Конструкция дисков и валов осевых газовых турбин

Диски:

Диск турбины состоит из обода и полотна.

Обод представляет собой периферийную часть диска, предназначенную для размещения и крепления рабочих лопаток. Ширина обода в 1,2...2,5 раза превышает толщину полотна.

Пазы соединения елочного типа выполняются по оси обода диска или под некоторым углом для размещения большего числа лопаток.

Профиль полотна диска для оптимизации распределения напряжений по радиусу выполняют обычно коническим с увели­чением толщины сечения к центру.

Угол конусности невелик (не более 4...8°), а отношение максимальной и минимальной толщин находится в пределах 1,2...2,5, причем большие значения относятся к дискам большего диаметра и с большим перепадом температур по радиусу.

Диски с центральным отверстием имеют уширение в центральной части — ступицу, служащую для снижения окружных напряжений на радиусе отверстия.

В полотне диска выполняют отверстия для прохода охлаждающего воздуха.

На диске имеются также фланцы для крепления лабиринтных колец и втулок, вращающихся дефлекторов, балансировочных грузиков.

Диск имеет барабанные участки или фланцы для соединения дисков между собой и с валом.

В зависимости от особенностей соединения дисков между собой и с валами различают неразбор­ные и разборные роторы.

Соединение дисков с валом или между собой должно обеспе­чивать надежную передачу нагрузок (прежде всего крутящего момента и осевой силы), сохранять центровку и балансировку ротора, быть достаточно технологичным в производстве и ре­монте.

Кроме того, соединение диска с валом должно обладать повышенным термическим сопротивлением, препятствующим передаче тепла на вала на подшипник.

К неразборным относятся конструкции, в которых диск вы­полняется заодно с валом или они соединяются между собой сваркой. Такие конструкции находят применение в малогабаритных ГТД.

Валы турбин:

Конструкция вала турбины опреде­ляется схемой двигателя и располо­жением опор.

С одной стороны вал обычно имеет фланец соединения с дис­ками, а с другой — шлицевой пояс и конструктивные элементы для соедине­ния с ротором компрессора или редук­тором.

Валы выполняют пустотелыми и возможно большего диаметра для обеспечения необходимой изгибной жесткости ротора.

В двухопорных ро­торах валы представляют собой свар­ные тонкостенные вращающиеся кони­ческие или цилиндрические оболочки.