 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ОСЕВОГО КОМПРЕССОРА ДВИГАТЕЛЯ АМ-3
Технические данные компрессора. Осевой компрессор барабанно-дискового (смешанного) типа. Число ступней – восемь. Проточная часть выполнена с постоянным наружным диаметром всех колес. Основными узлами компрессора являются ротор и статор. Ротор компрессора (рис.1) состоит изследующих частей: 1) Шесть облопаченных дисков, выполненные из штамповок алюминиевого сплава (первые шесть ступеней). 2) Два облопаченные диска, выполненные из стальных поковок (7 и 8-я ступени). 3) Передний конус 2 с валом 4. 4) Задний конуса 3. Ротор установлен на двух подшипниках – переднем 18 и заднем 16. Статор компрессора состоит из следующих частей: 1) Корпус переднего подшипника 23, на котором имеются: устройства для обогрева направляющих лопаток 24 (см. рис.1), стойка корпуса с обтекателями и обтекатель статора 6 (рис. 2). 2) Корпус компрессора, состоящий из двух отсеков 30 и 31 (см. рис.1). 3)
Корпус заднего подшипника.
Ø НА – ряд неподвижных лопаток, устанавливаемых под одинаковым углом перед первым рабочим колесом и закрепленных в корпусе. Ø РК – элемент ротора, диск с закрепленными на нем рабочими лопатками. Ø СА – установлен за каждым РК и представляет собой ряд неподвижных лопаток, закрепленных в корпусе.
Физические процессы, происходящие в СА и НА, противоположны: в СА происходит сжатие воздуха, а в НА – расширение. НА необходим для того, чтобы относительная скорость W не превышала местную скорость звука, то есть исключает появление скачков уплотнения, которые влекут за собой необратимые потери энергии воздуха на входе и КПД. Сочетание рабочего колеса и следующего за ним спрямляющего аппарата называется ступенью компрессора. Выбор числа ступеней осевого компрессора при заданном числе оборотов ротора определяется степенью повышения давления воздуха. Степенью повышения давления воздуха называется отношение давления воздуха на выходе из компрессора к давлению воздуха перед входом в ступень. Степень повышения давления многоступенчатого компрессора тем больше, чем больше степени повышения давлений отдельных ступеней и чем больше их количество.
Принцип действия всего компрессора может быть понят из рассмотрения принципа действия какой-либо одной ступени, т.к. работа всех ступеней аналогична. Процесс повышения давления воздуха в ступени компрессора заключается в изменении энергии отдельных струй воздуха, протекающего через РК и СА. Воздух перед РК имеет осевую скорость С1. Вследствие вращения рабочего колеса струйки воздуха имеют сложное движение, т.е. движутся вдоль межлопаточного канала с относительной скоростью W1 на входе и W1’ на выходе, и со средней окружной скоростью u. Таким образом, скорость С1 на входе раскладывается на окружную скорость u и на относительную скорость обтекания профиля W1. В РК, помимо повышения давления воздуха, происходит также увеличение кинетической энергии абсолютного движения потока за счет сложения относительной скорости W и окружной скорости u. Таким образом, работа, подводимая от РК к воздуху, расходуется на увеличение его потенциальной энергии (давления) и кинетической энергии (абсолютной скорости). Воздух после РК, располагающий запасом кинетической энергии и закрученный по направлению вращения, направляется в СА (по касательной к средней линии профиля входных кромок лопаток СА). Вследствие диффузорности каналов СА и их закрутки, кинетическая энергия воздуха преобразуется в потенциальную энергию давления и воздух раскручивается до осевого направления (при отсутствии НА). РОТОР КОМПРЕССОРА Ротор компрессора (см. рис.1) барабанно-дисковой конструкции состоитиз восьми дисков, переднего 2 и заднего 3 конусов и переднего вала 4, скрепленных в один неразъемный узел. Все диски, кроме диска 6-й ступени, выполнены заодно с барабанной частью ротора 55, посредством которой диски соединены между собой. Первые шесть дисков 1 и передний конус 2 выполнены из штамповок алюминиевого сплава марки АК4-1. Лопатки 5, установленные на этих дисках, изготовлены из алюминиевого сплава марки ВД-17. Крепление лопаток к этим дискам осуществлено с помощью замков, имеющих трапециевидную форму («ласточкин хвост») (рис.3). Посадка лопаток в диск выполняется от натяга 0,005 мм до зазора 0,025 мм.
В целях предохранения от коррозии 7 и 8-го дисков и заднего конуса 3 они кругом покрываются цинком. Толщина слоя цинка на профилированных пазах не должна превышать 0,01 мм. 7 и 8-й диски и задний конус подвергаются магнитному контролю на магнофлоксе для выявления трещин.
Задний конус 3 (см.рис.1) нагружен больше любого диска, имеющегося в роторе, т.к. он находится в поле центробежных сил, через него передается весь крутящий момент от турбины к компрессору, а также осевое усилие, возникающее на роторе компрессора. Этот конус изготовлен из стали заодно целое с задней цапфой ротора. Передний конус 2 работает в условиях невысоких температур, через него передается небольшой крутящий момент, идущий на обслуживание агрегатов двигателя, он совершенно не нагружен осевыми усилиями. Поэтому этот конус выполнен из алюминиевого сплава, что позволило облегчить вес ротора. Передний конус 2 посажен на передний стальной вал 4 и зафиксирован радиальными штифтами, которые законтрены от выпадания штифтами 43.
Последовательное соединение дисков производится запрессовкой по цилиндрическим центрирующим пояскам с натягом (до упора в буртик обода диска). Перед запрессовкой один из дисков нагревается до температуры +96°, а другой охлаждается при помощи сухого льда до температуры примерно -50°. После соединения двух дисков или диска с конусом ротора по цилиндрическим пояскам последние соединяются между собой посредством радиально расположенных штифтов 7, размещенных по поясам соединения. Отверстия под радиальные штифты выполняются после соединения дисков по цилиндрическим пояскам. Указанными радиально расположенными штифтами передается крутящий момент как от заднего конуса к диску восьмой ступени, так и от диска к диску до первой ступени компрессора. При работе двигателя на максимальных оборотах у земли при температуре -40° и скорости полета 300 м/сек мощность, передаваемая на компрессор, составляет 96 000 л.с. Окружное усилие, передаваемое с заднего конуса на 8-й диск одним штифтом, составляет около 550 кг (всего на диске 71 штифт с наружным диаметром 12мм).
С целью увеличения силы трения, возникающей в пазе замка лопатки, и тем самым уменьшения силы, направленной на штифт, последний в месте соприкосновения его с лопаткой выполнен коническим, а соответствующая поверхность лопатки – наклонной. Наружный конец пластинчатого замка на первых шести дисках удерживает лопатку от перемещения ее вперед, другой его конец размещается в прорези грузика, ввертываемого в радиальный штифт 7 (см. выноску на рис.1). Лопатки 6-й ступени удерживаются от продольного перемещения по потоку воздуха гребешками 10, выполненными на стальной барабанной части 7-й ступени. Пластинчатые замки лопаток 44 (см. рис.1) на 7 и 8-м дисках скругленной своей частью вставляются в соответствующую круглую выточку, выполненную в пазе замка диска концентрично отверстию под радиальный штифт (см. рис.5).
Перед сборкой ротора диски подвергаются статической балансировке. Первые шесть дисков балансируются за счет удаления материала на торцах ободов. Последние два диска (стальные) балансируются за счет сверления отверстий в ободе диска (см. натуру). Статическая балансировка всех дисков производится с точностью до 25 г на диаметре обода диска. Собранный ротор балансируется динамически на передней и задней частях за счет: 1) перестановки лопаток в пределах одного диска на 1, 2, 7 и 8-й ступенях; 2) ввертывания или подрезки балансировочных грузиков в радиально расположенных шрифтах дисков 1, 2, 7 и 8-й ступеней (см. выноску 8 на рис. 1).
В ободе 5-го диска выполнены отверстия II для перепуска воздуха во внутреннюю полость ротора. В дисках ротора и переднего конуса имеются отверстия 12, посредством которых сообщаются полости между всеми дисками и разгрузочной полостью 13. Благодаря этому создается одинаковое давление с обеих сторон на стенку каждого диска, и в то же время на ротор в целом действует осевое усилие, направленное от переднего конуса к заднему, так как полость 14за наружной стенкой заднего конуса сообщена с атмосферой. (Полость 14 сообщается с атмосферой через суфлеры так, что в этой полости поддерживается избыточное давление в 0,6 атм.) В результате создания с левой стороны конуса 3 давления, большего, чем с его правой стороны, уменьшается величина осевых усилий, действующих на упорный подшипник со стороны компрессора. В разгрузочной полости 13 между статором и ротором воздух уплотнен лабиринтами 15. Повышенное давление в разгрузочной полости создает воздушное уплотнение масла по лабиринту передней опоры подшипника.
Ротор компрессора опирается на два подшипника: a) передний – роликовый, воспринимающий радиальную нагрузку; b) задний – двойной шариковый подшипник с четырехточечным контактом, воспринимающий радиальную нагрузку, осевые усилия и фиксирующий ротор компрессора относительно статора. Равномерная осевая нагрузка подшипников 16 осуществляется подбором калиброванных колец 17. Неуравновешенное осевое усилие, действующее на ротор двигателя, при расчетном режимесоставляет 1500 – 2500 кг. Такая большая величина осевого усилия заставила поставить два шариковых подшипника.
СМАЗКА ПОДШИПНИКОВ Уменьшение трения между подвижными деталями подшипников и отвод от них тепла осуществляется подачей масла в подшипник. К заднему подшипнику масло поступает через форсунку 22 (см. рис.1), установленную между шариковыми подшипниками и имеющую два диаметрально противоположных отверстия, диаметром каждый по 2,4 мм. Масло подается в зазор между внутренней обоймой и сепаратором каждого подшипника. Подача масла к переднему подшипнику осуществляется через жиклер диаметром в 1 мм. Струя масла также направлена в зазор между внутренней обоймой и сепаратором. Со стороны задней полости 14 для предотвращения вытекания масла поставлено лабиринтное уплотнение 19, работающее по графитированной втулке и поддутое воздухом, поступающим на ротор компрессора по отверстиям 20 в цапфе заднего корпуса и отверстиями 21 в лабиринте.
СТАТОР КОМПРЕССОРА Статор компрессора состоит из корпуса переднего подшипника, корпуса компрессора и корпуса заднего подшипника. Перечисленные элементы компрессора составляют его силовую систему.
|
Диски 7 и 8-й ступеней 6 (см. рис.1), а также задний конус 3 со своей цапфой работают в условиях более высоких температур, чем диски первых ступеней, поэтому они изготовлены из марки ОХНЗМА.
Лопатки 44 (см.рис.1), установленные на 7 и 8-м дисках, изготовлены из стали ЗОХГСА. Крепление лопаток осуществляется с помощью елочных замков (рис. 4). Посадка лопаток в диск выполняется с зазором так, что в плоскости, перпендикулярной пазу замка, допускается качка конца лопатки до 1 мм (посадка этих лопаток подобна посадке лопаток турбины). В целях предохранения этих лопаток от коррозии на них нанесен слой цинка толщиной 0,003 - 0,005 мм, пазы замков лопаток на каждом диске расположены под различными углами к плоскости диска. Так, например, на первом диске α = 55°, а на восьмом α =45° (рис.5).
Диск шестой ступени выполнен так, что в него производится запрессовка ободов 5 и 7-го дисков (см. рис.1). На наружной поверхности барабанной части каждого диска выполнены гребешки (по пять гребешков на каждой) лабиринтных уплотнений, работающие пографитированным и талькированным поверхностям внутренних бандажей справляющих аппаратов 42.
Соединение дисков радиально расположенными штифтами дает возможность произвести хорошую центровку сопрягаемых деталей. В рассматриваемой конструкции выполнена двойная центровка двух деталей друг относительно друга по цилиндрическому поясу и по радиально расположенным штифтам. В случае ослабления или исчезновения натяга по цилиндрическому пояску остается центровка порадиально распложенным штифтам, однако жесткость ротора при этом резко уменьшается. Поэтому натяг в соединении должен быть выбран так, чтобы он сохранялся на всех режимах работы двигателя. В заводской практике имело место устранение дефекта по недопустимо большой тряске серийного двигателя (имеющего конструкцию ротора компрессора, подобную конструкции ротора компрессора двигателя АМ-3 ) путем увеличения натяга между передним стальным конусом ипервым алюминиевым диском с 0,50 – 0,63 до 0,55 – 0,70. При сопряжении посредством радиально расположенных штифтов двух деталей, выполненных из различных материалов (или работающих при различных температурах), в местах их соединения не возникает температурных напряжений, так как нагретая деталь, равномерно увеличиваясь по диаметру, будет скользить по радиально расположенным штифтам, не нарушая при этом центровки. Так, например, в местах соединения 6-го диска, выполненного из алюминиевого сплава, с 7-м стальным диском при работе двигателя не возникает температурных напряжений в местах их сопряжения. На всех дисках отверстия под радиально расположенные штифты размещены под лопатками, которые и фиксируют штифты от возможного их радиального перемещения под действием центробежных сил. Лопатки почти на всех дисках фиксируются в продольном направлении с помощью пластинчатых замков 8 и конических штифтов 9 (см. рис.1,5,6). У первых пяти дисков пазызамков лопаток расположены под углом к оси ротора (см. сечение в плоскости чертежа рис.1), в результате чего от центробежных сил лопаток возникает составляющая, направленная вдоль оси замка и имеющая значительную величину; эта сила воспринимается коническим штифтом (см. рис.6).