо роликоподшипника.

Ротор ТВД крепится к заднему валу КВД стяжными болтами, имеющими призонные участки для центрирования РК относительно заднего вала КВД и передачи крутящего момента, и призонные участки для центрирования заднего вала ТВД относительно РК

 

 

2. РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ РАБОЧЕЙ ЛОПАТКИ ПЕРВОЙ СТУПЕНИ КОМПРЕССОРА ВЫСОКОГО ДАВЛЕНИЯ

 

Рабочие лопатки осевого компрессора являются весьма ответственными деталями газотурбинного двигателя, от надежной работы которых зависит надежность работы двигателя в целом.

 

2.1 Нагрузки, действующие на лопатки

 

При работе газотурбинного двигателя на рабочие лопатки действуют статические, динамические и температурные нагрузки, вызывая сложную картину напряжений.

Расчет на прочность пера лопатки выполняем, учитывая воздействие только статических нагрузок. К ним относятся центробежные силы масс лопаток, которые появляются при вращении ротора, и газовые силы, возникающие при обтекании газом профиля пера лопатки, и в связи с наличием разности давлений газа перед и за

Похожие работы

< 1 2 3 4 5 > >>