Трансмиссия двигателей наземных ГТУ. Валы, муфты, регулировочные опоры

Трансмиссия

Трансмиссия предназначена для передачи мощности с вала ротора свободной турбины двигателя на редуктор. Она состоит из вала и двух пластинчатых муфт: муфты редуктора и муфты двигателя. Муфты редуктора идентичны по конструкции и включают в себя фланцы и пакеты пластин. Муфта редуктора входит в конструкцию редуктора, а муфта двигателя в конструкцию двигателя.

Рисунок 1 – Трансмиссия.

Рама газогенератора

Рама газогенератора является силовым элементом и служит для крепления на ней газогенератора, крепление с рамой свободной турбины и установки на раму ГПА. Рама газогенератора служит также для установки и крепления газогенератора в транспортировочном контейнере.

Рама представляет собой сварную конструкцию из стальных катанных профилей, на которой устанавливаются кронштейны крепления подвески газогенератора, кронштейны крепления транспортировочных тяг, кронштейны крепления теплозащитных экранов, а также предусмотрены места для крепления арматуры и электропроводки газотурбинной установки.

Рисунок 2 – Рама.

Опоры

Опоры на раме делят на вертикальные, горизонтальные и клиновые.

Вертикальная опора состоит из неподвижного клина, подвижного клина и конической шайбы и предназначена для крепления рамы газогенератора и свободной турбины к раме ГПА. С помощью вертикальных опор осуществляется перемещение рамы газогенератора и рамы свободной турбины в вертикальной плоскости относительно рамы ГПА при центрировании двигателя при помощи подвижного и неподвижного клиньев.

Горизонтальная опора предназначена для перемещения рамы свободной турбины в горизонтальной плоскости при центрировании двигателя. С ее помощью фиксируется взаимное расположение рамы газогенератора и рамы свободной турбины относительно рамы ГПА в горизонтальной плоскости.

Клиновые опоры служат для предохранения крепежных резьбовых изделий вертикальных и горизонтальных опор от прокручивания посредством возникновения между ними сил трения. Клин может быть подвижным и неподвижным.

Муфты сцепления пусковых двигателей

Как правило, вал пускового двигателя должен быть разобщен от вала турбокомпрессора после того, как турбокомпрессор начнет самостоятельно работать. Исключение составляют только те пусковые двигатели, которые в процессе работы установки несут дополнительные функции: электродвигатели могут служить возбудителями главного генератора или вспомогатльными генераторами для зарядки аккумуляторов, гидродвигатели – масляными насосами. Как указывалось выше, электродвигатели в ряде случаев можно не отключать, так как на холостом ходу они потребляют незначительную мощность; можно не отключать также и пусковую паровую турбину, питаемую от котла-утилизатора, располагаемого в выпускном тракте ГТУ; при этой схеме питания паровая турбина вырабатывает полезную мощность, повышая общую эффективность установки.

Муфты сцепления служат для передачи крутящего момента от пускового двигателя к компрессору и разобщения валов при изменении знака момента.

Зубчатые муфты с принудительным управлением.Такие муфты выполняют с прямыми зубьями и включают сервомотором перед пуском установки. После того как турбокомпрессор начнет самостоятельно работать, подача энергоносителя к пусковому двигателю прекращается, затем муфта тем же сервомотором принудительно выводится из зацепления. Сервопривод может быть гидравлическим, пневматическим или электромагнитным – соленоидом.

Зубчатые муфты с винтовым приводом.Эти муфты автоматические; они без внешнего воздействия обеспечивают соединение при включении пускового двигателя и разъединение валов в момент начала самостоятельной работы турбокомпрессора. Такие муфты широко применяют в автомобильных стартерах и ГТУ малой мощности. Прямозубая шестерня пускового двигателя имеет внутри винтовую нарезку, которой она крепится на валу пускового двигателя. В момент включения двигателя шестерня получает осевое перемещение и входит в зацепление с венцом колеса привода. При изменении знака крутящего момента шестерня перемещается в обратном направлении и силовая цепь размыкается.

Обгонные муфты с цилиндрическими роликами.Эти муфты обеспечивают автоматическое включение и отключение пускового двигателя. При пуске установки звездочка заклинивает ролики и передает крутящий момент на обойму. При работе турбокомпрессора обойма обгоняет звездочку и муфта расцепляется.

Обгонные муфты свободного хода с заклинивающимися сухарями.В отличие от муфт с цилиндрическими роликами муфты с сухарями способны передавать значительно больший крутящий момент, так как число сухарей превышает число роликов и радиус кривизны сухаря существенно больше радиуса ролика. В тяжелых условиях работы при наличии вибраций и перегрузок могут быть использованы сухари с гарантированным постоянным контактом. При перегрузке муфты специальные боковые упоры сухарей предотвращают их перекатывание.

Фрикционные автоматические муфты.Во внешнем барабане, соединенном с валом ГТУ, закреплено три радиальных пальца, на каждый из которых свободно надет башмак. Конические пружины Бельвиля прижимают башмаки к внутренней втулке, напрессованной на вал пускового двигателя. В неподвижном состоянии башмаки плотно прижаты к втулке, изготовленной из металло-фрикционного материала, и муфта способна передать крутящий момент. По мере роста числа оборотов башмаки под действием центробежной силы преодолевают усилие пружин и отходят к внутренней поверхности барабана: механическая связь между втулкой и башмаками прерывается. Поворотом пальца регулируется сила нажатия пружин, чес устанавливается передаваемый крутящий момент и число оборотов размыкания муфты. Муфта может работать в сухом виде или в масляной ванне в широком диапазоне температур; она саморегулируется при износе и не нуждается в обслуживании. Наличие фрикционного звена предотвращает возможные поломки элементов трансмиссии.