动力涡轮的主要部件及组装技巧

动力涡轮主要由第3级涡轮喷口隔板、第3级涡轮导向器（第3级涡轮喷口）、动力涡轮支架、第3级燃气涡轮盘、第2级涡轮导向器（第2级涡轮喷口）、第3级动力涡轮盘、第4级涡轮导向器（第4级涡轮喷口）、第4级动力涡轮盘以及废气收集器支架等组成，如图5.6和图5.7所示。

图5.6　动力涡轮总成

图5.7　动力涡轮部件组装

滑油集油壳盖由6个螺杆固定在动力涡轮支架上。这些螺杆的螺纹端在圆柱形定位销处终止，该圆柱形定位销用于第3级涡轮喷口径向和周向定位。集油壳盖通过两个金属U形封严圈，将其内径和外径一并封严在动力涡轮支架上。来自空气平衡室的空气可以流过支架和集油壳盖中的通道，并用于动力涡轮转子后侧的大直径和小直径的封严刀片形成的迷宫式封严组件。

用于润滑6号轴承和7号轴承的润滑油，由两个迷宫式封严件保持在动力涡轮支架的集油底壳内。其中一个封严件由动力涡轮支架和第2级涡轮盘转轴上的前一组封严刀片组成，另一个封严件由集油壳盖和迷宫式封严件组成。为了防止这些迷宫式封严件的滑油损失，有必要建立一个迷宫式封严件的封严压力，这个压力要略高于动力涡轮支架上的集油壳内空气压力。只要保持这样的压差，空气流就会流过迷宫式封严件而进入集油壳，这样滑油被保留在集油壳内。迷宫式封严件的封严压力由两个迷宫式封严件泄漏的空气量确定。其中，一个封严件由动力涡轮支架与位于第2级涡轮盘转轴周围的后部封严刀片组而形成，另一个封严件由集油底壳盖与动力涡轮转子后部的封严刀片形成。

第3级涡轮喷口是一个整体式镍合金熔模铸件，带有导向叶片和内、外环带。内环带上有6个切口或槽口，这些槽口被导向至6个螺栓的定位销末端，而这6根螺杆固定住滑油集油壳盖。第3级涡轮喷口有5个与第1级涡轮喷口相似的特殊导向叶片，这些导向叶片的芯部是开放式的，以便在动力涡轮周围进行支柱的组装。这些开放式的芯部开口称为鞍座。

第3级涡轮喷口隔板护罩，由镍合金制成，有1个外环带、1个内环带和5个带支柱的空气隔板。这个空气隔板护罩称为鞍座，安装在动力涡轮支架的支柱周围。空气隔板护罩的匹配凸缘在第3级涡轮喷口的鞍座内滑动。第3级涡轮喷口隔板护罩的外环带滑入第2级涡轮喷口并与之相匹配，这样就屏蔽了第2级涡轮转子叶片。

第3级涡轮喷口隔板护罩的内、外环带，与第3级涡轮喷口的内、外环带配合，因此，第3级涡轮喷口隔板将燃气涡轮的燃气导入第3级涡轮喷口。

动力涡轮支架有4个热电偶安装凸台，热电偶通过这些支架上的安装凸台和第3级涡轮喷口隔板护罩，延伸到燃气流中。热电偶感应燃气涡轮出口处的燃气温度，它是检测气体温度（MGT）指示系统的一部分。

第4级涡轮喷口由两个镍合金部件制成。铸造的喷口导向叶片环带内安装有键控浮动机械隔膜。喷口导向叶片部分的叶片和内外环带由熔模铸造而成。机械隔膜护罩将迷宫式封严刀片固定在第3级涡轮盘的前面。第4级涡轮喷口的外环有前后延伸部分，这一延伸部分覆盖防护着第3级涡轮盘和第4级涡轮盘。第4级涡轮喷口由喷口外环带上的8个凸舌径向和周向定位，这些凸舌与动力涡轮支架前凸缘上的槽口啮合。在动力涡轮转子进行平衡之前，必须将第4级涡轮喷口安装在第3级涡轮盘和第4级涡轮盘之间。因此，第4级涡轮喷口就成为动力涡轮转子组件的一部分。动力涡轮转子，如图5.8所示，由动力涡轮联轴器外轴螺帽、动力涡轮外轴、动力涡轮联轴器内轴螺帽、第3级和4级涡轮盘、金属环垫圈、第3级涡轮盘迷宫式封严件和动力涡轮内轴组成。

第3级和第4级涡轮盘是镍合金熔模铸件。转子叶片与围绕叶尖周围的防护环带被铸造成一体的涡轮盘。涡轮盘通过曲面形（Curvic TM联轴器）花键连接在一起。涡轮盘和迷宫式封严件由动力涡轮管状内轴和拧在其螺纹上的固定螺帽夹紧贴合在一起。动力涡轮内轴的最后部分用作6号轴承的内环。动力涡轮外轴通过带有曲面联轴器齿花键与第4级涡轮盘相连接。动力涡轮联轴器外轴螺帽通过螺纹拧在第4级涡轮盘上，把动力涡轮外轴固定在涡轮转子上。在动力涡轮转子组件的后部，迷宫式封严刀片在滑油集油壳盖内旋转，以调节进入动力涡轮支架集油壳的空气流量。第3级涡轮盘的正面有迷宫式封严刀片，在第4级涡轮喷口内径处形成封严。这个迷宫式封严件的作用是在第3级和4级涡轮盘之间形成级间封严。第3级和第4级涡轮盘之间，安装有一个金属环形垫圈，以防止热气流泄漏到动力涡轮转子的镗孔中，如图5.9所示。(www.xing528.com)

图5.8　动力涡轮转子总成

图5.9　动力涡轮支架中心毂示意

动力涡轮轴至小齿轮联轴器的两端通过花键连接。这个花键齿啮合进入动力涡轮外轴，并啮合进入螺旋动力传动系驱动（小齿轮）齿轮。而小齿轮联轴器将扭矩从动力涡轮转子传输到附件齿轮箱中的动力涡轮齿轮系。为了控制进入花键齿的滑油，联轴器在其与齿轮配合和轴配合的每一端的花键内侧安装了一个周向环状的聚四氟乙烯封严件。

废气收集器支架由镍合金铸件和金属板制成，如图5.10所示，具有多种功能：支撑发动机的后部；包含废气收集器和排气口；支持5号轴承。废气收集器的排气管由金属板制成，围绕中心定位轮毂和动力涡轮轴护罩，将动力涡轮轴与废气分隔开来。排气管道为单出口，沿发动机垂直中心线向上排放。废气收集器支架的结构连接部分是1个铸造件，它形成了轴承支架和封严件的腔体外壳，3个整体支柱连接到动力涡轮1个节段式的安装凸缘上。这个凸缘通过金属板连接到废气收集器的后凸缘上，金属板形成1个圆形管道，与矩形出口管道的后表面平齐。废气收集器支架由穿过节段安装凸缘的5个圆形管道，与矩形出口管道的后表面平齐。废气收集器支架由穿过节段安装凸缘的5个螺柱，固定在附件齿轮箱盖上。动力涡轮支架用螺栓固定在后部的安装凸缘上。构型垫圈在废气收集器支架中心毂和附件齿轮箱盖上的镗孔之间提供封严。

图5.10　废气收集器支架总成

涡轮的垂直防火墙位于废气收集器支架和附件齿轮箱盖之间。废气收集器支架的下部有水平金属板延伸件，带有用于连接防火墙的凸耳。垂直防火墙由两个螺帽和螺杆固定在下部。水平防火墙的前端有一个C形凸缘，该凸缘向下滑移至防火墙下部的后侧。

水平防火墙是一种不锈钢金属板冲压件，由两个螺杆固定，螺杆穿过废气收集器支架上的两个防火墙支架，连接至动力涡轮支架对接接缝处。动力涡轮和燃气涡轮支架底部的滑油回油接头穿过防火墙，为防火墙提供额外的支撑。因为防火墙将进入附件区域的热辐射降到了最低，所以安装在附件齿轮箱后侧的附件处于温度相对较低的区域工作。

波纹管封严件、止推板、5号轴承外环及其隔圈，通过内部卡环固定在废气收集器支架的前端。5号轴承的封严配合环和内环，通过固定螺帽固定在动力涡轮转轴前端。波纹管封严总成包括一个碳面封严件和一个波纹管封严件。当上述部件已安装在废气收集器支架和动力涡轮转轴上时，波纹管受到轻微压缩。因此，波纹管施加一个弹簧力，使碳面封严件紧靠着旋转的封严配合环。

发动机必须能够在机头朝上高达75°的姿态进行正常起动和运转。在机头朝上的情况下，在5号轴承封严配合环周围的空腔中可能存在滑油静压，这就要求在该位置使用正接触面的封严件。5号轴承是一个滚珠轴承，用作动力涡轮转子的止推轴承。