Высокое качество изготовления и ремонта отдельных деталей, узлов и агрегатов двигателя является важнейшей предпосылкой его безотказной работы в пределах установленного ресурса. На этапе сборки двигателя выполняются технологические операции, влияющие на степень реализации заложенных в нем функциональных характеристик и показателей надежности.

Одной из главных задач сборки авиационного ГТД является обеспечение соосности всех опор роторов относительно друг друга и в целом вдоль всей базовой оси двигателя, а также необходимых значений осевых и радиальных зазоров между деталями ротора и статора двигателя. Соосностью этих опор называют такое взаимное расположение базовой оси двигателя и осей посадочных поверхностей подшипников опор, при котором отсутствуют их угловые или параллельные смещения относительно друг друга. Рассмотрим проблему обеспечения соосности только посадочных мест подшипников в опорах роторов двигателя.

Предположим, что подшипники в опорах устанавливаются без перекоса колец, а ротор изготовлен в соответствии с требованиями чертежа.

Наиболее остро проблема обеспечения соосности опор роторов двигателя встает при проведении модульного ремонта.

Выполнение такого восстановительного ремонта возможно на месте базирования летательного аппарата, а не только в заводских условиях. Но целесообразность выбранного объема восстановительных работ, как и выбор места их проведения, определяются во многом применяемыми способами контроля и обеспечения соосности опор роторов двигателя.

Для того, чтобы правильно ориентироваться в разнообразных способах сборки двигателя, необходимо установить причинно-следственные связи возникновения несоосности опор его роторов и выбрать метод ее устранения, а таковых на сегодняшний день известно немало. Конкретный выбор тех или иных методов определяется конструктивной схемой и техническим состоянием двигателя, а также целями и задачами проводимых работ.

Несоосность опор ротора ГТД может возникнуть по следующим причинам: несоответствие конструктивных параметров узлов и агрегатов статора требованиям чертежа; выход за допустимые значения суммарной погрешности конструктивных параметров составных частей корпуса двигателя; деформация составных частей двигателя в процессе его эксплуатации.

Частичная разборка двигателя, даже модульной конструкции, требует выполнения отдельных технологических операций, гарантирующих сохранение соосности опор его роторов. Рассмотрим, например, двигатель типа РД-33.

Существует детальное описание различных способов обеспечения соосности опор роторов двигателя для большого количества возможных сочетаний замены узлов. Но, к сожалению, далеко не всех. Необходимость разработки новых способов была обусловлена отсутствием технологий обеспечения соосности опор роторов двигателя в процессе его частичной разборки и сборки для замены на двигателе одного из следующих узлов: переднего корпуса вентилятора; корпуса опор двигателя; камеры сгорания (КС); модуля камеры сгорания с сопловым аппаратом (СА) турбины высокого давления (ТВД); соплового аппарата турбины высокого давления; рабочего колеса турбины высокого давления; ротора турбины низкого давления (ТНД); соплового аппарата ТНД.

При замене любого из перечисленных узлов первоначально снимаются модули, обеспечивающие доступ к модулю опор турбин с коком и смесителем.

Замена модуля опор турбин с коком и смесителем осуществляется без проверки его соосности относительно базовой оси двигателя. При сборке остальных корпусов статора в обязательном порядке необходимо контролировать их положение относительно базовой оси двигателя.

В том случае, когда разборка и сборка двигателя производятся без демонтажа модуля вентилятора, положение базовой оси двигателя задается с помощью технологической оправки, выполненной в виде осесимметричного вала соответствующей длины и жестко закрепленной одним концом в вале ротора вентилятора. Технологическая оправка центрируется в шлицах передней и задней цапф ротора вентилятора. При вращении этого ротора величина радиального смещения оси вращения технологической оправки относительно оси, проходящей через центры его опор (принимаемых за базовые), зависит от величины люфтов в подшипниках опор. С практической точки зрения при частичной разборке и сборке двигателя этими люфтами можно пренебречь.

Относительно технологической оправки, установленной в роторе вентилятора, можно определить соосность практически всех корпусов статора двигателя.

При снятии и последующей установке соплового аппарата турбины низкого давления необходимо обеспечить выполнение технических требований по: радиальному смещению СА ТНД относительно базовой оси двигателя; углу наклона заднего фланца СА ТНД относительно базовой оси двигателя.

Трудности, возникающие при сборке высокоточных машин, кроются не только в особенностях компоновки собираемых деталей, но и в сложности деформационной схемы, возникающей при силовом замыкании сопрягаемых элементов конструкции. Поэтому окончательный контроль производится после затяжки болтов. В случае несоответствия результатов контроля требованиям технических условий, технологическую операцию обеспечения соосности приходится повторять.

Технологические операции обеспечения соосности замыкающего звена (которым является корпус пятой опоры) выполняются во всех случаях с особой тщательностью и при строгом соблюдении требований НТД.

При необходимости замены дефектного СА ТНД новым или отремонтированным требуется провести последовательное обеспечение соответствия соосности сопловых аппаратов ТВД и ТНД требованиям нормативно-технической документации.

Окончательный вывод об обеспечении соосности пятой опоры после установки нового модуля камеры сгорания с СА ТВД делается по результатам контроля радиальных и угловых смещений соплового аппарата ТНД относительно базовой оси двигателя. Для этого используется планшайба, устанавливаемая на задний фланец СА ТНД, и указанная выше технологическая оправка, относительно которой и определяется угловое смещение соплового аппарата ТНД. Косвенной оценкой правильности обеспечения соосности роторов и элементов статора дополнительно служит отсутствие касания роторов о статорную часть при контрольном прокручивании роторов.

Разработка новых способов обеспечения соосности опор роторов двигателя при замене модуля камеры сгорания и СА турбины высокого давления, отдельно СА турбины высокого давления, соплового аппарата турбины низкого давления, а также переднего корпуса вентилятора произведена в Центре внедрения новых технологий Центрального института авиационного моторостроения им. П.И. Баранова (ЦВНТ ЦИАМ). Экспериментальные исследования по отработке новых способов обеспечения соосности были выполнены на пяти двигателях типа РД-33.

Результаты проведенных экспериментальных исследований со снятием виброхарактеристик отремонтированных двигателей подтвердили целесообразность и допустимость практического использования новых способов обеспечения соосности опор роторов при модульном ремонте двигателей. Использование предлагаемых способов дает возможность восстанавливать двигатель в условиях эксплуатирующей организации или специализированных центров войскового ремонта.

В данной статье рассмотрена лишь основная технологическая проблема, влияющая на показатели надежности и функциональное состояние двигателя при выполнении модульного ремонта.

	Место проверки радиального зазора между лабиринтами вала газогенератора и сотовым уплотнением СА ТВД