Баланс осевых сил в ТРД
Тяга ТРД образуется в результате суммирование осевых составляющих сил входного устройства, ВНА, направляющих аппаратов всех ступеней компрессора, камеры сгорания, турбины и выходного устройства. В ГТД тягу увеличивает также осевое усилие на РУП.
Эти усилия через корпус двигателя, силовые пояса и узлы крепления двигателя передаются на самолет, создавая тягу
Силовые системы роторов включают роторы компрессоров, турбин и соединяющие их валы. Они различаются по количеству и расположению опор. Каждый ротор двигателя должен иметь как минимум две опоры (роторы крупных ГТД могут иметь 3 или 4 опоры).
Одна из опор ротора - радиально-упорная. Она обеспечивает его осевую фиксацию относительно статора и кроме радиальных нагрузок воспринимает осевую силу ротора. В радиально-упорных опорах используются шариковые подшипники.
В остальных, радиальных опорах- используют роликовые подшипники. Схемы систем роторов (использовать лабораторные работы студентов).
Радиальные связи
Рассмотрим одновальный двигатель. По числу опор он может быть
двухопорным, трехопорным и четырехопорным.
Двухопорные
Достоинство – система статически определима.
Недостаток – большое расстояние между опорами, следовательно, малая жесткость и большие прогибы.
Рассмотрим схему а. Достоинство – задняя опора расположена в зоне низких температур.
Недостаток – большое расстояние между опорами. Пример: КВД двигателя Д-36.
Схема б. Достоинство – малое расстояние между опорами.
Недостаток – консольное расположение роторов ОК и ГТ, что возможно при числе ступеней, не превышающем 3.
Поэтому в компрессорах применяется только в каскаде НД – на вентиляторе. При большем числе ступеней увеличиваются прогибы ротора, что и ограничивает применение данной схемы.
В чистом виде такая схема практически не применяется.
Схемы в, г. Достоинство – снижается расстояние между опорами.
Недостаток – связан с появлением консольных участков, о которых говорилось при рассмотрении схемы б.
Схема в применяется в двигателях без ВНА, в основном для размещения вентилятора (вентилятор двигателя Д-36).
Схему г можно использовать только при небольшом количестве ступеней турбины (каскад СД двигателя Д-36).
Трехопорные
Радиально-упорный подшипник желательно ставить ближе к узлу, где осевое смещение ротора влияет на осевой зазор. Обычно РУП ставится в районе средней опоры двигателя.
Достоинство:
– повышенная жесткость ротора.
Недостатки –
1. Система один раз статически неопределима, если ротора ОК и ГТ соединены жестко.
2. Повышенные требования к соосности опор.
Для того, чтобы система была статически определима, в узел соединения вводят шарнир, а крутящий момент передается через шлицы.
Схема а. Достоинство – удобство доступа к РУП в процессе эксплуатации с целью его осмотра и дефектации.
Недостаток – большое удлинение ротора в районе турбины.
Пример – ГТД 3Ф, ТВД-10Б.
Схема б. Достоинство – оптимальное распределение удлинения по оси ротора. Пример – АЛ-21Ф-3, КНД Д-30, Д-30КУ (если не учитывать межвального подшипника).
Схемы в, г. Достоинство – уменьшается расстояние между опорами и, следовательно, повышается жесткость ротора и возрастают критические обороты.
Недостаток – наличие консольных участков требует увеличенных радиальных зазоров по лопаткам, что приводит к снижению кпд.
Примеры. Схема в) может использоваться только для компрессоров без ВНА: АИ-25, каскад НД ПС-90 (без учета межвального подшипника), Р-79В-300 (подъемно-маршевый двигатель, «Союз»).
Схема г): АИ-20, АИ-24, АЛ-7, АМ-3, АМ-5, РУ-19-300, РД-9Б, Д-25В,
Д-20П.
Как видно из приведенных примеров, наибольшее применение нашли схемы б) и г).
Дата добавления: 2021-04-21; просмотров: 446;