1、涡轮部件组成及其工作原理’
涡轮为双转子、双级、反作用轴流式涡轮，主要由导向器、高压涡轮、低压涡轮、机匣、转子支承等组成，其中第一级为高压涡轮，第二级为低压涡轮．涡轮的作用是把燃气的内能转化为机械能，并把机械能向外输出。高压涡轮主要由静子、转子组成，主要作用是通过传动轴给高压压气机和飞机附件提供动力．低压涡轮也主要由静子、转子组成，主要用于给低压压气机和飞机附件提供动力．涡轮部件系统主要功能层次框图如图所示·
2、涡轮部件故障分析
涡轮部件承受很大的热负荷，还受振动负荷和高温燃气腐蚀等，工作条件也十分恶劣。其中，涡轮工作叶片承受很大的离心载荷、气动载荷、振动载荷和热载荷，其主要的故障模式基本上与压气机叶片的故障模式相同，与压气机叶片不同的是，涡轮叶片受高温燃气流的作用，往往出现热疲劳损伤现象，主要是由于叶片上受有热交变应力．热疲劳损伤故障模式多数为叶片表面出现裂纹，叶片挠曲、变形等·涡轮工作叶片裂纹的典型实例图片见图2.8，
涡轮盘也是发动机的主要受力零件，其结构复杂、工作转速很高，轮缘和轮心间的温差很大。承受的离心应力和热应力会导致疲劳裂纹，如果不加控制，裂纹扩展后会导致轮
盘破裂，其后果往往是灾难性的．
传动轴是传递涡轮功率和各种载荷的零件，承受非常大的扭矩、轴向拉伸、弯曲载荷和振动载荷等，其主要的故障模式一般是由各种载荷引起的疲劳断裂和转子系统的振动．传动轴产生断裂的典型实例见图2．9．
涡轮部件主要故障模式及影响分析见表2A。
图2．8涡轮叶片裂纹，断裂图2．9传动轴断裂
表2．4涡轮部件主要故障模式及影响分析表格
|
名称 |
故障
模式 |
故障现象 |
故障原因 |
故障影响 |
检测方式 |
改进措施 |
|
局部 |
系统 |
整机 |
|
工
作
叶
片 |
掉块 |
叶身掉块 |
过烧 |
需修理
或报废 |
可打伤后面
零部件 |
振动大，
|
内窥镜检测 |
防止过烧 |
|
热疲劳 |
裂纹、挠曲，烧蚀 |
高温热
应力 |
需修理
或报废 |
可打伤后面
零部件 |
性能下降，
危及安全 |
内窥镜检测 |
排故 |
|
疲劳
损失 |
叶身和叶根部断裂 |
振动疲劳 |
需修理
或报废 |
可打伤后面
零部件 |
被包容 |
内窥镜检测 |
防止共振 |
|
榫齿疲劳断裂 |
榫齿部裂纹或断裂 |
低周或高周疲劳 |
需修理
或报废 |
叶片飞出 |
断部飞出，
穿机匣停车 |
内窥镜检测 |
排出共振 |
|
涡
轮
盘 |
榫齿疲劳断裂 |
裂纹 |
冷热疲劳 |
裂纹小于规定值时可用 |
|
|
内窥镜检测 |
排故 |
|
裂纹较大
使涡轮盘撕裂 |
冷热疲劳或共振 |
翻修或
报废 |
轮盘断裂打伤连接件 |
断部飞出，打穿机匣停车 |
内窥镜检测 |
排故 |
|
传
动
轴 |
疲劳
断裂 |
裂纹 |
低周或高周疲劳 |
翻修或
报废 |
压气机
不工作 |
停车，
危及安全 |
停车检修 |
排出共振 | |
