Лабиринтное уплотнение представляет собой устройство между двумя или несколькими деталями, находящимися в движении одна относительно другой, которое состоит из ряда чередующихся узких зазоров и расширительных камер. Лабиринтное уплотнение препятствует перетеканию жидкости или газа, позволяет применять большие скорости вращения, надёжно работает при высоких температурах.
Воздушные лабиринтные уплотнения применяются в газотурбинных двигателях для предотвращения перетекания воздушно-масляной среды из полостей подшипниковых опор в проточную часть, в том числе в двигателях ПС-90А и ПС-90А2, предназначенных для установки на самолеты ТУ-204, ТУ-214, ТУ-234, ТУ-330, Ил-96-300, Ил-96-400Т, Ил-76ТФ (МФ), Ил-76ТД-90 и их модификации.
При сборке в лабиринтном уплотнении обеспечивается минимальный радиальный зазор. При работе двигателя от нагрева деталей, радиальных биений и люфтов в подшипниках радиальные зазоры в лабиринтных уплотнениях уменьшаются, происходит врезание гребешков лабиринта в покрытие и приработка покрытия. При приработке частицы покрытия выкрашиваются и могут попасть в маслосистему и частично в подшипники двигателя.
Для повышения эффективности работы воздушных лабиринтных уплотнений двигателей ПС-90А и ПС-90А2 требовалось разработать прирабатываемое полимерное покрытие с целью предотвращения износа гребешков лабиринтов и исключения наличия абразивных компонентов в составе покрытия и продуктов его приработки и во избежание повреждения (абразивного износа) подшипников.
Характеристики материала «ЭКГ-1»
В рамках выполнения работ по договору было разработано покрытие ЭКГ-1, основанное на эпоксидном связующем. Характеристики данного продукта представлены в таблице 1.
Таблица 1.
| Материал | Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа, при температуре, °С | Разрушающее напряжение при сдвиге, МПа, при 20 °С, после выдержки образцов в масле | |||||
| -60 | 20 | 100 | 200 | При 20 °С
(30 сут.) | При 100 °С
(30 сут.) | При 20 °С
(30 сут.) | |
| Покрытие ЭКГ-1 | 28,2 | 20,0 | 2,9 | 1,5 | 21,4 | 24,7 | 25,1 |
Заказчиком были проведены испытания работоспособности разработанного полимерного покрытия ЭКГ-1 в межвальном лабиринтном уплотнении детали 93-06-852 «колесо зубчатое» в условиях работы двигателя ПС-90А. По результатам испытаний было сделано заключение, что покрытие технологично, обладает достаточной работоспособностью в диапазоне температур 150 °С и показало удовлетворительную работоспособность в межвальном лабиринтном уплотнении.