Силовая схема и узлы крепления двигателя на самолете. Схема крепления двигателя


Крепление двигателей. Схемы крепления. Действующие нагрузки. Расчет на прочность

Крепление двигателей.

Выбор конструкции крепления двигателей зависит от типа двигателя, его компоновки на летательном аппарате, а также от величины и направления приложенных сил. К креплению двигате­лей предъявляются следующие основные требования:

- оно должно воспринимать все нагрузки, возникающие в различных условиях полета;

- быть прочным и жестким при минимальном весе;

- поглощать вибрации двигателя и воздушного винта с тем, чтобы они не передавались на конструкцию летательного аппарата;

- компенсировать температурные перемещения корпуса двигателя;

- обеспечивать быстрый монтаж и демонтаж.

В настоящее время все больше применяются на летательных аппаратах быстросъемные силовые установки. Такое крепление позволяет производить монтаж и демонтаж двигателя со всеми агрегатами и деталями, установленными на нем. При этом заранее смонтированный двигатель может быть предварительно опробован.

Крепление двигателя должно быть выполнено так, чтобы корпус его не входил в силовую схему летательного аппарата. Оно должнообеспечивать взаимозаменяемость двигателей, легкий и свободный доступ ко всем агрегатам, требующим периодического осмотра и регулировки во время эксплуатации. Удобству обслуживания всегда уделялось большое внимание, но сейчас простота обслуживания рассматривается наравне с важнейшими характеристиками силовой установки, такими как надежность, вес и др.

Схемы крепления.

На очертание и силовую схему крепления двигателя существенное влияние оказывает тип двигателя и его компоновка на летательном аппарате. Чаще всего конструктивные схемы крепления двигателей представляют собой пространственные фермы, соединяющие двигатель с каркасом летательного аппарата и имеющие не менее шести стержней. При этом стержни должны быть расположены так, чтобы обеспечивалась геометрическая неизменяемость системы. Однако часто встречаются фермы, имеющие больше шести стержней, что способствует повышению живучести системы. Все силовые элементы крепления двигателя выполняются из легированных высокопрочных сталей, термически обработанных.

Крепление звездообразного ПД состоит из трубчатого кольца, к которому крепится картер двигателя, и восьми приваренных к кольцу стержней, соединяющихся с каркасом самолета. Кольцо и стержни выполнены из стали 30ХГСА и соединены в узлах при помощи сварки. Для усиления сварных узлов стыковка труб производится при помощи косынок. В местах крепления фермы к каркасу самолета в стержни вварены проушины или фитинги. Картер двигателя крепится к кольцу при помощи шпилек на резиновых втулках. Узлы крепления фермы к каркасу самолета имеют резиновые амортизаторы.

С точки зрения строительной механики конструкция крепления двигателя представляет собой пространственную ферму и относится к классу сложных статически неопределимых систем. Узлы крепления соединены сваркой и их можно было бы считать жесткими. В этом случае при нагружении фермы стержни будут работать на растяжение — сжатие и на изгиб.Но так как изгиб получается небольшим, то для расчетов сварные жесткие узлы можно заменить идеальными шарнирами, работающими без трения. Трубчатое кольцо и картер двигателя принимают за абсолютно жесткие тела. Тогда стержни крепления будут работать только на растяжение — сжатие.

Крепление ТВД на летательном аппарате осуществляют при помощи пространственных стержневых систем, соединенных с узлами двигателя. Крепление может быть ферменного и ферменно-балочного типа.

На рисунке показано крепление двигателя к центроплану крыла посредством быстросъемной пространственной двухъярусной фермы и демпферов крепления двигателя к раме. К четырем амортизаторам рамы двигатель прикреплен при помощи двух передних и двух задних цапф. Нагрузку от тяги винта и часть нагрузки от веса двигателя, распределенную по правилу рычага, воспринимают передние амортизаторы. Задние амортизаторы воспринимают только часть веса двигателя.

Крепление двигателя состоит из рамы исиловой фермы. Рама состоит из восьми подкосов: шесть выполнены из стальных труб, на концах которых приварены крепежные детали, два задних представляют собой пустотелые стержни со смонтированными на них амортизаторам. Верхние, нижние и задние подкосы имеют на одном конце вилки с резьбовыми наконечниками, служащие для регулировки оси двигателя.

Силовая ферма служит для крепления рамы двигателя и силового шпангоута к лонжерону центроплана. Она состоит из восьми подкосов с узлами крепления ее к центроплану и с узлами для крепления силового шпангоута и рамы.

Конструкция крепления двигателя ферменно-балочного типа состоит из двух балок б и шести подкосов. Балки могут работать на изгиб от боковых сил. Стержни воспринимают лишь осевые нагрузки.

Двигатель крепится на четырех цапфах. Передние цапфы 1вставлены в амортизаторы. При помощи балок и верхних подкосов передние цапфы передают нагрузки на силовой шпангоут гондолы двигателя. Нагрузка от задних цапф передается на силовой шпангоут гондолы посредством подкосов-демпферов. Положение двигателя может изменяться путем регулирования длины внутренних подкосов 6 и задних амортизаторов.

Крепление ТРДна летательном аппарате может быть осуществлено при помощи рам, состоящих из стержней, или, если двигатель крепится на пилоне под крылом или в хвостовой части фюзеляжа, — при помощи вильчатых узлов, расположенных сверху на корпусе двигателя. Особенностью крепления ТРД является наличие на самом двигателе силовых поясов. Минимальное количество силовых поясов—два, один из которых является основным. На основном силовом поясе располагаются узлы, воз принимающие нагрузки Рх, Ру и Pz, а также моменты Мх и Му, на дополнительных поясах — узлы, воспринимающие нагрузку Ру и момент У ТРД напряженный температурный режим, вследствие чего его корпус подвержен значительным температурным расширениям. Поэтому двигатель должен быть закреплен так, чтобы компенсировать температурные перемещения корпуса.

На рисунке справа показано крепление ТРД к силовым шпангоутам фюзеляжа. Особенностью этой схемыявляется ее асимметрия. Внутри стержневой системы, состоящей из шести основных стержней 3, 4, 5 и 7, 8, 9 и одного дополнительного стержня 6, имеется плоский узел, образованный стержнями 1 и 2. Правильное положение двигателя на самолете достигается регулировкой длины шести основных стержней. Каждый стержень имеет резиновый демпфер для поглощения вибраций во время работы двигателя.

Особый интерес представляет крепление ТРД, расположенных на пилонах в хвостовой части фюзеляжа (рисунок ниже ). Пилон является силовым промежуточным звеном между двигателем и фюзеляжем. Каждый двигатель крепится в трех точках к штампованным и механически обработанным консольным балкам 1 и 8, присоединяемым по две с каждой стороны фюзеляжа в плоскости переднего и заднего поясов крепления двигателя. Консольные балки двутаврового сечения, выполненные из высокопрочной стали, образуют кессон небольшой высоты. Верхняя и нижняя обшивки этого кессона изготовлены из стали и подкреплены стрингерами. В хвостовой части фюзеляжа имеется два мощных механически обработанных шпангоута 5 и 6, изготовленных из легкого сплава, к котором крепятся поперечные горизонтальные балки, имеющие стальные лонжероны 7 и стенки 8 из алюминиевого сплава. На передней балке установлены узлы, воспринимающие нагрузки Рх, Ру и Plt а также моменты Мх, Му и Mt. Узлы крепления двигателя на задней балке воспринимают силы Ру, Р2, моменты Му и M.z и обеспечивают температурное расширение двигателя. Аналогично выполняется крепление ТРД на пилонах, расположенных под крылом.

Конструкции систем крепления двигателей на вертолетах сходны с конструкциями систем крепления двигателей на самолетах. При этом должна быть обеспечена возможность регулирования установки двигателя для соединения вала двигателя с редуктором.

Похожие статьи:

poznayka.org

Силовая схема и узлы крепления двигателя на самолете

 

Все нагрузки от газодинамических и инерционных сил и моментов, действующих на детали и узлы двигателя, воспринимаются силовым каркасом (силовым корпусом), в котором они частично уравновешиваются. Неуравновешенные внутри двигателя силы и моменты через узлы крепления передаются на самолет. Силы и моменты, действующие на роторы двигателя, уравновешиваются реакциями опор, которые также нагружают силовой каркас. Силовой каркас обладает достаточной прочностью и жесткостью при действии эксплуатационных нагрузок на всех режимах работы двигателя и при эволюциях самолета.

Силовую схему (рис. 1.4) двигателя ПС-90А составляют передний, средний и задний силовые пояса, корпусы газогенератора, корпусы опор ротора, корпусы наружного кон­тура и кронштейн силовой подвески. Передний силовой пояс образован разделительным корпусом 7, силовым кольцом подвески 10, передней опорой ротора вентилятора и под­порных ступеней 4, задней опорой ротора вентилятора 2 и передней опорой КВД 5. К разделительному корпусу крепятся тяги 8 переднего силового пояса, которые образуют переднюю подвеску двигателя к силовой балке пилона самолета 9.

Средний силовой пояс образован кольцом подвески 15, расположенным на корпусе КВД, опорой роликового подшипника ТВД 18 и передним роликовым подшипником ТНД 26. На кольце подвески 15 шарнирно закреплены две тяги 28, образующие узел крепления 14 (см. рис. 1.4, сечение Б-Б).

Задний силовой пояс образован задней опорой двигателя 22 и опорой роликового подшипника ТНД 23. В конструкцию задней опоры входит силовое кольцо 38. С помо­щью четырех тяг 31 и двух тяг 32 оно связано с наружным кожухом задней подвески 37. К задней опоре крепятся также три тяги 33 с кронштейном подвески 21, при помо­щи которого двигатель крепится к силовой балке пилона самолета.

Все три силовых пояса связаны между собой: передний и средний силовые пояса - тягой 11, а средний и задний - тягой 17. Таким образом, передняя подвеска передает на пилон самолета в точках крепления инерционные и аэродинамические силы, действую­щие на двигатель и гондолу в вертикальной плоскости. Задняя подвеска передает на пи­лон самолета прямую и обратную тягу двигателя, а также инерционные и аэродинамиче­ские силы, действующие в горизонтальных и вертикальных плоскостях и крутящий мо­мент в плоскости перпендикулярной оси двигателя. Тяги 11 и 17, поддерживая средний силовой пояс, повышают изгибную жесткость корпуса газогенератора и, таким образом, препятствуют прогибу корпуса газогенератора и роторов двигателя (их средние опоры жестко связаны с корпусом).

Подвеска двигателя не препятствует тепловому расширению корпусов газогенератора благодаря шарнирному соединению тяг.

 

Контрольные вопросы

 

1 .Каковы удельная масса и удельная тяга двигателя?

2.Изобразите схему двигателя. Найдите на схеме роторы высокого и низкого давле­ния и их опоры. Поясните кинематическую схему двигателя.

3.Каким образом обеспечивается свобода теплового расширения роторов двигателя при его нагреве во время работы?

4.Каким образом обеспечивается осевая фиксация роторов?

5.Каким образом обеспечивается передача крутящих моментов и осевых усилий меж­ду роторами турбины и компрессора?

6.Перечислите основные системы двигателя и поясните их назначение.

7.Какие агрегаты установлены на двигателе и каково их назначение?

8.Каким образом в конструкции двигателя обеспечена эксплуатационная технологич­ность?

9.Каким образом обеспечена контролепригодность двигателя?

10.Перечислите и покажите на схеме основные модули двигателя.

11.Изобразите силовую схему двигателя. Перечислите элементы, входящие в нее.

12.Какие усилия действуют на основные элементы конструкции (роторы, детали кор­пуса) и какими элементами они воспринимаются?

13. Найдите на схеме элементы, которые участвуют в передаче усилий с опор рото­ров.

14. Найдите на схеме основные элементы крепления двигателя на самолете. 15.Поясните назначение тяг 11 и 17 ( см. рис,1.4).

16.Каким образом обеспечена свобода теплового расширения корпусов двигателя при его нагреве во время работы?

 

 

КОМПРЕССОР

 

Назначение компрессора - сжатие воздуха и подача его в наружный контур и в ка­меру сгорания. Кроме того, сжатый в компрессоре воздух используется для противообледенителной системы самолета и наддува кабин и пассажирского салона, а также для ох­лаждения горячей части двигателя, наддува полостей уплотнения подшипниковых уч­ло», обеспечения работы агрегатов автоматики двигателя, для регулирования радиаль­ных зазоров и компрессоре высокого давления (КВД) и турбине.

Компрессор двигателя осевой, двухвальный, левого вращения. Основными узлами ком­прессора являются вентилятор, подпорные ступени, разделительный корпус и КВД.

Вентилятор

 

Вентилятор двигателя трансзвуковой (т.е. относительная скорость воздуха, обтекаю­щею профили лопаток но радиусу, изменяете» от дозвуковой до сверхзвуковой), приво­дится во вращение турбиной низкого давления ('ГНД)- Напомним, что в ТРРД с большой степенью двухконтурности вентилятор создает основную часть тяги. Общий вид венти­лятора и подпорных ступеней покачан на рис.2.1.

Вентилятор состоит из следующих основных узлов: рабочего колеса 3 с обтекате­лем 4, вала вентилятора 9, деталей опор вала, спрямляющего аппарата вентилятора 6 и корпуса вентиля гора 2 с переходником 1.

Рабочее колесо (РК) вентилятора вместе с ротором подпорных ступеней (ПС) образу­ет единый ротор компрессора низкого давления. Соединение обеих частей ротора и кре­пление их к валу осуществляются при помощи призонных болтов 13. Фланцы центри­руются по внутренней и наружной цилиндрическим поверхностям на фланце вала.

Диск рабочего колеса вентилятора является одной из наиболее нагруженных дета­лей двигателя, центробежная сила, действующая на одну лопатку па взлетом режиме, составляет около 600 кН (60 т). Диск выполнен из высокопрочного титанового сплава ВТ8, толщина его определяется требованием обеспечения статической прочности.

Рабочие лопатки вентилятора 3 имеют антивибрационные полки. На рабочем колесе расположены 33 лопатки, выполненные из титанового сплава ВТ8М. Они кренятся к дис­ку замком елочного типа, такой тип крепления лопаток позволяет уменьшить нагрузку на один зуб хвостовика лопатки и выступа диска по сравнению с традиционным креп­лением типа "ласточкин хвост". Кроме того, меньшая ширина хвостовика позволяет разместить большее число лопаток на ободе диска. Пол­ки в комлевой части лопаток образуют плавную поверхность проточной части.

 

 

 

Задний лабиринт вентилятора 12 с передним кольцом входного направляющего аппарата ПС образует воздушное уплотнение, препятствующее перетеканию воздуха повышенного давления из-за вентилятора. Благодаря этому уменьшается осевое усилие, действующее на упорный шариковый подшипник передней опоры вентилятора. Задний лабиринт 12 крепится болтами к выступу на ободе диска, он же удерживает рабочие лопатки 3 от пе­ремещения назад под действием осевой составляющей центробежной силы. От переме­щения вперед под действием давления воздуха лопатки удерживаются передним коль­цом, закрепленным на диске.

Рабочее колесо вентилятора закрыто вращающимся обтекателем 4, который обеспе­чивает плавный вход воздуха в рабочее колесо вентилятора и предотвращает попадание посторонних предметов во внутренний контур двигателя. Для этого его поверхность специально спрофилирована таким образом, чтобы не происходило срыва погранично­го слоя при обтекании и чтобы посторонние предметы, которые могут попасть в двига­тель, отражались в наружный контур.

В связи с тем, что обтекатель вращающийся, он должен быть тщательно отбаланси­рован, а его крепление предусматривает центрирование относительно рабочего колеса вентилятора по цилиндрическому пояску на переднем кольце. Обтекатель состоит из двух частей сварной конструкции из титанового сплава ОТ4.

Крепление обтекателя предусматривает возможность его быстрого съема при замене рабочих лопаток вентилятора, подверженных повреждениям от попадания в них посто­ронних предметов. Конструкция этого крепления показана на рис.2.1. Обтекатель 4 кре­пится к диску рабочего колеса вентилятора 16 болтами 19 через кольцо 17. Болты 19 имеют удлиненную головку; при отвинчивании болта головка входит в специальное от­верстие в кольце 18. Самоконтрящиеся гайки приклепаны к фланцу обтекателя 4 с внут­ренней стороны. Кольцо 18 фиксирует рабочие лопатки вентилятора от перемещения вперед. При замене лопаток откручиваются болты 19, снимается обтекатель и кольца 17 и 18, а затем лопатки. Для сохранения балансировки лопатки при замене подбирают постатическому моменту.

Задний конец вала вентилятора соединяется с валом турбины низкого давления. Конструкция этого соединения показана на рис.2.4. Крутящий момент от ТНД ротору вентилятора передается через эвольвентное шлицевое соединение валов. Для уменьше­ния осевого усилия на шарикоподшипник передней опоры и фиксирования ротора тур­бины низкого давления в осевом направлении роторы вентилятора и ТНД связаны соединительным болтом 5 (рис.2.4), Задним концом соединительный болт вворачивается в гайку 26. вставленную в вал ротора ТНД, Гайка 26 через сферическое кольцо 27 упира­ется в выступ вала; от проворачивания она удерживается выступами на торце вала венти­лятора, а в осевом направлении фиксируется разжимным стопорным кольцом 12. Головка соединительного болта 5 через два сферических кольца 6 и 7 опирается на выступ вала вентилятора. Сферические кольца благодаря возможности их самоустановления обеспе­чивают работу соединительного болта только на растяжение (т.е. исключают возмож­ность его изгиба). От отворачивания соединительный болт удерживается шлицевой контровочной втулкой 9, которая своими задними шлицами соединена с внутренними шли­цами головкой соединительного болта 5, а передними - с шлицевой втулкой 8. Втулка 9 удерживается крышкой 10, которая сама опирается через регулировочное кольцо 11 и разрезное пружинное кольцо 12 на шлицевую втулку 8. Последняя соединена с валом 3 цилиндрическими шрифтами. Чтобы разъединить валы вентилятора и ТНД необходимо снять пружинное кольцо 12, кольцо 11, крышку 10, втулку 9, а затем вывернуть соеди­нительный болт 5. При сборке эти операции производятся в обратном порядке.

Для балансировки ротора вентилятора предусмотрена установка балансировочных грузиков под головками винтов крепления заднего лабиринта и внутри задней цапфы вала.

За рабочим колесом вентилятора поток воздуха раздваивается ( см. рис.2. Г): боль­шая часть его поступает в наружный контур, а меньшая - во внутренний (в подпорные ступени и далее в КВД). Та часть потока, которая идет в наружный контур, проходит спрямляющий аппарат (СА) вентилятора 6, который спрямляет поток воздуха, закру­ченный лопатками вентилятора, до осевого направления; при этом продолжается повы­шение давления воздуха за счет преобразования его кинетической энергии в потенци­альную так как канал между лопатками С А диффузорный.

Наклонное положение лопаткам СА придано с целью уменьшения составляющей вектора скорости, перпендикулярной передней кромке лопатки. Благодаря этому умень­шаются волновые потери при обтекании лопаток (тот же эффект, что для стреловидного крыла самолета) и повышается КПД вентилятора. Большой осевой зазор между лопатка­ми СА и рабочими лопатками вентилятора позволяет снизить уровень шума.

Лопатки спрямляющего аппарата выполнены методом холодного вальцевания из ти­танового сплава ОТ4. Внутренняя и наружная полки лопаток приклепаны к ее перу. Они образуют проточную часть наружного контура. Наружные полки лопаток СА крепятся винтами к корпусу СА, а внутренние к кожуху при помощи болтов. Кожух 7 образует плавную проточную часть, заполняя пространство между внутренними полками СА и разделительным корпусом. На кожухе 7 расположены звукопоглощающие панели.

Корпус вентилятора 2 - сварной конструкции, изготовлен из титанового сплава ВТ6. Наружная поверхность его обмотана органитом 6НТ, назначение которой - Удержание лопаток, в случае их обрыва. Корпус вентилятора своим задним фланцем крепится к корпусу спрямляющего аппарата 5. К переднему фланцу корпуса вентилятора 2 крепится переходник 1. Центрирование этих фланцев обеспечивается цилиндрическими поясками. Обтекатель 4 (см.рис.2.1) обогревается горячим воздухом из-за 7-й ступени КВД. Воздух поступает по трубопроводам 14 и 15 и далее через отверстие "А" в вале вентилятора и трубу 11 в полость "Б" обтекателя и выходит через отверстия "В" в проточную часть.

Подпорные ступени

 

Напорность вентилятора зависит от квадрата окружной скорости, которая изменя­ется по радиусу. Поэтому в корневой части лопаток степень повышения давления воз­духа значительно ниже средней в вентиляторе. Подпорные ступени (ПС) предназначе­ны для повышения давления воздуха на входе в КВД. Степень сжатия воздуха в компрес­соре низкого давления составляет около 2,5, температура воздуха за подпорными ступе­нями около 100°С.

Для обеспечения устойчивой работы подпорных ступеней на нерасчетных режимах осуществляется перепуск воздуха за спрямляющим аппаратом ПС при помощи засло­нок перепуска, расположенных в разделительном корпусе.

Подпорные ступени (см.рис. 2.2) состоят из следующих узлов: ротора, входного на­правляющего аппарата (ВНА) подпорных ступеней 1, корпусов 1-й и 2-й подпорной ступеней (поз.З и 5) с направляющими аппаратами, спрямляющего аппарата (СА) под­порных ступеней 7.

Ротор подпорных ступеней является частью ротора вентилятора и включает рабочие колеса 1-й и 2-й ступеней (поз. 14 и 10 рис.2.2) и диск привода подпорных ступеней 12. Диски рабочих колес обеих ступеней крепятся к фланцу диска привода ПС призонными болтами. Центрирование этих деталей производится по цилиндрическим по­верхностям. Передним фланцем диск привода ПС крепится вместе с рабочим колесом вентилятора к валу также призонными болтами (рис.2.3).

Рабочие лопатки обеих ступеней соединяются с дисками замком типа "ласточкин хвост". От перемещения вдоль паза лопатки 1-й ступени удерживаются пластинчатым замком. Крестообразный пластинчатый замок вкладывается в крестообразную выемку, выфрезерованную в подошве хвостовика лопатки и загибаются вниз на торцах дисков с двух сторон. Лопатки 2-й ступени фиксируются штифтами.

Обод рабочего колеса 1-й ступени 14 имеет в передней и задней части кольцевые выступы с гребешками лабиринтного уплотнения.

Диски подпорных ступеней и вал привода ПС выполнены из титанового сплава ВТ8, рабочие лопатки - из сплава ВТ8М, а вал вентилятора - из стали ЭП517.

 

 

Входной направляющий аппарат подпорных ступеней 1 (рис.2.2) состоит из 77 ло­паток, внутреннего кольца 15 и разделительного носка 2. Лопатки ВНА выполнены из титанового сплава ВТ8М. Лопатки вставлены в разделительный носок и закреплены в нем болтами. Внутреннее кольцо ВНА с помощью заклепок соединяется с передним кольцом, образующим проточную часть. Цилиндрическая поверхность кольца 15 с гре­бешками диска 1-й подпорной ступени 14 образует лабиринтное уплотнение. С целью уменьшения радиального зазора в этом уплотнении цилиндрическая поверхность имеет срабатываемое покрытие. ВНА в собранном виде крепится винтами к корпусу 1-й под­порной ступени 3.

Корпус 1-й подпорной ступени 3 с направляющим аппаратом 4 состоит из наружного корпуса, кольца с направляющими лопатками и двух фланцев лабиринтов 11 и 13. Кор­пус изготовлен из титанового сплава ВТ6, на его внутренней поверхности имеется сра­батываемое покрытие. Лопатки выполнены из титанового сплава ВТ8М. С наружным кольцом они соединяются замком типа "ласточкин хвост". Внутренние полки лопаток образуют проточную часть. К буртикам внутренних полок приклепаны фланцы лабирин­тов со срабатываемым покрытием на цилиндрической поверхности.

К заднему фланцу корпуса 3 крепится своим фланцем корпус 2-й подпорной ступе­ни 5. Корпус 2-й подпорной ступени и спрямляющий аппарат 8 образуют проточную часть за ротором подпорных ступеней. Спрямляющий аппарат спрямляет поток воздуха до осевого направления. Корпус 2-й ступени выполнен из титанового сплава ВТ6.

Спрямляющий аппарат 8 состоит из наружного и внутреннего колец и лопаток. Ло­патки СА выполнены из титанового сплава ВТ8М и имеют наружные и внутренние пол­ки. Наклонное положение продольной оси лопаток СА соответствует криволинейное™ канала проточной части. Внутренние полки лопаток приклепаны к кольцу 9, образую­щему проточную часть за СА, Наружными полками лопатки соединяются с фланцами корпуса 5 2-й ступени СА и наружного корпуса СА 7 с помощью болтов, а задние концы полок входят в проточку наружного корпуса.

 

lektsia.com

Силовая схема и узлы крепления двигателя на самолете

 

Все нагрузки от газодинамических и инерционных сил и моментов, действующих на детали и узлы двигателя, воспринимаются силовым каркасом (силовым корпусом), в котором они частично уравновешиваются. Неуравновешенные внутри двигателя силы и моменты через узлы крепления передаются на самолет. Силы и моменты, действующие на роторы двигателя, уравновешиваются реакциями опор, которые также нагружают силовой каркас. Силовой каркас обладает достаточной прочностью и жесткостью при действии эксплуатационных нагрузок на всех режимах работы двигателя и при эволюциях самолета.

Силовую схему (рис. 1.4) двигателя ПС-90А составляют передний, средний и задний силовые пояса, корпусы газогенератора, корпусы опор ротора, корпусы наружного кон­тура и кронштейн силовой подвески. Передний силовой пояс образован разделительным корпусом 7, силовым кольцом подвески 10, передней опорой ротора вентилятора и под­порных ступеней 4, задней опорой ротора вентилятора 2 и передней опорой КВД 5. К разделительному корпусу крепятся тяги 8 переднего силового пояса, которые образуют переднюю подвеску двигателя к силовой балке пилона самолета 9.

Средний силовой пояс образован кольцом подвески 15, расположенным на корпусе КВД, опорой роликового подшипника ТВД 18 и передним роликовым подшипником ТНД 26. На кольце подвески 15 шарнирно закреплены две тяги 28, образующие узел крепления 14 (см. рис. 1.4, сечение Б-Б).

Задний силовой пояс образован задней опорой двигателя 22 и опорой роликового подшипника ТНД 23. В конструкцию задней опоры входит силовое кольцо 38. С помо­щью четырех тяг 31 и двух тяг 32 оно связано с наружным кожухом задней подвески 37. К задней опоре крепятся также три тяги 33 с кронштейном подвески 21, при помо­щи которого двигатель крепится к силовой балке пилона самолета.

Все три силовых пояса связаны между собой: передний и средний силовые пояса - тягой 11, а средний и задний - тягой 17. Таким образом, передняя подвеска передает на пилон самолета в точках крепления инерционные и аэродинамические силы, действую­щие на двигатель и гондолу в вертикальной плоскости. Задняя подвеска передает на пи­лон самолета прямую и обратную тягу двигателя, а также инерционные и аэродинамиче­ские силы, действующие в горизонтальных и вертикальных плоскостях и крутящий мо­мент в плоскости перпендикулярной оси двигателя. Тяги 11 и 17, поддерживая средний силовой пояс, повышают изгибную жесткость корпуса газогенератора и, таким образом, препятствуют прогибу корпуса газогенератора и роторов двигателя (их средние опоры жестко связаны с корпусом).

Подвеска двигателя не препятствует тепловому расширению корпусов газогенератора благодаря шарнирному соединению тяг.

 

Контрольные вопросы

 

1 .Каковы удельная масса и удельная тяга двигателя?

2.Изобразите схему двигателя. Найдите на схеме роторы высокого и низкого давле­ния и их опоры. Поясните кинематическую схему двигателя.

3.Каким образом обеспечивается свобода теплового расширения роторов двигателя при его нагреве во время работы?

4.Каким образом обеспечивается осевая фиксация роторов?

5.Каким образом обеспечивается передача крутящих моментов и осевых усилий меж­ду роторами турбины и компрессора?

6.Перечислите основные системы двигателя и поясните их назначение.

7.Какие агрегаты установлены на двигателе и каково их назначение?

8.Каким образом в конструкции двигателя обеспечена эксплуатационная технологич­ность?

9.Каким образом обеспечена контролепригодность двигателя?

10.Перечислите и покажите на схеме основные модули двигателя.

11.Изобразите силовую схему двигателя. Перечислите элементы, входящие в нее.

12.Какие усилия действуют на основные элементы конструкции (роторы, детали кор­пуса) и какими элементами они воспринимаются?

13. Найдите на схеме элементы, которые участвуют в передаче усилий с опор рото­ров.

14. Найдите на схеме основные элементы крепления двигателя на самолете. 15.Поясните назначение тяг 11 и 17 ( см. рис,1.4).

16.Каким образом обеспечена свобода теплового расширения корпусов двигателя при его нагреве во время работы?

 

 

КОМПРЕССОР

 

Назначение компрессора - сжатие воздуха и подача его в наружный контур и в ка­меру сгорания. Кроме того, сжатый в компрессоре воздух используется для противообледенителной системы самолета и наддува кабин и пассажирского салона, а также для ох­лаждения горячей части двигателя, наддува полостей уплотнения подшипниковых уч­ло», обеспечения работы агрегатов автоматики двигателя, для регулирования радиаль­ных зазоров и компрессоре высокого давления (КВД) и турбине.

Компрессор двигателя осевой, двухвальный, левого вращения. Основными узлами ком­прессора являются вентилятор, подпорные ступени, разделительный корпус и КВД.

Вентилятор

 

Вентилятор двигателя трансзвуковой (т.е. относительная скорость воздуха, обтекаю­щею профили лопаток но радиусу, изменяете» от дозвуковой до сверхзвуковой), приво­дится во вращение турбиной низкого давления ('ГНД)- Напомним, что в ТРРД с большой степенью двухконтурности вентилятор создает основную часть тяги. Общий вид венти­лятора и подпорных ступеней покачан на рис.2.1.

Вентилятор состоит из следующих основных узлов: рабочего колеса 3 с обтекате­лем 4, вала вентилятора 9, деталей опор вала, спрямляющего аппарата вентилятора 6 и корпуса вентиля гора 2 с переходником 1.

Рабочее колесо (РК) вентилятора вместе с ротором подпорных ступеней (ПС) образу­ет единый ротор компрессора низкого давления. Соединение обеих частей ротора и кре­пление их к валу осуществляются при помощи призонных болтов 13. Фланцы центри­руются по внутренней и наружной цилиндрическим поверхностям на фланце вала.

Диск рабочего колеса вентилятора является одной из наиболее нагруженных дета­лей двигателя, центробежная сила, действующая на одну лопатку па взлетом режиме, составляет около 600 кН (60 т). Диск выполнен из высокопрочного титанового сплава ВТ8, толщина его определяется требованием обеспечения статической прочности.

Рабочие лопатки вентилятора 3 имеют антивибрационные полки. На рабочем колесе расположены 33 лопатки, выполненные из титанового сплава ВТ8М. Они кренятся к дис­ку замком елочного типа, такой тип крепления лопаток позволяет уменьшить нагрузку на один зуб хвостовика лопатки и выступа диска по сравнению с традиционным креп­лением типа "ласточкин хвост". Кроме того, меньшая ширина хвостовика позволяет разместить большее число лопаток на ободе диска. Пол­ки в комлевой части лопаток образуют плавную поверхность проточной части.

 

 

 

Задний лабиринт вентилятора 12 с передним кольцом входного направляющего аппарата ПС образует воздушное уплотнение, препятствующее перетеканию воздуха повышенного давления из-за вентилятора. Благодаря этому уменьшается осевое усилие, действующее на упорный шариковый подшипник передней опоры вентилятора. Задний лабиринт 12 крепится болтами к выступу на ободе диска, он же удерживает рабочие лопатки 3 от пе­ремещения назад под действием осевой составляющей центробежной силы. От переме­щения вперед под действием давления воздуха лопатки удерживаются передним коль­цом, закрепленным на диске.

Рабочее колесо вентилятора закрыто вращающимся обтекателем 4, который обеспе­чивает плавный вход воздуха в рабочее колесо вентилятора и предотвращает попадание посторонних предметов во внутренний контур двигателя. Для этого его поверхность специально спрофилирована таким образом, чтобы не происходило срыва погранично­го слоя при обтекании и чтобы посторонние предметы, которые могут попасть в двига­тель, отражались в наружный контур.

В связи с тем, что обтекатель вращающийся, он должен быть тщательно отбаланси­рован, а его крепление предусматривает центрирование относительно рабочего колеса вентилятора по цилиндрическому пояску на переднем кольце. Обтекатель состоит из двух частей сварной конструкции из титанового сплава ОТ4.

Крепление обтекателя предусматривает возможность его быстрого съема при замене рабочих лопаток вентилятора, подверженных повреждениям от попадания в них посто­ронних предметов. Конструкция этого крепления показана на рис.2.1. Обтекатель 4 кре­пится к диску рабочего колеса вентилятора 16 болтами 19 через кольцо 17. Болты 19 имеют удлиненную головку; при отвинчивании болта головка входит в специальное от­верстие в кольце 18. Самоконтрящиеся гайки приклепаны к фланцу обтекателя 4 с внут­ренней стороны. Кольцо 18 фиксирует рабочие лопатки вентилятора от перемещения вперед. При замене лопаток откручиваются болты 19, снимается обтекатель и кольца 17 и 18, а затем лопатки. Для сохранения балансировки лопатки при замене подбирают постатическому моменту.

Задний конец вала вентилятора соединяется с валом турбины низкого давления. Конструкция этого соединения показана на рис.2.4. Крутящий момент от ТНД ротору вентилятора передается через эвольвентное шлицевое соединение валов. Для уменьше­ния осевого усилия на шарикоподшипник передней опоры и фиксирования ротора тур­бины низкого давления в осевом направлении роторы вентилятора и ТНД связаны соединительным болтом 5 (рис.2.4), Задним концом соединительный болт вворачивается в гайку 26. вставленную в вал ротора ТНД, Гайка 26 через сферическое кольцо 27 упира­ется в выступ вала; от проворачивания она удерживается выступами на торце вала венти­лятора, а в осевом направлении фиксируется разжимным стопорным кольцом 12. Головка соединительного болта 5 через два сферических кольца 6 и 7 опирается на выступ вала вентилятора. Сферические кольца благодаря возможности их самоустановления обеспе­чивают работу соединительного болта только на растяжение (т.е. исключают возмож­ность его изгиба). От отворачивания соединительный болт удерживается шлицевой контровочной втулкой 9, которая своими задними шлицами соединена с внутренними шли­цами головкой соединительного болта 5, а передними - с шлицевой втулкой 8. Втулка 9 удерживается крышкой 10, которая сама опирается через регулировочное кольцо 11 и разрезное пружинное кольцо 12 на шлицевую втулку 8. Последняя соединена с валом 3 цилиндрическими шрифтами. Чтобы разъединить валы вентилятора и ТНД необходимо снять пружинное кольцо 12, кольцо 11, крышку 10, втулку 9, а затем вывернуть соеди­нительный болт 5. При сборке эти операции производятся в обратном порядке.

Для балансировки ротора вентилятора предусмотрена установка балансировочных грузиков под головками винтов крепления заднего лабиринта и внутри задней цапфы вала.

За рабочим колесом вентилятора поток воздуха раздваивается ( см. рис.2. Г): боль­шая часть его поступает в наружный контур, а меньшая - во внутренний (в подпорные ступени и далее в КВД). Та часть потока, которая идет в наружный контур, проходит спрямляющий аппарат (СА) вентилятора 6, который спрямляет поток воздуха, закру­ченный лопатками вентилятора, до осевого направления; при этом продолжается повы­шение давления воздуха за счет преобразования его кинетической энергии в потенци­альную так как канал между лопатками С А диффузорный.

Наклонное положение лопаткам СА придано с целью уменьшения составляющей вектора скорости, перпендикулярной передней кромке лопатки. Благодаря этому умень­шаются волновые потери при обтекании лопаток (тот же эффект, что для стреловидного крыла самолета) и повышается КПД вентилятора. Большой осевой зазор между лопатка­ми СА и рабочими лопатками вентилятора позволяет снизить уровень шума.

Лопатки спрямляющего аппарата выполнены методом холодного вальцевания из ти­танового сплава ОТ4. Внутренняя и наружная полки лопаток приклепаны к ее перу. Они образуют проточную часть наружного контура. Наружные полки лопаток СА крепятся винтами к корпусу СА, а внутренние к кожуху при помощи болтов. Кожух 7 образует плавную проточную часть, заполняя пространство между внутренними полками СА и разделительным корпусом. На кожухе 7 расположены звукопоглощающие панели.

Корпус вентилятора 2 - сварной конструкции, изготовлен из титанового сплава ВТ6. Наружная поверхность его обмотана органитом 6НТ, назначение которой - Удержание лопаток, в случае их обрыва. Корпус вентилятора своим задним фланцем крепится к корпусу спрямляющего аппарата 5. К переднему фланцу корпуса вентилятора 2 крепится переходник 1. Центрирование этих фланцев обеспечивается цилиндрическими поясками. Обтекатель 4 (см.рис.2.1) обогревается горячим воздухом из-за 7-й ступени КВД. Воздух поступает по трубопроводам 14 и 15 и далее через отверстие "А" в вале вентилятора и трубу 11 в полость "Б" обтекателя и выходит через отверстия "В" в проточную часть.

Подпорные ступени

 

Напорность вентилятора зависит от квадрата окружной скорости, которая изменя­ется по радиусу. Поэтому в корневой части лопаток степень повышения давления воз­духа значительно ниже средней в вентиляторе. Подпорные ступени (ПС) предназначе­ны для повышения давления воздуха на входе в КВД. Степень сжатия воздуха в компрес­соре низкого давления составляет около 2,5, температура воздуха за подпорными ступе­нями около 100°С.

Для обеспечения устойчивой работы подпорных ступеней на нерасчетных режимах осуществляется перепуск воздуха за спрямляющим аппаратом ПС при помощи засло­нок перепуска, расположенных в разделительном корпусе.

Подпорные ступени (см.рис. 2.2) состоят из следующих узлов: ротора, входного на­правляющего аппарата (ВНА) подпорных ступеней 1, корпусов 1-й и 2-й подпорной ступеней (поз.З и 5) с направляющими аппаратами, спрямляющего аппарата (СА) под­порных ступеней 7.

Ротор подпорных ступеней является частью ротора вентилятора и включает рабочие колеса 1-й и 2-й ступеней (поз. 14 и 10 рис.2.2) и диск привода подпорных ступеней 12. Диски рабочих колес обеих ступеней крепятся к фланцу диска привода ПС призонными болтами. Центрирование этих деталей производится по цилиндрическим по­верхностям. Передним фланцем диск привода ПС крепится вместе с рабочим колесом вентилятора к валу также призонными болтами (рис.2.3).

Рабочие лопатки обеих ступеней соединяются с дисками замком типа "ласточкин хвост". От перемещения вдоль паза лопатки 1-й ступени удерживаются пластинчатым замком. Крестообразный пластинчатый замок вкладывается в крестообразную выемку, выфрезерованную в подошве хвостовика лопатки и загибаются вниз на торцах дисков с двух сторон. Лопатки 2-й ступени фиксируются штифтами.

Обод рабочего колеса 1-й ступени 14 имеет в передней и задней части кольцевые выступы с гребешками лабиринтного уплотнения.

Диски подпорных ступеней и вал привода ПС выполнены из титанового сплава ВТ8, рабочие лопатки - из сплава ВТ8М, а вал вентилятора - из стали ЭП517.

 

 

Входной направляющий аппарат подпорных ступеней 1 (рис.2.2) состоит из 77 ло­паток, внутреннего кольца 15 и разделительного носка 2. Лопатки ВНА выполнены из титанового сплава ВТ8М. Лопатки вставлены в разделительный носок и закреплены в нем болтами. Внутреннее кольцо ВНА с помощью заклепок соединяется с передним кольцом, образующим проточную часть. Цилиндрическая поверхность кольца 15 с гре­бешками диска 1-й подпорной ступени 14 образует лабиринтное уплотнение. С целью уменьшения радиального зазора в этом уплотнении цилиндрическая поверхность имеет срабатываемое покрытие. ВНА в собранном виде крепится винтами к корпусу 1-й под­порной ступени 3.

Корпус 1-й подпорной ступени 3 с направляющим аппаратом 4 состоит из наружного корпуса, кольца с направляющими лопатками и двух фланцев лабиринтов 11 и 13. Кор­пус изготовлен из титанового сплава ВТ6, на его внутренней поверхности имеется сра­батываемое покрытие. Лопатки выполнены из титанового сплава ВТ8М. С наружным кольцом они соединяются замком типа "ласточкин хвост". Внутренние полки лопаток образуют проточную часть. К буртикам внутренних полок приклепаны фланцы лабирин­тов со срабатываемым покрытием на цилиндрической поверхности.

К заднему фланцу корпуса 3 крепится своим фланцем корпус 2-й подпорной ступе­ни 5. Корпус 2-й подпорной ступени и спрямляющий аппарат 8 образуют проточную часть за ротором подпорных ступеней. Спрямляющий аппарат спрямляет поток воздуха до осевого направления. Корпус 2-й ступени выполнен из титанового сплава ВТ6.

Спрямляющий аппарат 8 состоит из наружного и внутреннего колец и лопаток. Ло­патки СА выполнены из титанового сплава ВТ8М и имеют наружные и внутренние пол­ки. Наклонное положение продольной оси лопаток СА соответствует криволинейное™ канала проточной части. Внутренние полки лопаток приклепаны к кольцу 9, образую­щему проточную часть за СА, Наружными полками лопатки соединяются с фланцами корпуса 5 2-й ступени СА и наружного корпуса СА 7 с помощью болтов, а задние концы полок входят в проточку наружного корпуса.

 

lektsia.info

Схема установки основного двигателя | Схемы автомобильные

Рис. Схема установки основного двигателя:1 — шайба опорная; 2 — накладка; 3 — втулка; 4 — болт; 5 — чашка защитная; 6 — гайка специальная; 7 — кронштейн задний; 8 — кольцо резиновое; 9 — болт; 10 — втулка внутренняя; 11 — втулка наружная; 12 — болт; 13 — прокладки; 14 — опора передняя; 15 — болт стяжной; 16 — опора задняя левая; 17 — штифт; 18 — прокладки; 19 — шпилька; 20 — опора задняя правая

Двигатель А-41 установлен на раму трактора ДТ75-М на эластичных амортизаторах по трехточечной схеме.

Амортизатор состоит из резинового кольца 8, привулканизированного к внутренней 10 и наружной 11 втулкам.

Передняя опора 14, закрепленная на передней балке двигателя при помощи стяжного болта 15 с гайкой, крепится на передних отверстиях кронштейнов оси рамы трактора болтами 12 и специальными гайками 6.

Задние кронштейны 7 прикреплены четырьмя шпильками 19 с гайками к двигателю и двумя болтами 9 с гайками 6 через амортизаторы к задним опорам.

Задние опоры 16 и 20 болтами 4 соединены с накладками 2, приваренными к лонжеронам рамы трактора. При установке двигателя А-41 резьбовая втулка 3 устанавливается в первое отверстие накладки 2.

Левая задняя опора 16 отличается от правой задней опоры наличием отверстия под штифт 17.

Для предотвращения попадания масла и топлива на резину на амортизаторы установлены защитные чашки 5.

Правильность установки двигателя на раме трактора обеспечивается применением регулировочных прокладок.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Схема крепления двигателя змз 402 » Электрические схемы

Блок схема алгоритма вычисления собственных чисел хаусхолдер гивенс схема крепления двигателя змз 402.

Сборка двигателя змз 409 сборку двигателя змз 409 производить в следующем порядке Ни один другой отечественный движок не породил такого количества дремучих предрассудков.

Яндекс новости 12 двигатель змз 402 1 маховик 2 монтажная проушина Форум увеличение кпд двигателя змз 409 уаз патриотов.

Запчасти и комплектующие двигателей змз для автомобилей уаз 31514 уаз 31512 уаз 3303 уаз хантер Система смазки грм кшм первое отсоединяем минусовую клемму акб во 183 покурили.

Главная oпиcaниe и cxeмa двигaтeлeй гaзeль oпиcaниe и cxeмa двигaтeлeй гaзeль усовершенствуем Многие владельцы автомобилей с 402 м мотором поднимают вопрос о его инжектировании плюсы.

Схема - двигателя d16a

Электроные схемы николы теслы

Схема смазки двигателя змз-402

Скачать схему на телевизор vigor rx-1255

Схема замены датчика топлива на лада приора

Электронная схема ультразвукового отпугивателя мышей

Схема унч телевизора голд-стар

Схема датчика освещенности на 12в

hipok.sytes.net

Схема крепления двигателя Камаз

КАМАЗ с двигателем RENAULT!!!!!!!Смотрите какой зверь!!!!!

Автомобили КАМАЗ с двигателями Cummins Камминс ISLe340 / 375

Регулировка муфты опережения впрыска топлива двигателя камаз 740

Дизель КАМАЗ-740.50 разборка с выявлением неисправности

установка балансира камаз

Как установить поршень на шатун КАМАЗ 740.62

Правильное подключение генератора "КАМАЗ" Евро 2. Connect generator "KAMAZ" Euro 2.

Регулировка корзины сцепления камаз

фильтр грубой очистки топлива КамаЗ с подогревом.

Одноцилиндровый компрессор КамАЗ вместо двухцилиндрового

Также смотрите:

  • Номер подшипника задней ступицы Камаз внутренний
  • КАМАЗ 54112 седельный тягач
  • Установкой самосвала Камаз
  • Автоцистерна на шасси Камаз 65111
  • КАМАЗ 5308 видео
  • Схема панели приборов КАМАЗ 6520
  • Автомобиль КАМАЗ 2015
  • Эвакуатор КАМАЗ видео
  • Устройство топливного насоса высокого давления КАМАЗ
  • Кабина КАМАЗа 65117
  • Все новые модели КАМАЗ
  • Брызговик Камаз задний резиновый
  • Камаз инкассация модель
  • Характеристика КАМАЗ 53229
  • Продукция завода КАМАЗ
Главная » Лучшее » Схема крепления двигателя Камаз

kamaz-kurgan.ru