Ротор турбокомпрессорной группы

Ротор турбокомпрессорной группы состоит из двух частей: ротора компрессора с двенадцатью ступенями рабочих лопаток и ротора турбины высокого давления с тремя ступенями рабочих лопаток. Оба ротора жестко соединены между собой при помощи фланцев и призонных болтов с гайками. Гайки стопорятся шплинтами. При стыковке обеих частей ротора необходимо строго следить за равномерностью затяжки болтов. Величина затяжки контролируется по удлинению болта и должна составлять 0,17 - 0,21 мм. Разница удлинений между отдельными болтами не должна превышать 0,03мм.

Ротор турбокомпрессорной группы двухопорный, вращается по часовой стрелке, если смотреть по ходу газа. Ротор компрессора барабанного типа, ротор турбины цельнокованый трехдисковый. Большие внутренние полости в компрессорной и турбинной части ротора уменьшают нагрузку на опорные вкладыши и позволили получить «жесткий» ротор. Ротор компрессора выполнен из стали 34ХНЗМ, турбины - из стали Р2М, болты выполнены из стали 25Х1МФ, гайки - из стали 35ХМ.

Лопатки компрессора имеют закрученный профиль с постоянной хордой по высоте. Переход от профильной части к хвосту осуществлен в виде полочки в форме параллелограмма. Хвост многозубчатый. Материал лопаток - нержавеющая сталь 2Х13.

Лопатки устанавливаются в окружные пазы ротора. Между лопатками располагаются вставки с зазором между хвостами лопаток и вставок не более 0,03 мм. На место последней в ряду вставки устанавливается замок, который представляет собой вставку, разрезанную на две части в осевом направлении. Между этими частями забивается клин, состоящий в радиальном направлении из двух частей. Выступы о6оих половин вставок отгибаются на клин. Материал вставок сталь 20.

Лопатки турбины в.д. имеют закрученный профиль с уменьшающейся хордой к вершине лопатки. Хвост - двузубчатый. Переход от хвоста к профилю выполнен в виде прямоугольной полки. На вершине лопатки со стороны внутреннего профиля выполнено утонение. Материал лопаток 1 и 2 ступеней - жаропрочный сплав ЭИ-765, 3 ступени - нержавеющая сталь 2Х12ВМФ.

Лопатки ТВД заводятся в ротор в осевом направлении. Установленные в пазы ротора лопатки могут свободно покачиваться. Для предотвращения осевых перемещений лопатки стопорятся при помощи специальных пластинок, которые устанавливаются в пазы дисков перед заводкой лопаток. Один конец пластинки заранее отогнут, второй отгибается после заводки лопатки. Полки лопаток между ступенями, а также по окружности каждой ступени, стыкуются с зазором который необходим, чтобы лопатки могли свободно расширяться при нагревании.

Ротор и хвостовики лопаток охлаждаются продувкой воздуха под полками рабочих лопаток. Охлаждающий воздух после направляющих лопаток последней ступени компрессора по радиальным сверлениям поступает во внутреннюю полость ротора, откуда через наклонные отверстия направляется в камеру между дисками I-й и II-й ступени. В этой камере поток раздваивается: в сторону I-й ступени и в сторону II-й и III-й ступени. К ротору со стороны выхода газа прибалчивается дроссельный диск, имеющий осевые отверстия для прохода охлаждающего воздуха. Площадью этих отверстий определяется расход воздуха через II-ю и III-ю ступень. Дроссельный диск выполнен из стали Р2М.

Для того, чтобы протечки воздуха в проточную часть были минимальными, щели между смежными лопатками как по окружности, так и в осевом направлении, уплотнены пластинками, имеющими специальный профиль. Эти пластинки устанавливаются в пазах, выполненных в полках лопаток и дроссельном диске, и не препятствуют расширению лопаток при нагревании. Материал пластинок - нержавеющая сталь Х18Н9Т.

Ротор ТВД частично охлаждается также воздухом, проходящим через уплотнение между компрессором и турбиной и через уплотнение внутреннего подшипника.

В окончательно собранном роторе компрессорной группы проверяется качество уплотнений стыков между лопатками, т.к. расход воздуха на охлаждение должен быть оптимальным. Эта проверка производится с помощью специального приспособления, которое состоит из уплотняющего торцы диска I-й ступени ротора ТВД и дроссельного диска устройства, измерительной диафрагмы с мерной шайбой и четырех гибких шлангов. Сжатый воздух через измерительную диафрагму с помощью гибких шлангов подводится во внутреннюю полость ротора через четыре радиальные отверстия. Через пятое отверстие замеряется давление внутри ротора. По соотношению перепада давления на мерной шайбе и давлению во внутренней полости ротора оценивается качество уплотнений (В формуляре турбины дан график).

С передней стороны ротора выполнена шейка опорно-упорного вкладыша и упорный диск. Заканчивается ротор фланцем, к которому приболчен промежуточный валик. Через этот валик ротор посредством муфты и зубчатого зацепления может быть подключен к турбодетандеру или к приспособлению для ручного проворачивания, используемого при сборке.

На заднем конце ротора выполнена шейка опорного вкладыша. По наружному диаметру фланцев ротора компрессора и турбины, а также по двум диаметрам со стороны переднего и заднего концов ротора проточены канавки, в которые зачеканиваются усики уплотнений, выполненные из стали Х18Н9Т-М толщиной 0,3 мм. На передней стенке барабана ротора компрессора и на задней стенке диска 3-й ступени ротора ТВД выполнены проточки в форме ласточкина хвоста, которые служат для размещения и крепления грузов при балансировке ротора. Подъем ротора ВД производится с помощью специального приспособления, предназначенного также для подъема ротора турбины низкого давления.