Міністерство освіти і науки України

Національний авіаційний університет

Аерокосмічний інститут

Факультет літальних апаратів

Курсова робота

з дисципліни «Технічне обслуговування ПС та АД»

на тему: «Технічна експлуатація турбіни НК-8-2У турбореактивного двигуна»

Виконала студентка групи ФЛА 505

Супрунець М.В

Перевірив: Хімко А.М

Київ 2015

Зміст

1. Конструкція і роботатурбіни двигуна………………………………….	3
2. Діагностика двигуна……………………………………………………..	8
3. Демонтаж…………………………………………………………………	11
4. Аналіз пошкоджень елементів турбіни двигуна та методи відновлення…………………………………………………………………..	13
4.1 Найпоширеніші дефекти і методи їх визначення……………………	13
4.2 Дефекти лопаток……………………………………………………….	14
4.3 Методи усунення пошкоджень лопаток турбіни……………………	16
4.4 Дефекти робочих дисків турбіни……………………………………..	18
4.5 Методи усунення пошкоджень робочих дисків турбіни……………	20
4.6 Збірка турбіни двигуна і її тестування……………………………….	21
Висновки…………………………………………………………………......	23
Список використаних джерел………………………………………………	24

1. Конструкція і роботатурбіни двигуна.

Турбовентиляторний двигун НК-8-2У являє собою двоконтурний, двохкаскадний, газотурбінний двигун зі змішаним потоків повітря і газу (рис. 1). Цей двигун є модифікацією двигуна НК-8-2, у нього підвищена тяга, зменшена питома витрата палива і збільшена тяга реверсу. На злітному і крейсерському режимах у двигуна НК-8-2У більш високі запаси газодинамічної стійкості.

Рисунок 1 Двигун НК-8-2У

Конструктивно двигун складається з наступних вузлів: вхідного пристрою, осьового двокаскадного 10-ти ступінчастого компресора; середньої опори; кільцевої камери згоряння; осьової реактивної 3-х ступінчастої двокаскадної турбіни і вихідного пристрою. В газовій турбіні відбувається перетворення потенціальної енергії газу, отриманої при стисненні повітря в компресорі і нагріву його до високих температур в камері згоряння, в механічну роботу на валу. Ця робота витрачається на привід компресорів і агрегатів двигуна. Газова турбіна має ряд цінних якостей, таких, як простота конструкції, високая економічність, можливість отримання великої потужності в одному агрегаті, невеликі габарити і маса, зручність в експлуатації. На двигуні НК-8-2У встановлена двокаскадна трьохступінчаста турбіна (рисунок. 2). Перша турбіна (деталі 1, 2, 12) одноступінчаста високого тиску. Друга турбіна (4, 11) двоступінчаста низького тиску. Турбіна високого тиску витрачає механічну роботу на привід компресора високого тиску і на приводні агрегати, встановленні на коробках двигунових і літакових агрегатів. Турбіна складається з статора (1 і 2) і ротора 12 з опорою 5. Статор (рисунок 3) — це сопловий апарат, який складється з зовнішнього корпусу (деталі 6 и 8), внутрішнього корпусу (1 і 2) і лопаток 3.

1—статор турбіни ВТ: 2—проміжне кільце; 3—лопатка; 4— статор турбіни НТ; 5— задня опора; 6— змішувач; 7— конус; 8— динамічний суфлер; 9 і10— підшипники

Рисунок 2. Розріз турбіни двигуна

Зовнішній корпус складається з зовнішнього 6 і проміжного 8 кілець, з’єднаних болтами одним спільним фланцем з зовнішнім кормусом камери згоряння. Зовнішнє кільце має отвори окантовані спеціальними втулками, через які надходить повітря на охолодження лопаток. З фронтальної сторони кільце 6 опирається на зовнішній кожух жарової. Проміжне кільце 8 має два фланця і з внутрішньої сторони кільцеву проточку. В кільцеву проточку встановлені металокерамічні вставки 7 з гребнями які з гребнями зовнішніх полок робочих лопаток ротора утворюють ущільнення. До заднього фланця кріпиться болтами зовнішнє кільце 10 з соплового апарата другої ступені. Між кільцями 6 і 8 задопомогою виступів на зовнішніх полках фіксують лопатки.

: 1, 19, 21, 23—детали внутрішнього корпусу; 2— козирок; 3, 9, 18—лопатки; 4—дефлектор; 5—втулка; 6, 10, 14—зовнішні кільця; 7, 13, 15, 20, 22 -вставки; 8—проміжне кільце; 11 і 17—заглушки; 12 і 16—замкові кільця; 24—кільце жорсткості; 25—фланець

Рисунок 3. Статор турбіни

Внутрішній корпус зварної конструкції складається з внутрішнього кільця 23, конуса1 з фланцем 25 і кільцем жорсткості 24. На внутрішньому кільці 23 спереду приклепаний козирок 2, на який опирається внутрішній кожух жарової труби. Лопатки 3 за допомогою виступів на внутрішніх полках опираються на внутрішній корпус. Лопатки 3 пустотілі, охолоджуються. Профільна частина лопаток закінчується зовнішніми и внутрішніми полками з виступами для фіксації. Для ефективного охолодження профільної частини лопаток всередині встановленні дефлектори 4. Повітря, що охолоджує надходить через отвори в зовнішній полці і виходить через щілини в задній кромці профільної частини лопатки.

Ротор турбіни високого тиску (рисунок 4) складається з валу 1, робочого колеса задньої опори.

1—вал; 2—лопатка; 3—диск; 4—дефлектор; 5—лабіринтне кільце; 6 - болт; 7 і 11—втулки; 8—гайка-лабіринт; 9—роликовий підшипник;10— балансувальний болт; 12—труба, що підводить повітря.

Рисунок 4. Ротор турбіни ВТ

Турбіна низького тиску витрачає механічну роботу на привід компресора низького тиску і на приводні агрегати в передній, середній і задній опорах двигуна. Турбіна складається з статора 4, ротора 11 и задньої опоры 5 двигуна. Статор турбіни складається з двох соплових апаратів другої і третьої ступеней, аналогічних по конструкції. Кажен сопловий апарат складається з зовнішнього кільця (10 і 14), внутрішнього корпусу (19 і 21), лопаток (9 і 18) і замкового кільця (12 і 16).

Ротор турбіни (рисунок 5) складається з валу 20, дисків робочих колес другої 3 і третьої 4 ступеней, задньої опорі.

1 і 2— лопатки; 3 і 4— диски; 5— лабіринтне кільце; 6— болт; 7, 14 і 16— втулки; 8—форсунка; 9 і 15— підшипники; 10— жиклерне кільце; 11 і 19— гайки з екраном; 12—кришка лабіринту; 13— гайка; 17— кришка; 18–прокладка; 20— вал

Рисунок 5. Ротор турбіни НТ

2. Діагностика двигуна

Важлива роль в проблемі надійності двигуна належить методам контролю технічного стану, які дають можливість виявити несправності елементів на ранніх стадіях їхнього розвитку.

Контроль проводиться в три етапи:

• отримання інформації про фактичний стан двигуна;

• обробка первинної інформації яка включає в себе співставлення первинної інформації з встановленими вимогами, нормами, критеріями;

• представлення результатів контролю.

Контроль буває виробничий і експлуатаційний. При експлуатаційному контролі технічного стану в першу чергу виникає питання проте, до якого з двох компонентів: А₀ чи А₁ – відноситься технічний стан двигуна в даний момент часу. Таким чином , першою задачею експлуатаційного контролю є визначення працездатності функціональних систем ГТД з метою підтвердження їх працездатного стану або виявлення відмов(пошкоджень).

Якщо в результаті вирішення цієї задачі встановлена відмова, то виникає задача діагностування, тобто пошук місця відмови.

Розрізняють робоче і тестове діагностування. Робоче здійснюється вбудованими засобами контролю, тестове здійснюється після зупинки двигуна ( огляд лопаток, проба масла і т.д)

Оперативні дії, пов'язані з діагностикою турбіни є: візуальний огляд, головним чином, на пошкодження, та їх відповідність тих, згаданих в керівництві з технічного обслуговування (ММ) двигуна. Діагностика каналу двигуна проводиться за допомогою спеціальних пристроїв призначених для діагностування, використовуючи спеціальні діагностичні отвори зроблені у корпусі. Ці пристрої в основному оптичні та оптико-електронні бороскопи і чисто візуальні засоби.

Рисунок 6 Ендоскоп жорсткої лінзової конструкції

Рисунок 7. Волоконно-оптичний ендоскоп гнучкої конструкції

Рисунок 8. Ендоскоп лінзового типу жорсткої конструкції з підводом оптичного сигналу по криволінійному каналі

Рисунок 9. Діагностування лопаток ступені турбіни двигуна НК -8 -2У за допомогою ендоскопа через спеціально організовані лючки контролю в корпусі.

Оскільки турбіна працює при дуже високих температурах то всі її елементи зазнають великих вібраційних і температурних напружень. Високі температури відпрацьованих газів або вимкнення двигуна без достатнього часу для охолодження турбіни приводить до утворення нагару, а також до коксування масла і корозії підшипників, при цьому значні пошкодження виникають на валу і його ущільненнях. Лопатки піддаються одночасно корозійній і ерозійній дії газів, що приводять до зміни кольору або відшарування покриття, локальному оплавленні захисного покриття, чи його руйнування. До характерних пошкоджень дисків турбін відносяться втомні тріщини, оплавлення прогари, коксування.

3. Демонтаж

Турбіна – технологія обслуговування

Лючки для огляду робочих лопаток

Демонтаж/Монтаж(рисунок 10)

А. Загальна частина.

1. на задній оболонці двигуна в нижній частині справа по польоту, розміщенні два оглядових лючка.

2. лючки служать для проведення (при регламенті) контролю технічного стану поверхні лопаток турбіни. Передній лючок забезпечує доступ до лопаток турбіни І і ІІ ступеней, а задній лючок до лопаток турбіни ІІ і ІІІ ступені.

3. Обидва лючка аналогічні по конструкції.

Б. Підготуйтеся до демонтажу.

(1) відкрийте стулки мотогондоли.

В. Демонтуйте лючок.

(1) відігніть стопорні шайби 2 і відкрутіть гайки І кріплення кришки лючка на задній оболонці.

(2) зніміть кришку 3 і прокладку 7.

(3) вставте торцовий ключ (9х9 мм) в гніздо заглушки 5 до упору.

(4) відкрутіть заглушку 5 торцовим ключем 4 з корпусу лючка в сопловому апараті

Г. Деталі необхідні для монтажу.

(1) контрувальна шайба 0І4.0730…..3

(2) контрівка 84.432.005…………….І

(3) прокладка 84.541.021……………І

Д. Змонтуйте лючок на сопловому апараті.

(1) підготуйте заглушку до установки.

(2) встановіть під заглушку 5 стопорну шайбу 6. Загніть краї контрівки на заглушку. Переконайтеся що контрівка не падає з заглушки.

(3) вставте торцовий ключ (9х9 мм) в гніздо заглушки 5 до упору.

(4) встановіть заглушку на лючок до соплового апарату.

(5) введіть заглушку 5 торцевим ключем 4 через лючок до задньої оболонки и заверніть в корпус лючка на сопловому апараті до упору.

(6) вийміть ключ з гнізда заглушки.

(7) зафіксуйте стопорну шайбу 6 на заглушці ударом виколоткою до появи вмятини. Е. Змонтуйте лючок на задній оболонці.

(1) встановіть нову прокладку 7 на корпус лючка на задній оболонці.

(2) встановіть кришку 3 на корпус лючка на задній оболонці.

(3) встановіть нові стопорні шайби 2 на шпильки корпуса лючка.

(4) заверніть гайки І на шпильки корпуса лючка.

(5) законтріть контрівки ( на заглушку корпуса лючка) і гайки.

Рисунок 10. Демонтаж/Монтаж лючків