Вопрос № 5. Роторы осевых компрессоров. По конструктивному исполнению роторы осевых компрессоров могут быть следующих типов: - барабанного; - дискового; - смешанного.   
а б в Рис. 12. Типы роторов осевых компрессоров: а - барабанный; б - дисковый; в - смешанный (барабанно-дисковый); 1 - рабочая лопатка; 2 - барабан компрессора; 3 - крышки барабана с цапфами опор; 4 – подшипник, 5- диск; 6 - вал; 7 - барабанные секции. Схема ротора барабанного типа показана на рис. 12, а. Несколько рядов рабочих лопаток 1 закрепляются на цилиндрическом или коническом барабане 2, представляющем собой механически обработанную поковку из алюминиевого сплава, титана или стали. Две крышки 3 закрывают барабан с торцев и имеют цапфы, которыми ротор опирается на подшипники 4. Крутящий момент к каждой ступени передается через стенку барабана. Достоинствами ротора барабанного типа являются: - простота конструкции; - низкая удельная масса; - большая изгибная жесткость; - высокая критическая частота вращения; - высокая вибрационная стойкость. К недостаткам ротора барабанного типа следует отнести: - сравнительно невысокую несущую способность барабана; - низкую рабочую окружную скорость - не более 200 м/с. Ротор дискового типа (см. рис. 12, б) имеет соединенные с валом 6 диски 5, на периферии которых крепятся рабочие лопатки 1. Диски стянуты в единый пакет гайками, которые накручены на вал. Достоинствами ротора дискового типа являются: - большая несущая способность дисков; - высокая рабочая окружная скорость - до 400 м/с. Ступени компрессора с дисковыми роторами являются высоконапорными и применяются в ГТД с большими степенями повышения давления воздуха. Крутящий момент к каждой ступени передается через вал. Недостатками ротора дискового типа являются: - сравнительно небольшая изгибная жесткость; - невысокая критическая частота вращения; - высокая удельная масса; - сложность конструкции. Снижение изгибной жесткости ротора дискового типа в сравнении с ротором барабанного типа приводит к снижению критической частоты. Для повышения критического числа оборотов увеличивают потребное сечение вала ротора, но при этом увеличивается и масса компресcopa. Конструкцией, сочетающей в себе достоинства роторов барабанного и дискового типа, является ротор смешанного типа (см. рис. 12, в). В данном случае отдельные секции, имеющие диски 5 и барабанные секции 7, соединяются между собой. Причем соединение делается на таком радиусе, где окружная скорость невелика и допускается по условиям прочности барабана. Достоинствами ротора барабанно-дискового типа являются: - сравнительно большая жесткость; - высокая критическая частота вращения; - большая несущая способность дисков; - высокая рабочая окружная скорость - до 400 м/с. Корпус компрессора является силовой частью двигателя, к нему крепятся спрямляющие аппараты. На корпус компрессора при работе двигателя действуют газовые силы и моменты. Схема сил и моментов, действующих на корпус, показана на рис. 13. На лопатках спрямляющего аппарата возникают осевая Fa и окружная Fu газовые силы. Осевая сила передается лопатками СА на корпус. Эпюра этих сил обозначена цифрой 2. Кроме того, в результате разности давления внутри корпуса и давления окружающей среды возникают радиальные силы Fr, эпюры которых показаны на рис. 13 (позиции 1, 4).  Рисунок 13. Силы и моменты, действующие на корпус компрессора. Рабочие лопатки предназначены для подвода механической энергии к воздуху в ступени осевого компрессора. Рабочая лопатка (рис. 14) состоит из профильной части (пера 1 лопатки) и замка лопатки (хвостовика или ножки 2). Профильная часть подвергается крутке, т. е. в каждом поперечном сечении лопатки профили располагаются под различным углом 6 к осевому направлению воздушного потока. Это обеспечивает безударный вход воздуха по высоте лопатки на расчетном режиме и уменьшает перетекание воздуха вдоль лопаток.  Литература 1. Основы конструкции авиационных двигателей. А.М. Кабаков, А.П. Полторак, П.И. Свистунов, И.А. Третьяченко. Москва, Воениздат, 1967г. |