1.2 Описание конструкции компрессора двигателя р-95ш
Компрессор (рис.1) предназначен для поджатия атмосферного воздуха и подачи его в основную камеру сгорания. Часть воздуха используется для сжигания топлива в основной камере сгорания, а другая его часть - для охлаждения ряда деталей двигателя, работающих в условиях высоких температур.
Компрессор двигателя – осевой, двухроторный, восьмиступенчатый. Он состоит из корпусов компрессора с входящими в них неподвижными лопатками спрямляющих аппаратов, заднего корпуса и двух роторов: трехступенчатого ротора низкого давления и пятиступенчатого ротора высокого давления.
Первые три ступени компрессора – сверхзвуковые по относительной скорости воздуха на входе в лопатки ротора (рабочие лопатки).
1.2.1 Корпуса компрессора
В узел корпусов компрессора (рис. 2) входят перфорированная проставка I, корпус 41 I ступени, корпус 53 II ступени, корпус 58 III ступени, корпус 64 IV-V ступеней и корпус 69 VI- VII ступеней.
Рисунок 1 – Компрессор низкого давления
Рисунок 3– Корпусы компрессора
На рисунке 1,2: А – полость вытеснителя; Б – задняя разгрузочная полость; В – разгрузочная полость; Г – лабиринтная полость; Д – лабиринтная полость.
1 – проставка; 2 – ротор компрессора низкого давления; 3 – корпусы компрессора; 4 – ротор компрессора высокого давления; 5 – конус задней цапфы; 6 – уплотнительное кольцо; 7 – гайка конуса задней цапфы; 8 – кронштейн подвески; 9 – форсунка средней опоры; 10 – форсунка; 11 – ведущая коническая шестерня; 12 – гайка; 13 – корпус привода; 14 – задний корпус; 15 – задний конус; 16 – ведомая коническая шестерня; 17 – замок; 18 – шарикоподшипник средней опоры; 19 – внутреннее калибровое кольцо; 20 – наружное калибровое кольцо; 21 – корпус средней опоры; 22 – шарикоподшипник промежуточной опоры; 23 – уплотнительное кольцо; 24-шестерня; 25 – втулка; 26 – спрямляющая лопатка I ступени (полая); 27 – переходник; 28 – уплотнительное кольцо; 29 – роликоподшипник передней опо–крышка передней опоры; 35 – втулка подшипника; 38 – корпус передней опоры; 40 – спрямляющая лопатка I ступени (полая); 41 – корпус I ступени; 42 – лопатка перепуска; 43 – штифт; 44 – шпилька; 45, 46, 49, 55, 59, 60, 66 – болты; 47 – спрямляющая лопатка I ступени; 48 – заглушка; 50 – спрямляющая лопатка II ступени; 51,62 – заклепки; 52 – кольцо спрямляющего аппарата II ступени; 53 – корпус II ступени; 54 – кольцо; 56 – спрямляющая лопатка III ступени; 57 – стенка; 58 – корпус III ступени; 61 – спрямляющая лопатка IV ступени; 63 – кольцо; 64 – корпус IV- V ступеней; 65 – спрямляющая лопатка V ступени; 67 – спрямляющая лопатка VI ступени; 68 – спрямляющая лопатка VII ступени; 69 – корпус VI-VII ступеней; 70 – винт; 71 – замок; 72 – пружина; 73 – заглушка; 74 – стакан; 75 – винт; 76 – гайка; 77 – шпилька; 78 – заглушка.
Перфорированная проставка служит для смещения границы устойчивой работы I ступени компрессора на меньшие расходы воздуха и повышения запасов устойчивости каскада низкого давления. Она представляет собой коробку, образованную корпусом проставки I и лопатками перепуска 42, вставленными своими концами в пазы корпуса проставки. От выпадания лопатки перепуска закреплены в корпусе проставки замком 71 и винтом 70 и зафиксированы от перемещения в окружном направлении штифтами 43. Корпус проставки и лопатки перепуска изготовлены из алюминиевого сплава. Лопатки перепуска, вставленные в корпус проставки, образуют косые тангенциальные пазы. Через эти пазы внутрь коробки проходит воздух, отбираемый над рабочими лопатками I ступени. Из коробки этот воздух через те же пазы выходит на вход в рабочие лопатки I ступени.
Воздух, перетекающий из полости над рабочими лопатками на вход в рабочее колесо через полость коробки, создает дополнительный циркуляционный поток, который увеличивает скорость воздуха на входе, уменьшает углы атаки на лопатках рабочего колеса и этим самым повышает запасы устойчивости I ступени.
Корпус I ступени состоит из кольца 41 .спрямляющих лопаток 40 и 47 (всего 36 штук), крепящихся к корпусу гайками за специальные резьбовые цапфы, и корпуса 38 передней опоры. Пять лопаток выполнены полыми. Из них одна полая лопатка 26 имеет отверстие по оси для рессоры привода насоса откачки масла из передней опоры. Стык с корпусом 38 передней опоры уплотнен втулкой 25 и резиновыми кольцами 28. Второй конец лопатки крепится гайкой на корпусе I ступени. Этой же гайкой закреплен переходник 27 для постановки насоса откачки масла из передней опоры. Четыре другие полые лопатки 40 служат: одна лопатка – для подвода масла через сверления корпуса 38 к форсунке 31 передней опоры, вторая – для слива масла из полости передней опоры, третья – для подвода воздуха из-за компрессора, обогревающего обтекатель (кок) и наддувающего лабиринтные полости Г и Д, и четвертая – для суфлирования масляной полости передней опоры.
Передняя опора выполнена в виде корпуса 38, отлитого из магниевого сплава, и прикреплена к нижним полкам лопаток призонными болтами 46. Cтык четырех полых лопаток и корпуса передней опоры уплотнен втулками 39 и резиновыми кольцами. В корпус передней опоры запрессована стальная втулка 35 роликоподшипника 29 передней опоры. Внутренняя полость передней опоры служит для размещения системы шестерен, осуществляющих передачу крутящего момента от вала ротора к рессоре привода насоса откачки масла из передней опоры. К корпусу передней опоры с помощью шпилек 44 присоединена литая крышка 34. Стык уплотнен паронитовой прокладкой. В крышку и корпус передней опоры запрессованы стальные втулки 32 и 36, соответственно для передних и задних маслоуплотнительных колец передней опоры, и алюминиевые втулки 33 и 36 под гребешки воздушных лабиринтов ротора низкого давления.
Корпус 53 II ступени имеет продольный монтажный разъем в горизонтальной плоскости и состоит из спрямляющих лопаток 50 и внутренних полуколец 52, прикрепленных к нижним полкам лопаток заклепками 51.
Корпус 58 III ступени служит для размещения спрямляющих лопаток 56 II ступени и образования разгрузочной полости В, уменьшающей осевую нагрузку, воспринимаемую шарикоподшипниками промежуточной 22 и средней 18 опор. Kopпyc III ступени состоит из двух наружных колец 54 и 58, соединенных болтами 55, спрямляющих лопаток 56 и стенки 57. Лопатки вставляются своими Т-образными верхними полками в соответствующие им пазы в корпусе, к нижним полкам лопаток болтами 60 крепится стенка 57. Стенка 57 состоит из внутреннего кольца, конусной стенки и корпуса лабиринтов, сваренных между собой точечной сваркой, и разделяет полости с высоким и низким давлением воздуха. В зазор между внутренним кольцом и диском IV ступени проходит воздух. Далее этот воздух через отверстия вала попадает внутрь вала ротора низкого давления и через внутреннюю полость вала ротора турбины II ступени идет на охлаждение роликоподшипника и диска ротора турбины II ступени. Во внутреннее кольцо стенки 57 вставлено кольцо, внутренний диаметр которого латунирован и образует лабиринт совместно с гребешками на валу ротора низкого давления.
Стыки корпусов I, II , III ступеней, а также стык корпуса III ступени и статора высокого давления стянуты соответственно болтами 49, 55 и 59, из которых одна треть – призонные.
Статор высокого давления служит для размещения спрямляющих аппаратов IV, V,VI и VII ступеней и имеет продольный монтажный разъем в горизонтальной плоскости. Стык по разъему стянут призонными болтами.
Статор высокого давления состоит из корпуса 64 IV-V ступеней и корпуса 69 VI - VII ступеней, стыки которых притянуты друг к другу болтами 66, часть из которых призонные. Спрямляющие лопатки статора высокого давления крепятся к корпусам верхними Т-образными полками, которые вставляются в соответствующие такие же Т-образные пазы, выполненные в корпусах. К нижним полкам лопаток крепятся внутренние полукольца 63 при помощи заклепок 62. Полукольца имеют цилиндрические пояски над гребешками воздушных лабиринтов на дисках ротора высокого давления. Спрямляющие аппараты от перемещения в окружном направлении зафиксированы сухариками, упирающимися в продольный разъем.
Статор высокого давления прикреплен задний фланцем к наружному кольцу заднего корпуса при помощи призонных болтов.
Корпус компрессора I ступени и спрямляющие лопатки I-УП ступеней изготовлены из титанового сплава. Корпусы компрессора II-VII ступеней изготовлены из стали.
Корпус компрессора I ступени имеет на внутренней поверхности поясок с легкосрабатываемым покрытием, расположенный над лопатками II ступени ротора компрессора.
Для обеспечения осмотра лопаток ротора компрессора без разборки двигателя, в стенках корпусов компрессора выполнены специальные окна, закрываемые заглушками. Окна для осмотра лопаток II, III и IV ступеней ротора компрессора расположены над лопатками ротора компрессора II- IV ступеней и закрываются заглушками 48, которые крепятся к корпусам компрессора на шпильках 77 с помощью гаек 76. Для облегчения снятия заглушек 48 в них предусмотрено по резьбовому отверстию под съемник. Окна для осмотра лопаток IV-VIII ступеней ротора компрессора расположены над спрямляющими лопатками IV-VII ступеней компрессора и закрываются быстросъемными заглушками 73, удерживающимися в корпусах компрессора с помощью пружин 72. Для снятия заглушки 73 необходимо нажать на заглушку и развернуть ее на 90°.