Контактное и бесконтактные масляные уплотнения

При работе двигателя масло может прорываться в газовый тракт и выбиваться через систему суфлирования по разъемам и приводам в атмосферу. Например. На входе в компрессор давление воздуха ниже атмосферного и масло может интенсивно подсасываться в газовый тракт со стороны узла передней опоры ротора ГТД и со стороны опоры вала винта ТВД.

Средняя и задняя опоры роторов ГТД находится под воздействием воздуха (газа), имеющего повышенное давление по сравнению с давлением в воздушно-масляных полостях этих опор, в результате чего может происходить перенаддув опор и выбрасывание масла в атмосферу.

Прорыв масла в газовый тракт не только увеличивается расход масла, но ухудшает условия работы камеры сгорания и повышает нагарообразование. Кроме того, при отборе воздуха из газового тракта на наддав герметических кабин попадающее масло приводит к дымлению в кабинах. Прорыв масла через приводы к электрическим агрегатам нарушает их работу.

Поэтому опоры роторов ГТД, узлы передач к генераторам, корпусы редукторов и приводов должны иметь масляные уплотнения, исключающие прорыв масла в газовый тракт и выброс его в атмосферу.

В контактных масляных уплотнениях путем прижатая элементов уплотнения к подвижным и неподвижным деталям создается сопротивление перетеканию масла.

На рис. 74, е показано воздушно-кольцевое уплотнение вала винта турбовинтового двигателя. На вал 8 винта посажена втулка 3, имеющая кольцевые канавки, в которых размещаются с небольшим осевым зазором уплотнительные бронзовые кольца 2. Силой упругости кольца 2 прижимаются к втулке 4, запрессованной в корпус редуктора. При вращении вала и втулки 3 кольца остаются неподвижными. Благодаря разности давлений по обе стороны колы оно прижимается к торцу канавки втулки, что создает сопротивление, препятствующее движению масла (рис.74, б).

Рис. 74. Виды лабиринтных уплотнений:

а —резьбовое; б — манжетное; в, г —кольцевые; и —уплотнение маслоотража-тельным диском; е — воздушно-кольцевое

Сжатый воздух, подаваемый через штуцер 6 (см. рис. 127, е}, по каналу в корпусе и крышке редуктора поступает в кольцевое пространство между кольцами 2, создавая воздушное сопротивление прорыву масла.

Дополнительно к воздушно-кольцевому контактному уплотнению применено резьбовое бесконтактное уплотнение На наружной поверхности щитка 5 нарезана резьба, направление которой подобрано так, что при вращении вала и щитка 5 масло отбрасывается в полость редуктора, так как между частицами масла и подвижной крышкой корпуса возникает сила трения F (рис. 74, а). Проекция этой силы Р, направленная по резьбе в сторону уплотняемой полости, препятствует перетеканию масла. Резиновое кольцо (см. рис. 74, е) препятствует прорыву масла по валу винта 8. Рабочие поверхности колец 2 выполняют с большой точностью, хромируй для уменьшения износа и обычно освинцовывают для лучшей приработки (0, 001—0, 002 мм). Зазор в стыке кольца в рабочем состоянии находится в пределах 0, 1 — 0, 25 мм.

При недостаточной упругости колец они при вращении вала увлекаются втулкой 3 и трутся о втулку 4. Это приводит к перегреву колец, износу (рис.74, г) и нарушению уплотнения.

Для повышения износостойкости торцовые поверхности канавок и внутренние поверхности втулок, по которым работают кольца, азотируются.

Контактное кольцевое уплотнении часто используются в сочетании с маслоотражательным диском, который уменьшает перетекание масла в сторону уплотнения. Масло, попавшее на отражательный диск, под действием центробежных сил и сил вязкости перемещается по поверхности диска до его кромки, сбрасывается на корпус и стекает к месту слива (рис.74, д). Маслоотражательные диски обычно устанавливают в узлах уплотнения носка вала винта, привода генератора и средней опоры ротора.

Контактное манжетное уплотнение (рис 74, б) создается обжатием вращающегося вала 9 резиновой маслостойкой манжетной 10, на отбортовку которой обычно надета спиральная пружина 11, спаянная в кольцо. Упругость пружины должна быть настолько велик, чтобы не пропускать масло, и в то же время она должна быть настолько мала, чтобы образовавшееся от трении тепло не повредило манжету. Эти противоречивые требования могут быть удовлетворены при малых окружных скоростях вала, равных 20-25 м/сек, поэтому применение таких уплотнений ограничено. Манжетные уплотнения применяют при уплотнении вала винта и в приводах агрегатов ГТД.

Бесконтактные масляные уплотнения применяются лабиринтного и резьбового типов, в которых между элементами уплотнения подвижных и неподвижных деталей имеется зазор, а перетеканию масла препятствуют сопротивления, создаваемые на пути движения масла.

В лабиринтных уплотнения сопротивление перетеканию масла создается за счет перепада давлений между газовой и масляной полостями. На рис.75 показано лабиринтное уплотнение средней опоры ротора турбовинтового двигателя.

Между цилиндрическими поясками втулки 6 вала турбины и кольцами, вращающимися вместе с ротором, и латунированными гребешками на неподвижных крышках 14 и 12 установлен минимальный зазор. Воздух с повышенным давлением из полостей А и Б устремляется через наружный лабиринт и втулку в полость В, создавая в ней повышенное давление, несколько большее, чем полости опоры.

Рис. 75. Бесконтактное лабиринтное уплотнение:

1—латунные гребешки крышек yплотнений; 2 —форсунка масляная (задняя); 5 —сепаратор; 4 —роли 5 —внутренняя обойма; 6 —втулка вала турбины; 7 —гайка; 8 — наружная обойма; 9 —фланец с тремя форсунками; 10 —трубка подвода масла; 11—корпус заднее опоры; 12 — крышка лабиринт а зад ней опоры (внутренняя); 13— труба отвода воздуха; 14 — крышка лабиринта задней опоры (наружная)

Таким образом полость А отделено от полости опоры внутренним лабиринтом и зоной повышенного давления воздуха в полости В, благодаря чему предотвращается проникновение масла из опоры в газовый тракт. Чтобы не было перенаддува опоры, воздух из полости В частично отводится по трубке 13 в заднюю разгрузочную полость ротора.

Глава IX