Направляющие лопатки располагают внутри статора консольно или с двусторонним креплением. Обычно они соединяются в полукольца, которые крепятся винтами к корпусу статора.
Рабочие лопатки осевого компрессора являются одним из самых нагруженных элементов ГТД. Они выполняются с высокой степенью точности и с минимальной шероховатостью. Крепятся рабочие лопатки к ротору чаще всего трапециевидным пазом типа «ласточкин хвост», либо креплением елочного типа.
С целью предотвращения перетекания воздуха помимо рабочих и направляющих лопаток, зазоры между рабочей лопаткой и статором и между направляющей лопаткой и ротором делаются минимальными. Обычно радиальные зазоры в осевых компрессорах составляют от 1,35 до 2,92 мм.
|
С целью уменьшения протечек воздуха между ступенями компрессора и из пространства за последней ступенью применяются уплотнения. Уплотнения, располагаемые между ступенями компрессора, называют промежуточными (внутренними), за последней ступенью – концевыми. Наиболее часто в осевых компрессорах применяют лабиринтовые уплотнения (рис. 44).
Принцип работы лабиринтового уплотнения основан на последовательном расположении по ходу движения воздуха (или другой газообразной среды) узких щелей, в которых происходит процесс разгона потока и дросселирования (потери давления), и расширительных камер, в которых происходит завихрение потока воздуха и потеря им скорости и энергии. Чем большие перепады давлений должно удерживать уплотнение, тем большее количество уплотнительных гребней оно содержит. Для дозвуковых компрессоров в промежуточных уплотнениях размещают от 3 до 5 уплотнительных гребней, в концевых – от 10 до 12 уплотнительных гребней.
| Рис. 44. Виды лабиринтовых уплотнений осевых компрессоров |
Самым эффективным является уплотнение 44.г, но оно наиболее сложно в изготовлении и при сборке. Наихудшим по своим свойствам является уплотнение 44.а; при гладком вале хорошие уплотнительные свойства имеет уплотнение 44.б.
Подшипники компрессора предназначены для восприятия радиальных и осевых нагрузок ротора. Как правило в компрессорах ГТД применяются шарикоподшипники – для восприятия осевых и радиальных нагрузок, и роликовые – для восприятия радиальных нагрузок. Находят также применение и подшипники скольжения.
В связи с экстремальными условиями работы (частоты вращения роторов ГТД составляют от 5000 до 18000 об/мин, температура подшипников может достигать 180 оС), подшипники ГТД имеют увеличенные радиальные и осевые зазоры. Масляные полости подшипников изолируются от проточной части компрессора лабиринтовыми уплотнениями.
Антипомпажные устройства. Важной особенностью лопаточных компрессоров является наличие зоны неустойчивой работы, в которой возникает явление помпажа – срыва работы осевого компрессора, сопровождающееся обратным током воздуха через проточную часть, резкими колебаниями давлений воздуха и температур в проточной части.
При возникновении помпажа резко снижается производительность осевого компрессора, увеличиваются амплитуды колебаний лопаток (явление флаттера), усиливается вибрация всех деталей ротора.
Основными мероприятиями, направленными на предотвращение возникновения помпажа осевого компрессора являются:
- устранение неравномерности потока воздуха на входе в компрессор;
- уменьшение воздушных объемов после компрессора;
- расположение напорной арматуры как можно ближе к компрессору;
- снижение частоты вращения ротора при уменьшении расхода воздуха;
- использование в конструкции осевого компрессора специальных антипомпажных устройств.
В качестве антипомпажных устройств в судовых ГТД используются:
- поворотные лопатки входного направляющего аппарата или нескольких первых рядов направляющих лопаток. Поворот лопаток осуществляется одновременно на заданный угол с помощью специального кольца на корпусе компрессора и рычажной передачи к каждой направляющей лопатке. Привод поворотного механизма осуществляется пневматическими или гидравлическими сервомоторами;
- перепуск воздуха из промежуточных ступеней компрессора в атмосферу. Перепуск воздуха выполняется через специальные окна на корпусе, закрываемые лентой перепуска воздуха, или через специальный клапан. Управление закрытием или открытием органов перепуска воздуха происходит с помощью пневматических сервомоторов по сигналу от датчика оборотов компрессора.
К преимуществам осевых компрессоров относят:
- высокие подачи воздуха (до 300000 м3/ч);
- высокий КПД на расчетных режимах (до 86 ÷ 89 %);
- относительно небольшие радиальные размеры.
Недостатками осевых компрессоров являются:
- узкий диапазон устойчивой работы;
- резкое снижение КПД на нерасчетных режимах работы;
- низкая степень сжатия – 
одной ступени (до 1,35) и, как следствие, необходимость использования многоступенчатых компрессоров;
- меньшая надежность по сравнению с другими типами компрессоров.