Организация эксплуатации локомотивов в депо Саратов, Технологический процесс ремонта турбокомпрессора ТК-38, страница 22

На дизеле 2А-5Д49 установлен турбокомпрессор ТК-38. Он расположен на кронштейне с переднего торца дизеля и состоит из одноступенчатой осевой турбины, работающей за счёт тепловой энергии выпускных газов дизеля. Характерная особенность этого турбокомпрессора состоит в том, что он имеет консольное расположение колеса 14 нагнетателя и колеса 10 турбины. Опорно-упорный 13 и опорный 9 подшипники ротора расположены между рабочими колёсами 14 и 10. Остов турбокомпрессора состоит из корпуса компрессора 5, среднего корпуса 4 и корпуса турбины 7. Правильное соосное расположение корпусов при сборке обеспечивается центрирующими буртами; корпуса соединены между собой болтами. Средний корпус служит для размещения в нём подшипников и деталей системы уплотнений, он образован верхней и нижней половинами, которые стыкуются по горизонтальной диаметральной плоскости и скрепляются друг с другом болтами. К корпусу компрессора присоединён двухзаходный патрубок 1, по которому воздух всасывается в компрессор; патрубок соединён с воздухоочистителями, установленные на боковых стенах кузова тепловоза. Корпус компрессора 2 и проставок 3 образуют так называемую воздушную улитку, по которой сжатый воздух поступает через трубу 15 в охладитель надувочного воздуха и далее во впускной ресивер дизеля. Масло для смазывания трущихся поверхностей подшипников 9 и 13 поступает из масляной системы дизеля по каналам в корпусе 7. Каждый подшипник состоит из двух половин, изготовленных из бронзы ОЦС-4-4-17. На турбокомпрессорах выпуска с 1977 года ставят подшипники с элептической расточкой рабочей поверхности. На опорную и упорную поверхность подшипников наносят слой приработочного покрытия. Благодаря эксцентричности расточки подшипников при вращении ротора создаются два масляных клина, способствующих сохранению центрального положения шипа в подшипнике. К корпусу турбины 7 прикреплены болтами обод 8 и выпускной патрубок 11. Сопловой аппарат и турбинное колесо расположены внутри обода, образуя проточную часть газовой турбины. Сопловой аппарат отлит из жаропрочной стали и состоит из двух половин. Газовая двухпоточная улитка 6 присоединена болтами к среднему корпусу; к ней поступают отработавшие газы из выпускных коллекторов дизеля через жаровые трубы, вмонтированные в отверстия корпуса. Газовая улитка и жаровые трубы предохраняют алюминиевый корпус от соприкосновения с горячими газами. В полостях среднего корпуса и корпуса турбины циркулирует вода, которая подводится из системы охлаждения дизеля; это позволяет уменьшить тепловые деформации корпуса. Выпускной патрубок 11 отлит из стали и покрыт теплоизоляционным асбестовым слоем и стеклотканью. Вал ротора 12 откован из легированной стали; он имеет две опорные шейки. Колесо компрессора изготовлено из дюралюминия, насажено на шлицы вала и укреплено гайкой. Колесо 14 турбины выполнено из жаропрочной аустенитной стали, насажено на вал с натягом и зафиксировано штифтами. Рабочие лопатки газового колеса изготовлены из жаропрочного сплава и укреплены на диске турбинного колеса при помощи «елочных» замков. Для предотвращения утечек воздуха и проникновения газов в масляную полость подшипников при повышенных нагрузках или масла в воздушную или газовую полости при малых нагрузках служат лабиринтные и упругие кольца. Лабиринтные уплотнения расположены на торцовой части колеса компрессора и внутренней стороне диска турбинного колеса. Основные параметры турбокомпрессора ТК-38 приведены в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Основные параметры турбокомпрессора ТК-38

2.2. Основные неисправности турбокомпрессора ТК-38

Вследствие вращения и неравномерного нагрева в деталях ротора возникают напряжения, которые во многих случаях приближаются к пределу текучести материала. При работе диск ротора нагревается до температуры примерно 500ºС у периферии. Следует помнить, что дисбаланс ротора в 10 мН·см вызывает действие неуравновешенной силы, равной 45 – 50 кН. Допускается небаланс до 30 мН·см. Общий перепад температуры по перу лопаток турбины составляет 37ºС. Температуры в зоне штифтового соединения диска турбины со ступицей вала составляют 220ºС, а радиальный перепад температур по диску – 130-140ºС. Температуры корпуса турбины в посадочных местах выпускного диффузора достигают 190-198ºС, а в зоне воздушной улитки определяются температурой надувочного воздуха.

Практика эксплуатации турбокомпрессоров показывает, что в проточной части турбокомпрессоров (лопатки и сопловые аппараты турбин, диффузоры компрессоров, лабиринтные уплотнения) откладывается нагар. Вследствие этого с течением времени нарушается балансировка ротора, снижается к.п.д., давление наддува и расход воздуха турбокомпрессором. Повышаются температуры выпускных газов и расход топлива дизелем. Устранение нагара и отложений требует демонтажа турбокомпрессора и его последующей разборки, а иногда и балансировки ротора. Это усложняет и удорожает обслуживание дизеля тепловоза. Поэтому турбокомпрессоры должны быть приспособлены для промывки их проточных частей и лабиринтов уплотнений от нагара и для диагностики состояния балансировки ротора и работы подшипников без разборки и снятия их с дизеля.